守恒与不变的区别

发布网友 发布时间：2024-10-24 02:53

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热心网友 时间：2024-11-06 22:47

1、把“守恒”理解为“不变”

2、不能准确区分“内”和“外”

3、不能准确理解“弹力”和“弹力做工”

吹毛求疵！你真的理解机械能“守恒”吗？

什么叫作“机械能守恒”。

在只有重力或弹力做功的物体系统内(或者不受其他外力的作用下），物体系统的动能和势能（包括重力势能和弹性势能）发生相互转化，但机械能的总能量保持不变。

但是在一般教学辅导书上，把这样一个很经典的定义肤浅化了。

他的演变过程是这样的：

根据定义可知：只有重力或弹力做功，无其他力做功，则机械能守恒。

然后再推而广之：除重力和弹力以外的力做功代数和为零，则机械能守恒。

在只有重力或弹力做功的物体系统内(或者不受其他外力的作用下），物体系统的动能和势能（包括重力势能和弹性势能）发生相互转化，但机械能的总能量保持不变。

有几点不满足：

（1）不满足“只有重力或弹力做功”，因为外力和摩擦力也做功了，虽然其做功代数和为零。

（2）不满足“动能和势能（包括重力势能和弹性势能）发生相互转化”，因为外力做功给予小木块能量，而摩擦力做功产生热量，耗散小木块能量，这里不仅仅只有动能和势能的“相互转化”。

那么如何区别“守恒”与“不变”呢？
在只有重力或弹力做功的物体系统内(或者不受其他外力的作用下），物体系统的动能和势能（包括重力势能和弹性势能）发生相互转化，但机械能的总能量保持不变。

为了形象表达“守恒与不变”的差别，我举一个例子说明，以钱的“守恒与不变”进行说明：

例子1：你家是个五口之间，爷爷、奶奶、爸爸、妈妈和你。今天你爸爸给你5块钱，你妈妈也给你5块钱，然后你给爷爷3块钱，这样你家的钱的总数是守恒的。

例子2：但是，如果你今天花了100块钱，而你爸爸赚了100块钱，这就不叫做守恒了，只能说你家的钱的总数是不变的。

看到了吗？在例子1中，钱在你家系统内流转叫做守恒，钱还是原来的钱；而例子2中钱流到了你家之外，又从你家之外流入，钱已经不是原来的钱了，对你家这个系统来说就不是守恒了。当然从更大的范围来看，而不仅仅局限在你家的话，钱依然是守恒的，但是在你家这个系统内就不能称之为守恒，只能说是不变。

机械能也一样，只有在你研究的系统内部发生动能和势能转换时，才能称之为机械能守恒，而与外界发生转换时，即使机械能总和不变，在该系统内，也不能称之为机械能守恒。