能的转化与守恒定律是一个博大精深的定律,它不仅仅适用于力学,也适用于电磁学、原子物理学、光学、机械振动等领域9.9.x.i.n.x.i.n.e.t。本文主要从能量守恒定律的内容,与其他定理定律关系来进行分析。
能量守恒定律内容
能量守恒定律也称能的转化与守恒定律。
其内容:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体;在转化或转移的过程中,能量的总量不变。
高中物理都研究了哪些形式的能量?
研究能量守恒定律,要搞明白咱们主要研究哪些能量呢?
从解高中物理题的角度来分析,我们主要分析的是这五种形式的能量:
动能、弹性势能、重力势能、内能、电势能。
注:内能包括摩擦生热与焦耳热两种形式,高中不考磁能9 9 信 息 网。动能、弹性势能、重力势能这三种形式能量之和称之为机械能。
当然,上述五种形式的能量,是力学与电磁学常考到的。
选修内容中的机械振动也是具有能量的,还有光子能量,核能等等,这些都不在本文讨论范围内,不过同学们需要知道,光电效应方程与波尔能级方程也都是能量守恒定律的推导。
能量守恒定律的公式
E1=E2
即,初始态的总能量,等于末态的总能量。
或者说,能量守恒定律,就是说上文提到的五种形式的能量之和是恒定的9.9.信.息.网。
机械能守恒定律与能量守恒定律关系
机械能守恒定律是能的转化与守恒定律的特殊形式。两者大多都是针对系统进行分析的。
(1)在只有重力、弹力做功时,系统对应的只有动能、弹簧弹性势能、重力势能三种形式能量之间的变化。
(2)在有重力、弹簧弹力、静电场力、摩擦力、安培力等等,众多形式的力做功时,系统对应的有动能、弹簧弹性势能、重力势能、电势能、摩擦热、焦耳热等等众多形式的能量变化,而这些能量也是守恒的。
从上述对比中不难看出,机械能守恒是能量守恒的一种特例www.99xinxi.net。
因此,在熟练掌握能的转化与守恒定律内容的基础上,我们可以使用能量守恒来解决机械能守恒的问题。
或者说,能量守恒掌握的非常棒了,我们就可以把机械能守恒忘掉了。
能量守恒定律的前提条件
问:什么情况下能用能量守恒定律解题?
答:我们是建立在解物理题技巧的基础上的。
系统的能量,未必什么时候都守恒。当我们研究的系统,外界的力并没有对其做功(或外界力做功代数和为零),且没有其他能量导入这个系统时(即没有热交换),系统的总能量(各种形式能量和)是守恒的,这种情况下,我们才可以使用能量守恒定律解题原文www.99xinxi.net。这时,系统内的能量,只是内部各组成部分能量的转移,或不同能量形式间的转化。
举个例子,牛顿第二定律验证实验中,小车及其装载的砝码,能量就不守恒。因为外界的拉力(托盘和砝码提供)在对这个系统做功,让其能量增加。
补充一句,在上述案例中,如果你认为拉力做的功,属于能量的注入,等于系统能量的增加量,也是可以的,这当然也算是能量守恒定律的推广式了。
