机械能守恒定律的应用范文1
一、机械能守恒定律的表达式
（1）E+E=E+E（或E=E）
该式表示所研究的物理过程中，任意两个状态的机械能总量相等。
（2） E=E
该式表示系统动能的增加量等于系统势能的减少量。
（3） E=E
该式表示将系统分为a、b两部分，a部分机械能的增加量等于b部分的减少量。
在应用上面的表达式解题时，第一个表达式中的E是相对的，建立方程时必须选择合适的零势能参考面，且每一个状态的E都应是相对同一个参考平面而言，平时练习中大多数的题目都可用它来解决；后两种表达式由于研究的是变化量，无需选择零势能面，有些问题利用它们解题显得非常方便，特别是在选择零势能面时会出现未知的高度时，用这种表达式来解决更为方便，但是问题中一定要搞清楚增加量和减少量。
应用机械能守恒定律解题的基本步骤包含：（1）确定研究对象和研究过程；（2）判断机械能是否守恒；（3）选定一种表达式，列式求解。
二、机械能守恒定律表达式的应用
例1.如图所示，均匀铁链长为L，平放在距离地面高为2L的光滑水平面上，其长度的悬垂于桌面下，从静止开始释放铁链，求铁链下端刚要着地时的速度？
解：铁链在运动中机械能守恒，选取地面为零势能面：
mg2L+mg(2L-)=mg+mv 得：
v=。
本题所涉及的属于单个物体，切所给高度已知，所以用表达式（1）较简便。
例2.如图所示，半径为R的光滑半圆上有两个小球A、B，质量分别为m和M，由细线挂着，今由静止开始无初速度自由释放，求小球A升至最高C点时A、B两球的速度？
解析：A球沿半圆弧运动，绳长不变，A、B两球通过的路程相等，A上升的高度为h=R；B球下降的高度为H==；对于系统，由机械能守恒定律得： -ΔE=ΔE；
ΔE=-Mg+mgR=(M+m)v
v=。
本题也可用表达式（1）来解。
例3.如图所示，质量分别为2m和3m的两个小球固定在一根直角尺的两端A、B，直角尺的顶点O处有光滑的固定转动轴。AO、BO的长分别为2L和L。开始时直角尺的AO部分处于水平位置而B在O的正下方。让该系统由静止开始自由转动，求：
（1）当A到达最低点时，A小球的速度大小v；
（2）B球能上升的最大高度h；
（3）开始转动后B球可能达到的最大速度v。
解：以直角尺和两小球组成的系统为对象，由于转动过程不受摩擦和介质阻力，所以该系统的机械能守恒。
（1）过程中A的重力势能减少，A、B的动能和B的重力势能增加，A的即时速度总是B的2倍。
2mg•2L=3mg•L+•2m•v+•3m（），解得v=。
（2）B球不可能到达O的正上方，它到达最大高度时速度一定为零，设该位置比OA竖直位置向左偏了α角。
2mg•2Lcosα=3mg•L(1+sinα)，此式可化简为4cosα-3sinα=3。
利用三角公式可解得sin(53°-α)=sin37°，α=16°。
（3）B球速度最大时就是系统动能最大时，而系统动能增大等于系统重力做的功W。设OA从开始转过θ角时B球速度最大，
•2m•（2v）+•3m•v=2mg•2Lsinθ-3mg•L（1-cosθ）=mgL(4sinθ+3cosθ-3)≤2mg•L，
解得v=。
机械能守恒定律的应用范文2
关键词：守恒条件；判断方法；应用
机械能守恒定律是力学中的一个重要规律，是能量转化与守恒的具体表现，有其独特的研究对象和适用条件，在中学物理解题中具有举足轻重的作用，也是高中物理教学的难点之一，在教学过程中教师普遍感到难教，学生普遍感觉难懂。为此，必须正确理解机械能守恒定律，并能准确判断研究对象的机械能是否守恒，以便熟练应用机械能守恒定律解决有关的物理问题。下面对机械能守恒的判断方法以及在具体应用机械能守恒定律时应注意的问题等方面进行阐述，供大家参考。
一、机械能守恒的判断
1.从机械能的定义看
