基础概念详解专题：机械能守恒定律

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基础概念详解专题：机械能守恒定律

查字典物理网 2016-01-06

（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研究对象的，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习中领会。

（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、学习任何定律，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：请学习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，我们学习重力做功问题时，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习后，回答这个思考题。）

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