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对于一个物体系来说,在下列哪种情况下系统机械能守恒?
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机械能守恒的条件是:
(1)对某一物体若只受重力作用,则物体与地球组成的系统机械能守恒.
(2)对某一物体除受重力外还受其他力作用,但只有重力做功,其他力不做功,则物体与地球组成的系统机械能守恒.
(3)若某一物体受几个力作用时,只有弹簧弹力做功,其他力不做功,此时物体与弹簧组成的系统机械能守恒.
(4)若某一物体受几个力作用时,只有重力和弹簧弹力做功,其他力不做功,此时物体、弹簧和地球组成的系统机械能守恒.
物体系是什么
在一个物理过程中相互作用的所有物体可以看做是一个物体系。
物体系是什么?
物体系就是若干(存在相互联系或相互作用的)物体构成的整体,又称为系统。例如由弹簧连接的两个小球,那么它们的整体就是物体系。物体系可以根据需要任意选择,例如我们也可以把上面例子中的一个小球和弹簧看做物体系。甚至一个小球本身也可以看做物体系,不过此时我们最好用系统一词。由上可见,物体系或系统实际上就是我们选定的研究对象。
“势能是物体系中各相互作用的物体的相对位置所决定的能量,势能是系统所共有的”这句话完全正确。例如,重力势能的大小就是由物体和地球的相对位置(具体地说就是物体离开地面的高度)决定的,无论物体如何运动,只要这个高度不变,重力势能就不变。再如弹簧的一端固定,另一端连接一个物体,二者间的弹性势能只和二者的相对位置(对这个例子就是弹簧的伸长或压缩量)有关。
势能是相互作用的物体构成的系统的整体能量,而不是其中某一个物体自身的能量。这是因为假定不存在与被考虑的物体存在相互作用的其它物体,那么被考虑物体就根本没有势能,这说明势能不仅仅是被考虑物体的能量,同时也是与它相互作用的物体的能量。离开相互作用就不存在势能。因此我们必须把势能看做相互作用物体系统的共有能量。例如弹簧和物体构成的系统,弹性势能就是整个系统的共有能量,既不能说弹性势能只是弹簧的能量,也不能说只是物体的能量。类似重力势能是物体和地球共有的能量,地球在吸引物体的同时,物体也在吸引地球,不能说这个引力势能归哪一方所有。不过对于重力势能,我们习惯上将它看做物体的能量,这其实是错误的,但这样看也有它的方便之处,解决中学常见问题的时候就不必考虑地球了。不过这么做并不永远能得到正确的结果,复杂问题中往往必须考虑地球,因此我们仍然需要清楚重力势能实际上是物体和地球的共有能量。
如有不明欢迎追问。