有关势能的问题

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/26 19:33:02
如果把两个水库连接起来,并且其中一个水库的水平面高于另一个水库,那么一个水库的水面降低,而使另一个水面升高,直到两个水库的水面均等,
老师说重力做功了,势能减小了。
能否不从重力做功了的角度解释势能为什么降低

势能分为重力势能和弹性势能,首先可以确定不涉及弹性势能的变化,所以单讨论重力势能。

设高水面为h1,低水面为h2,平衡后均为h3,则h1的那部分没有变化,h2-(h2-h3)的那部分也没有变化,变化的只有h2流入h1的那部分,由于这部分水的高度降低,所以重力势能减小,所以势能减小

那就从能量守恒来说
当水库放水时
水由静止开始运动
具有了动能
动能就是势能转化而来的
动能增加了
由能量守恒可得势能减少

看不懂

水从高处流入低处一直到两面相平这个问题可以简化为直接将多余的最上面的水移至低水位的水库,这部分的水的重心在它的几何中心,重力的方向向下,水的位移方向也向下,重力做了正功,重力势能减少

哎 画不了图 不然你立刻就懂 希望你能听懂我说的:设高水面为h1 低水面为h2 平衡后为h3 你把两个水库看成是个U型连通器 我们只研究h1-h2的那部分水质量为m 1.未平衡前你把h1-h2的那部分水看成一个高为(h1-h2)的圆柱体 那么它的重心即为几何中心 重力势能为mg{(h1-h2)/2}也即mgh3 2.平衡后 那部分水柱 变成h3-h2的两个水柱 分别在 U型管的左右两个管 此时的势能=左 + 右 左=右=(m/2)*g*{(h3-h2)/2} 所以势能是mg{(h3-h2)/2} 现在明显的可以发现h1-h2的那部分水前后的势能分别为mgh3大于mg{(h3-h2)/2} 势能减少了mgh3-mg{(h3-h2)/2}=mg{(h3+h2)/2} 这部分能量在水的流动过程中先有个转化为动能的过程然后也许是由于摩擦化成水的内能 希望你能看懂