动能与势能总和是否变化。如果动能和势能的总和不变，机械能就不变，反之动能和势能的总和变化了，机械能就不守恒。
2.从能量转化角度看
若物体系统中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化即系统内或系统与外界之间都没有机械能转化为其他形式的能，也没有其他形式的能转化为系统的机械能，则该物体系统机械能守恒。
3.从做功的角度看
只有重力或系统内弹簧的弹力做功，其他力（包括外力和内力）不做功或所做功的代数和为零。具体情况如下：
（1）单个物体（实质是一个物体与地球组成的系统）机械能守恒的条件
只有重力对物体做功。
（2）物体系统机械能守恒的条件
只有重力或弹簧的弹力作为内力做功，其他外力和内力不做功或者做功的代数和为零。
综上所述，如果研究对象是某个物体，先对物体进行受力分析，再分析出某个力对物体的做功情况。
二、机械能守恒定律的应用
1.应用机械能守恒定律解题时应注意的问题
（1）要注意研究对象的选择
研究对象的选取是应用机械能守恒解题的首要环节，有的问题选择单个物体为研究对象时机械能不守恒，但选择此物体与其他几个物体组成的系统为研究对象时机械能却是守恒的。
（2）要注意研究过程的选择
有些问题研究对象的运动过程分几个阶段，有的阶段机械能守恒，而有的阶段机械能不守恒，因此在应用机械能守恒定律解题时要注意过程的选择。
（3）要注意机械能守恒定律表达式的选取
①守恒的角度
②转化的角度
③转移的角度
2．机械能守恒定律解题的基本思路
（1）选取研究对象——物体或物体系
（2）根据研究对象所经历的物理过程，进行受力、做功分析，判断机械能是否守恒
（3）恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程的初、末态时的机械能
（4）选取恰当的表达式列方程求解。
参考文献：
机械能守恒定律的应用范文3
应用，希望可以帮助读者更好的理解机械能守恒定律。
【关键字】机械能 机械能守恒 机械能守恒应用
在日常生活中，我们所学习的机械能守恒定律无处不在，譬如我们坐过过山车、玩过荡秋千等，在体验惊险刺激的活动后，想想是根据什么理论制造的。通过学习了机械能守恒定律能够让我们更加了解生活中蕴涵的物理知识在生活中的力量。通过机械能守恒定律的规律和生活中的应用来剖析机械守恒在生活中的魅力。
一、机械能守恒定律内容
1.机械能守恒定律的内容可以从两方面描述。（1）当只有重力做功的情况下，物体的动能和重力势能之间发生相互转化，机械能的总量保持不变。（2）在没有摩擦和介质阻力的情况下，物体只发生动能和重力势能之间的相互转化，机械能的总量保持不变。
2.机械能守恒定律的研究对象。（1）机械能守恒定律是重力势能与动能之间的平衡，因为地球的地心引力，自由落体的小铁球在不受其他力的情况下，垂直下落，其所受到的就是地球地心引力，小铁球受到重力势能是与地球共有的，小球的动能速度V是相对于地面的速度。（2）在除地球外，研究物体判断机械能守恒可以根据物体是否只受重力，如果是对多个物体进行组合研究，判断其机械能守恒要判断物体间是否有摩擦或者介质阻力。（3）只受重力与只有重力做功是不同的，在物体受力中，除了受到重力还有其他的力作用，可忽略不计，只是认为只有重力在做功。
3.机械能守恒条件。在满足可以忽略掉物体间的摩擦力与介质阻力的守恒条件下，物体发生的只有动能与势能之间的相互转化，转化过程中，总能量无损耗，保持不变，这就是机械能守恒的条件。
二、生活中的机械能守恒实例分析
如：“过山车”是我们熟知的娱乐设施，在体验惊险刺激的活动后，其蕴涵的物理知识与机械能守恒定律有关。“过山车”模型。用小球替代“过山车”。
首先，将小球从直轨道较高处放下，使其自由滚下。现象：小球在竖直轨道上进行圆周运动并完成。
