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高中物理的能量守恒定律

高中物理的能量守恒定律

高中物理的学习中会有很多关于守恒的定律,下面考高分教育的小编将为大家带来高中物理的能量守恒定律,希望能够帮助到大家。

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。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。

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。

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?

回答,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。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。

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