正文 第一章 機械能(一)(1 / 1)

一、解題準備

1.功與能

一個物體能夠做功,就說它具有能,物體能夠做的功越多,它具有的能量就越大,功和能有密切的聯係,物理學中正是利用功和能之間的關係,通過做功的多少來比較能量大小的。

有能量的物體能夠做功,但是不一定正在做功,因此不要認為隻有正在做功的物體才有能量,沒有做功的物體就沒有能量。就像一名舉重運動員一樣,他沒有舉杠鈴,不能說明他沒有力氣,當他舉杠鈴時,可以通過他舉起的杠鈴的重力來衡量他力氣的大小。

2.正確理解動能、勢能和機械能

物體由於運動具有的能叫動能。運動物體的速度越大,質量越大,它的動能就越大。判定或比較動能大小要看物體的質量和它的速度。

物體由於被舉高或者發生彈性形變(如果外力撤消,物體能恢複原狀)具有的能叫勢能。物體被舉得越高,質量越大,它的重力勢能就越大。判定和比較重力勢能的大小要看物體的質量和被舉高的高度。物體的彈性形變越大,它具有的彈性勢能就越大。判定和比較彈性勢能大小要看物體彈性形變的大小。動能和勢能統稱為機械能。說明:

(1)物體的運動速度和被舉的高度都是相對的,在沒有特殊說明的情況下,物體的運動速度是以地麵為參照物的。物體被舉高的高度是相對地麵而言的。

(2)具有機械能的物體的狀態可分為固態、液態或氣態,無論是流動的空氣還是被攔河大壩提高水位的水都有機械能。具有機械能的物體可大可小,大可以為宇宙中的星體,小可以為原子或電子等。

(3)一個物體隻要在運動,而且相對於參考麵有一定的高度,這個物體就既有動能,又有勢能。

3.理解動能和勢能間的相互轉化

滾擺、單擺的運動,皮球在地板上的彈跳等說明動能和勢能是可以互相轉化的,在討論動能和勢能相互轉化的問題時,需要注意:

(1)動能與重力勢能、動能與彈性勢能、重力勢能與彈性勢能之間都可以互相轉化。

(2)在判斷動能和勢能之間是怎樣轉化的時候,首先要確定研究的是哪一個物體在哪一過程中的能量轉化,然後根據這一過程中物體的速度、高度、形變大小正確地進行分析和判定。

(3)如果僅限於動能和勢能的相互轉化,即減小(或增加)的動能剛好等於增加(或減小)的勢能,則在動能和勢能相互轉化的過程中機械能的總量保持不變,這稱之為機械能守恒。

(4)動能和勢能可以互相轉化,但不是一定轉化,有些情況下勢能減少(或增加),動能並不增加(或減少)。例如:正在勻速豎直下落的物體,勢能減小,動能並沒有增加,在這種情況下物體的機械能減少,減少的那部分機械能轉化為與其它運動形式相對應的能量了。