其次，将小球从直轨道较低处放下，使其自由滚下。现象：小球在竖直轨道上进行圆周运动，但不能完成。这时在还未到达轨道最高点处之前，小球就以某一速度做斜抛，并脱离了圆轨道。
机械能守恒定律的应用范文4
【关键词】动量守恒；机械能守恒；内容比较；应用研究
物理，是以通过实验的方式，以及具象化的思维模式来研究世界上物质间的基本相互作用、一般的物质运动轨迹等项目的自然科学，是人类对于自然现在的规律性、寻迹性总结与归纳。随着物理学学科在我国的开展与普及，物理作为高中的必修课程进入到我们的学习生活中。至今，我国开展高中物理课程已经有数十个年头，并逐渐总结出一套具有我国高中自身物理特色的物理课程模式，但是在实际的学习过程中，高中物理知识“动量守恒”以及“机械能守恒”一直是我们学生学习的重点及难点，如何通过其两者间的不同进行比较性学习，从而达到预期的课程学习目标，以期能够准确的将其应用在解题过程中去不仅是教师们需要考虑的重点问题，我们学生自身也应该探寻其中存在的相似与不同之处，通过自己的力量进一步掌握物理知识。
一、“动量守恒”及“机械能守恒”的概述
1.动量守恒
动量守恒定理即指物体的线性动量（P）等于该物体质量（m）与速度（v）的积，大量研究表明这是一个向量，也是一个守恒的量（即在无外力作用下，物质一直按原有趋势向原有方向运动）。
2.机械能守恒
就目前来说，高中物理知识将常见的重力势能、弹性势能、动能这三项y称为机械能，它是指当物质只受重力或弹力影响的状况下，该物体的重力势能、弹性势能以及动能间三种能量相互转化，从而保持该物质的总机械能守恒的状态。
二、“动量守恒”及“机械能守恒”的相似点及不同点
1.“动量守恒”及“机械能守恒”相似点对比
根据定理概念总结可知，其相似之处主要由以下几点（如表一）：
2.“动量守恒”及“机械能守恒”不同点对比
根据日常物理课程的学习我们可以总结出：“动量守恒”及“机械能守恒”的不同点如下（表二）：
三、两项守恒定律的应用研究
以在高中物理中常见的“斜方能量守恒问题”为例来说，假设当质量为1的斜方a被放置在水平的界面上，将1的斜面上放置一个质量为2的b，如图一，在忽略一切摩擦的情况下，b从a顶端滑下的过程中能量时候守恒？
从题目中可以看出，该题目研究的对象是a、b两个物质，当b顺着a的斜面下滑时，其受到a、b自身重力以及地面对a的支持力的影响，很多同学会认为在上述过程中a、b自身重力等于地面对a的支持力，进而得出能量守恒的结论，但是，在实际过程中，我们可以发现b在沿着a斜面下滑的时候处于加速状态，除却上述影响因素还受到“失重”现象的影响，使得其地面对a的支持力远远小于a+b的重力，进而使得该物体外力不为0，从而导出该物体能量不守恒的结论。
三、结语
综上所述，根据动量守恒定律以及机械能守恒定律的相似点进行有关知识点的辅助记忆、推导学习的同时利用其自身存在的不同点更好的区分其应用的环境及模式，从而帮助解题环节的顺利进行。
参考文献：
[1]庞哲元.动量守恒定律和能量守恒定律的综合应用[J].科技展望，2017（03）.
[2]王宁，李铖，祝凤金，李庚伟.机械能守恒定律及动量守恒定律演示仪器的制作[J].大学物理实验，2014（03）.
机械能守恒定律的应用范文5
【关键词】物理 机械能 守恒条件
Understanding to the condition of the conservation of the mechanical energy
Shang Guangyu
【Abstract】To understand the conditions of conservation of mechanical energy from work and energy.
