“机械能守恒”与“机械能不变”是一回事吗?
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摘要：在与学生的交流活动中,有学生提出这样一个问题:“用一水平力F拉着一物块M在粗糙的水平面上做匀速直线运动,这个物块的机械能守恒吗?”面对这个大家既熟悉又不易说清楚的问题,立刻引起了同学们关注.一部分学生认为,这个物块的动能和重力势能都没有发生变化,它的机械能总量也没有改变,因而机械能是守恒的.另一部分学生则认为,物块在运动过程中,它的动能与势能之间没有发生相互转化,因而机械能是不守恒的.这些观点中谁对谁错呢?下面来做一些具体的分析.实际上,物块在运动过程中受到重力G、水平面的支持力N、水平拉力F和水平面对它的摩擦力等四个力作用,其中重力和支持力不做功,但拉力和摩擦力要做功.这里的拉力和摩擦力属于外力,外力做功必然引起系统(这里的系统是指物块和地球组成的系统)的机械能跟外界其他形式能之间的转化,因而,机械能是不守恒的.具体地说,物块克服摩擦力做功,使物块的机械能转化为物块和水平面的内能,物块的机械能减少;拉力对物块做功,使外界其他形式的能转化为物块的机械能,物块的机械能增加.显然,在物块运动过程中,物块的机械能与其他形式的能在发生着转化.只是拉力对物块做的功刚好跟物块克服摩擦力做的功绝对值相等,用外界其他形式的能...
