弹簧机械能守恒的基本概念
物体的动能和势能之和称为物体的机械能。只有在重力(或弹簧的弹力)做功的情形下,物体的重力势能(或弹性势能)和动能发生相互转化,但总机械能保持不变。
弹簧机械能守恒的条件
弹簧机械能守恒的条件是弹簧的弹力做功过程中,没有其他外力对系统做功。例如,在一个光滑斜面上,一个滑块通过弹簧连接,当滑块沿斜面运动时,弹簧的弹力做功,但重力做功为零,因此系统的机械能守恒。
弹簧机械能守恒的具体例子
例如,一个滑块通过弹簧连接在光滑斜面上,从静止释放后沿斜面运动。在运动过程中,滑块的动能和弹簧的弹性势能之间相互转化,但总机械能保持不变。当滑块经过某一点时,其速度达到最大值,此时弹簧的弹力与滑块的重力沿斜面的分力相等。另一个例子是圆环通过弹簧连接在竖直光滑长杆上,从静止开始下滑。在这个过程中,圆环的重力势能转化为弹簧的弹性势能和圆环的动能,总机械能保持不变。此外,竖直放置的弹簧振子在压缩和拉伸过程中,其动能和弹性势能之间相互转化,总机械能保持不变。
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