【Keywords】PhysicsMechanical energyConditions of conservation
机械能守恒定律是解决力学问题的重要定律之一，其解题的简捷性、方便性突出地体现了其优越性，因而在力学问题中应用机械能守恒定律来求解也是非常常用的。然而，并不是所有的力学问题都能够应用机械能守恒定律来求解，因为机械能守恒是有条件的，没有理解守恒的条件很容易造成错误。
教材上关于机械能守恒定律是这样叙述的：在只有重力（或弹簧弹力）做功的情况下，物体的动能和重力势能（或弹性势能）发生相互转化，但机械能的总量保持不变。从表面上看：“在只有重力（或弹簧弹力）做功的情况下”是机械能守恒的条件。剖析其具体的守恒条件，笔者认为应从以下两个方面理解：
1．从功的角度分析机械能守恒的条件。在只有重力（或弹簧弹力）做功的情况下，物体的动能和重力势能（或弹性势能）发生相互转化。对“只有重力（或弹簧弹力）做功”这一条件的理解是学生很容易犯的错误，笔者对这一问题的几点理解归纳如下：
1．1物体只受重力。
例如：各种抛体运动（忽略空气阻力）――平抛、斜抛、上抛、下抛等，都是只受重力的作用，只有重力做功机械能守恒。
1．2物体除了受重力、弹簧弹力以外还受其他力，但其他力不做功，只有重力、弹簧弹力做功。
例如：①固定在地面上的光滑斜面（或曲面）上的自由滑动的物体，除了重力以外，还受斜面施加的垂直斜面向上的支持力。显然，无论直斜面还是曲斜面，这个力总是与沿斜面切线方向的位移相垂直，该力不做功，物体机械能守恒。
②水平弹簧振子除了重力、弹簧弹力以外，还受水平杆竖直向上的支持力，支持力不做功，机械能守恒。
③单摆除了受重力以外，还受摆绳沿半径方向的拉力，拉力不做功，单摆机械能守恒。
1．3物体除了受重力、弹簧弹力以外还受其他力，但其他力做功的总和为零。这不是真正的守恒，但可以当作守恒来处理。
例如：从空中下落的物体（不能忽略空气阻力，且空气阻力恒定），下落同时施加在物体上一个大小恒等于空气阻力大小的、方向与空气阻力相反的力，此时物体除了重力外，还有其他力做功，但其他力做功的总和为零，可以认为守恒。
2．从能量的角度分析机械能守恒的条件。对某一系统，只有物体间机械能的转移，系统跟外界没有发生机械能的转化，机械能也没有转变成其他形式的能量，则系统的机械能守恒。
机械能守恒定律的应用范文6
科学规律的发现离不开科学方法，科学方法既包括经验方法，也包括逻辑方法。归纳和演绎是逻辑方法中两种最基本的方法。英国思想家和科学家培根极力推崇归纳法，而法国科学家笛卡儿则推崇演绎法。实际上，一个物理规律的发现，几乎都会同时综合运用归纳和演绎两种逻辑方法。
从科学发现的方法来分类，中学物理研究的物理规律大体可分为两种类型：
第一类是实验定律。如牛顿定律、动量守恒定律、库仑定律、欧姆定律、法拉第电磁感应定律等，它们都是通过对自然现象的观察或者实验总结概括出来的，这个过程主要运用归纳法（也一定程度上用到演绎法）。观察或实验总是有限的，不会无穷尽，所以科学家们总在不断努力创新实验方法，提高实验精度，力图发现与“定律”相悖的情况，一旦出现了这种情况，“定律”将被否定。例如库仑定律中两个研究对象“点”之间的相互作用力与两点间的距离r的平方成反比，科学家不断地用精度越来越高的实验去验证这个结论。实验定律给出了物理量之间的变化关系，但至于“为什么有这种关系”这个问题，可能在物理学史上长期甚至至今都没有找到答案。
