8.4机械能守恒定律

机械能是能量的一种，机械能守恒定律可以理解为是能量守恒定律的一种特定条件下的体现。

我们在研究机械能守恒定律之前，我们要知道机械能都包含哪些形式的能量，或者说哪些形式的能量属于机械能。

机械能包括物体的动能，重力势能以及弹性势能。

那么，顾名思义，机械能守恒是指动能、重力势能、弹性势能三者之和保持不变的状态。如果三者之和在特定的物理场景下保持不变，我们就可以说物体在这个物理场景下的机械能是守恒的。

那么，机械能在什么样的条件下才守恒呢？

简单来说，只有重力或者弹力做功下的物体系统，其机械能守恒。

只有重力做功的系统内，重力做功引起的重力势能的变化（增加或者减少），与系统内动能的变化（减少或者增加）相互转化，总机械能保持不变；

只有弹力做功的系统内部，弹力做功引起的弹性势能的变化（增加或者减少），与系统内动能的变化（减少或者增加）相互转化，总机械能保持不变；

我们回想下，前面介绍的动能定理：物体所受的合外力所做的功等于物体动能的变化量。

那么，如果物体所受到合外力只有物体的重力时，那么根据动能定理，重力所做的功就等于物体动能的变化量。重力做正功，物体的动能增加，物体的重力势能减少，重力做负功，物体的动能减少，物体的重力势能增加。

可见，只有重力做功的系统内，重力势能与动能之间相互转化，而总机械能保持不变。

机械能守恒定律是高中物理阶段非常重要的一条定律。

在机械能守恒定律的实际应用的过程中，可以从机械能守恒方面考查，也可以从机械能非守恒方面考查，而后者被考查的频率更高。

我们来概述下机械能非守恒的物理场景。

1、在一个物理系统内，除了重力和弹力做功外，还有别的力做功，那么，此物理系统内机械能是不守恒的。非重力非弹力所做的功等于该物理系统内的机械能的变化量。

2、非重力非弹力所做的功的代数和为正时，会导致该物理系统的机械能的增加，非重力非弹力做了多少正功，那么，该物理系统的机械能就增加多少；反之，非重力非弹力所做的功的代数和为负时，会导致该物理系统的机械能的减少。非重力非弹力做了多少负功，那么，该物理系统的机械能就减少多少。

以上就是关于机械能守恒定律的一些介绍，供大家学习参考。