如何用好机械能守恒定律论文_孙秀娥

孙秀娥

摘要：在中学物理中，机械能守恒定律的应用频繁地出现。为了进一步了解机械能守恒定律的应用，本文从机械能守恒的系统性问题、阶段性问题、速度关系问题等方面来归纳，加深对机械能守恒定律应用的认识。

关键词：机械能守恒；系统；阶段

一、引言

机械能守恒定律是能量守恒定律在机械运动范围内的具体体现，是能量守恒的特殊形式，机械能守恒定律是中学物理中的重点。

众所周知，只有重力(或只有弹簧弹力)做功的情况下，物体的动能和势能相互转化，但机械能的总量保持不变，这称为机械能守恒定律。换成另一种表述则是：一个物体系统，如果只有系统内部的保守力(如重力和弹力)做功，其他内力和外力都不做功，那么物体系统的动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变，这就是机械能守恒定律。该定律的应用十分广泛，很多问题对于中学生较为复杂。然而，用机械能守恒定律解题，由于只涉及物体的初末两个状态而不涉及具体的物理过程，这在一定程度上有效地简化了问题。但是，如果对机械能守恒的认识不够深刻，不能抓住定律的本质，我们仍然无法在做题时做到游刃有余。为进一步加深对机械能守恒定律的认识，本文通过以下三个方面对机械能守恒定律的应用做出总结。

二、机械能守恒的系统性问题

在研究具体问题时，往往系统内的单个物体机械能并不守恒，而由几个物体组成的系统机械能却是守恒的。因此，研究一个问题如果涉及到多个物体时，要具有整体意识，将不同的物体组成一个系统。

1.连绳问题

连绳问题是指用绳子将不同的物体连在一起组成的系统，此类问题应认清物体的运动过程，注意物体运动到最高点或最低点时速度相同的隐含条件及系统机械能守恒定律的应用。

例1.如图1-1所示，在光滑的水平杆上套有一个质量为m的滑环，滑环上通过一根不可伸缩的轻绳悬挂着一个质量为 M 的物块(可视为质点)，绳长为 L。将滑环固定时，给物块一

评析：在此题中,对于物块和滑环来说，它们各自都受到了绳子的拉力，而且拉力都对它们做了功。其中，拉力对滑环做了正功，对物块做了负功，所以不管是物块还是滑环，它们的机械能都不守恒。但是如果把这两者看成一个系统，绳子拉力成为系统内力，即拉力对它们做的总功为零，故系统的机械能守恒。

2.弹簧问题

当弹簧发生形变时，无论处于伸长还是压缩状态，弹簧都具有弹性势能，而且形变越大，其弹性势能也就越大。此类问题的关键在于分析物体的运动过程、认清弹簧的状态及不同能量之间的转化。由两个(或两个以上)的物体与弹簧组成的系统，应注意弹簧伸长或压缩到最大程度时弹簧两端连接的物体具有相同的速度，弹簧处于自然长度时，弹性势能为零等条件。