基础概念详解专题：机械能守恒定律.docx

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(一)势能(有时也称位能)
势能是相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。关于这个定义,大家可以咬文嚼字一番,细细品味。
(1)势能是由位置决定的能量,故此也称位能。位置的可操作性描述也是要参照物(位置)的,因此,定义势能,是要选择参照位置的,规定参照位置的势能为零,故此,称这个参照位置称为零势能面。
(2)势能是以相互作用的物体为分析对象的,更确切的说,势能是相互作用的物体组成的系统共有的能量。
其实,势能是描写场力做功问题的,常见的场有重力场,万有引力场,弹性场,静电场等。场力做功,具有很多共性。请同学们在下面的学****中领会。
(二)重力做功及重力势能
思考题:动能也具有相对性,它与重力势能的相对性在物理意义上是一样的吗?
(三)弹性势能
(四)机械能守恒定律
思考题:只有重力做功时,推导机械能守恒定律的具体表达式。
几点说明:1、学****任何定律,都必须牢牢地把握定律的条件。有些定律的条件是隐含的,如牛顿运动定律,有些定律的条件是明显的,如机械能守恒定律。关于这些条件,必须做出确切的分析,比如机械能守恒定律的条件,“只有重力或弹力做功”,是不是说物体只受重力或弹力的作用呢?2、机械能守恒其实也是能量守恒的特例。即是动能与势能的关系,其过程就是动能与势能的转化过程。3、运用机械能守恒定律时,与动能定理使用领域相当。在我认为,机械能守恒定律是动能定理的一个推论,这里只有重力或者(弹簧)弹力做功。一方面,根据做功和势能的定义,重力或(弹簧)弹力做功,引起势能的变化(增大/减小);另一方面,根据动能定理,力做功总是引起动能的变化(减小/增大);4、在运用中,需要提醒的是:绳子突然绷紧,物体间碰撞后结合在一起等情况,机械能一般不守恒,除非特别说明。
思考题:请学****静电场的一些基本概念,在这个基础上讨论电场力做功特点、电势、电势能及其它们间的关系等问题。注意,我们学****重力做功问题时,没有提出“势”这个概念,原因是这个概念的提出在实际的运用中没有太大的意义,但确实“隐含”这个概念的,本书姑且称为重力势。请同学们试着思考,如何定义重力势(要求具有一定的普遍意义)?在静电场中,定义了电场线的概念,在重力场中,是否也可以定义“重力场线”呢?当然,那么如何定义?在你的定义下,还能推出些什么结论?(与后面电场知识比较学****后,回答这个思考题。)