题目
对于一个物体系来说,在下列条件中,哪种情况下系统的机械能守恒?( )A. 合外力为零B. 合外力不作功C. 外力和非保守内力都不作功D. 外力和保守内力都不作功
对于一个物体系来说,在下列条件中,哪种情况下系统的机械能守恒?( )
A. 合外力为零
B. 合外力不作功
C. 外力和非保守内力都不作功
D. 外力和保守内力都不作功
题目解答
答案
C. 外力和非保守内力都不作功
解析
步骤 1:理解机械能守恒的条件
机械能守恒定律指出,在只有保守力做功的情况下,系统的机械能(动能和势能之和)保持不变。保守力是指做功与路径无关,只与始末位置有关的力,如重力、弹簧力等。非保守力(如摩擦力)做功会导致机械能的损失。
步骤 2:分析选项
A. 合外力为零:合外力为零意味着系统处于平衡状态,但并不意味着机械能守恒,因为非保守力(如摩擦力)可能做功。
B. 合外力不作功:合外力不作功意味着系统没有受到外力的作用,但并不意味着机械能守恒,因为非保守力(如摩擦力)可能做功。
C. 外力和非保守内力都不作功:如果外力和非保守内力都不做功,那么只有保守力做功,系统机械能守恒。
D. 外力和保守内力都不作功:如果外力和保守内力都不做功,那么系统没有受到任何力的作用,但这种情况在实际中几乎不可能发生,因为即使没有外力,系统内部的保守力(如重力)通常也会做功。
步骤 3:选择正确答案
根据上述分析,只有当外力和非保守内力都不做功时,系统的机械能才守恒。因此,正确答案是C。
机械能守恒定律指出,在只有保守力做功的情况下,系统的机械能(动能和势能之和)保持不变。保守力是指做功与路径无关,只与始末位置有关的力,如重力、弹簧力等。非保守力(如摩擦力)做功会导致机械能的损失。
步骤 2:分析选项
A. 合外力为零:合外力为零意味着系统处于平衡状态,但并不意味着机械能守恒,因为非保守力(如摩擦力)可能做功。
B. 合外力不作功:合外力不作功意味着系统没有受到外力的作用,但并不意味着机械能守恒,因为非保守力(如摩擦力)可能做功。
C. 外力和非保守内力都不作功:如果外力和非保守内力都不做功,那么只有保守力做功,系统机械能守恒。
D. 外力和保守内力都不作功:如果外力和保守内力都不做功,那么系统没有受到任何力的作用,但这种情况在实际中几乎不可能发生,因为即使没有外力,系统内部的保守力(如重力)通常也会做功。
步骤 3:选择正确答案
根据上述分析,只有当外力和非保守内力都不做功时,系统的机械能才守恒。因此,正确答案是C。