高一物理难点：机械能守恒定律的使用

　　（文/王尚）高考物理试题中常见对机械能问题的考察，一般来说题目会设计机械能守恒与不守恒两种情况。

　　对于机械能不守恒类问题，我们一般运用动能定理、能量守恒定律、功能关系等分析求解；对于机械能守恒类问题一般运用机械能守恒定律来求解，使用该定律要首先判断是否满足其使用的前提条件。

　　机械能守恒定律的概念及守恒条件

　　机械能包括动能、重力势能、弹性势能。重力势能是物体与地球共有的，机械能是运动物体、弹簧（或发生弹性形变的其它物体）和地球组成的系统共有的。

　　重力做功与路径无关，重力的功等于重力势能的减少量。

　　对于涉及机械能的物理问题，应首先选择有相互作用的物体系统的运动过程为研究对象，然后分析在运动过程中系统内各物体间的相互作用力。

　　运用机械能守恒定律列式时，若按机械能总量相等列式，需要选取重力势能、弹性势能参考位置；若按减少量等于增量列式，不需要选取势能的参考位置。

　　在研究的过程中，系统内的相互作用力中，如果只有重力、弹簧弹力做功，是机械能守恒的条件。

　　因此，使用机械能守恒定律的前提条件是：若系统内只有重力、弹力作用，或虽有非重力、非弹力作用，但这些力不做功，则系统的机械能守恒，否则机械能不守恒。

　　机械能不守恒应选择动能定理或功能关系

　　对于涉及机械能的物理过程，若系统内物体间有非重力、非弹力做功，比如摩擦力、电场力、安培力等力做功，或系统外物体的力对系统内物体做功，则系统的机械能不守恒。

　　对此问题，一般运用动能定理或功能关系分析求解。当大家通过认真审题发现该物理wuli.in题中系统内是否有非重力、非弹力作用或他们是否做功，不能明确判定时也可运用动能定理分析求解。

　　多过程问题中，若不涉及中间状态量的分析求解，可将整个运动过程视为整体运用动能定理。合力的功等于研究对象动能的增量；还需注意的一点是：克服某力做的功与某力的功等值反号。

　　结合牛顿动力学求解

　　对于涉及力与运动的问题，若机械能守恒，且不涉及时间、加速度、力，可直接运用机械能守恒定律分析求解，若涉及时间、加速度、力，笔者建议借助牛顿第二定律、匀变速直线运动规律等方程来求解。

　　对于系统的运动过程，可运用机械能守恒定律或动能定理；对于某个状态，可运用共点力平衡条件或牛顿第二定律。

　　（文/王尚，微信号teacherws；交流物理学习问题有问必答知无不言。文章首发《物理自诊断学习系统》）

　　参考文献

　　机械能守恒定律

　　http://gaozhongwuli.com/zongjie/kaodian/43172.html

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