判断机械能守恒的方法

判断机械能守恒的方法

黄海汝海深

在只有重力做功时，物体的动能和重力势能发生相互转化，但其总和保持不变。这个结论称为机械能守恒定律。判断机械能守恒的方法一般有两种：

根据机械能守恒的条件判断。分析物体或系统所受的力，判断重力以外的力是否对物体做功，如果重力以外的力对物体或系统做了功，则物体或系统的机械能不守恒，否则机械能守恒。

机械能量的转化判断。对于一个物体或系统，分析是否只存在动能和重力势能的相互转化。如果只存在动能和重力势能的相互转化，而不存在机械能和其他形式的能量的转化，机械能守恒，否则机械能不守恒。

同学们在学习机械能守恒的过程中，由于对守恒条件的理解不够深刻，经常出现一些错误的认识，下面就两种常见错误认识进行分析。

错误认识一：物体所受的合外力不为零时，物体的机械能一定不守恒。

分析：这种说法不对。机械能守恒的条件是重力以外的力不做功，而不是合外力为零。例如小球在自由落体过程中，仅受重力作用，合外力不为零，但运动过程中只有重力

做功，符合机械能守恒定律的条件。

错误认识二：只要机械能的总量不变，也就是机械能守恒。

分析：这种说法也是不正确的。机械能守恒的条件是只存在动能和重力势能的相互转化，而不存在机械能和其他形式的能量的转化，例如用手拉一物体恰好克服斜面摩擦力沿斜面加速下滑，动能增加，重力势能减少，机械能总量保持不变。可是由于在运动过程中：从功的角度分析，除重力外还有人的拉力及摩擦力对物体的做功，不符合机械能守恒的条件，或从能量转化的角度分析，除了机械能外还有人的化学能及因摩擦而产生的内能参与转化，故此过程不符合机械能守恒的条件。

例：下列关于机械能是否守恒的叙述正确的是

A. 做匀速直线运动的物体机械能一定守恒

B. 做匀变速直线运动的物体机械能可能守恒

C. 合外力对物体做功为零时，机械能一定守恒

D. 只有重力对物体做功，物体机械能一定守恒

解析：对A、C选项，做匀速直线运动的物体，除了重力做功外，可能还有其他力做功，如降落伞在空中匀速下降时，除了重力做功外，空气阻力也对降落伞做功，所以机械能不守恒，故A、C选项是错误的。

B选项中做匀变速直线运动的物体可能只受重力且只

有重力做功，如自由落体运动，物体机械能守恒。故B选项是正确的。

D选项符合机械能守恒的条件，所以本题的正确答案应为BD.

综上所述，我们在具体判断机械能是否守恒时，一般从以下两方面考虑：

一、从做功的角度考虑

①对于一个物体，若只有重力做功，而其他力不做功，则该物体的机械能守恒。

②对于由两个或两个以上物体，如果系统只有重力做功或弹力做功，则系统的机械能守恒。

二、从能量转化的角度考虑

物体间只有动能、重力势能和弹性势能之间的相互转化，系统与外界没有机械能的转移，系统内部没有机械能与其他形式能的转化，则系统的机械能守恒。