第二类规律是用已知的规律通过演绎推理得到的，如动能定理、相对论等。通过演绎得出的规律必须经得起观察或实验验证，才能被确认。例如1916年爱因斯坦用演绎法得出广义相对论，该理论预言大质量的物体会使经过其附近的光线产生弯曲。三年后的1919年日全食期间，人们观察到星光掠过太阳附近时确实发生了偏移，而且偏移值符合广义相对论的预言，英国皇家学会公布了这一结果，爱因斯坦立即成为家喻户晓的名人。
因为无论是用归纳还是演绎方法得到公认规律，都离不开实验，所以人们常说物理是以实验为基础的学科，但这并不意味理论推导不重要。课改前的高中物理教材中，机械能守恒定律多是运用归纳法通过实验得出的。而多种课标试验教材则运用演绎法通过理论推导得出（有人将理论推导称为“理论探究”），之后，教材再安排一节学生实验，验证机械能守恒定律。这样的编排突显了通过演绎发现和实验确认规律的科学方法，蕴含着科学方法教育的内容，教师在本内容教学中，要将教材中隐含的科学方法给学生明点出来，以期达成科学方法教育的目标。
另外，学生在初中已经学过机械能守恒，如果高一再将这个内容安排为一个完整的学生实验探究，则“提出问题”、“猜想与假设”这两个活动便失去了存在的必要，这也是教材用理论推导而不用实验归纳的原因之一。
人教版和粤教版教材在机械能内容上的安排大体是相近的，都是循着“动能――动能定理――势能――重力做功与重力势能变化的关系――动能与势能之间相互转化――机械能守恒定律――机械能守恒定律的应用”的线索来展开的。
二、按教学目标定位处理机械能守恒定律部分教材
一般教师在讲授机械能守恒定律时会运用有两种方法：一种是先让学生自己开动脑筋，提出一定的假设，设计实验，来探究机械能守恒定律，说明教师钟情于归纳法；另一种是按教材的编写，先通过在黑板上进行理论推导，然后再用实验验证，反映出教师钟情于演绎法。不能简单地说这两种方法哪一种更合理，必须考察教师整个教学的思路，如果教师认为学生实验探究能力形成得还不够理想，希望通过对机械能守恒定律的实验探究进一步提高这种能力，先采用归纳法、再用演绎法推导一次也未尝不可；如果教师认为没有必要在本内容教学中突出实验探究，而要学生体验理论推导对科学发现的重要意义，则按教材的结构来展开也是恰当的。
三、优化机械能守恒定律教学的几个策略
《机械能守恒定律》一课属于规律教学课，要按规律课教学的原则合理确定教学策略。
1、灵活组织前备知识的复习
学习本节前，学生已经学过了动能、动能定理、势能、重力做功与重力势能变化的关系等知识，这些都是学习机械能守恒定律的前备知识，学生对这些前备知识的掌握程度直接影响本内容的学习。设计本节教学前，对学生前备知识的掌握程度必须心中有数，如果学生掌握得不够好，遗忘率高，则宜在上课开始时花一定的时间集中复习前备知识，但要注意的是，这种复习不能采取由教师重述一次的办法，而应当适当设置一些简单情景，唤起学生的记忆，由学生说出相关的知识，也可以随着讲课的进度，分散复习各个概念，以减轻学生的疲劳感；如果学生基础好，则不必集中复习前备知识，采用随着新内容的展开分散复习的办法。
2、理论推导的教学策略
理论推导是本节教学的重点，不管学生程度如何，都应让学生自己通过重力做功与重力势能变化的关系和动能定理推导出机械能守恒定律，千万不能由教师一讲而就。
3、突出力和功的分析
机械能守恒定律的文字和数学表述并不复杂，似乎很容易记住，但学生对机械能守恒定律的表征却会是千差万别的，其中最易犯错的是对成立条件的判断，本节新课中，这个难点似乎并不突出，但在以后的综合题解题中，这个问题就会明显暴露出来。所以本节课从一开始，对每一个物理模型或实验都要强调受力分析和做功分析，力求帮助学生形成良好的思考程序和习惯。
