高中阶段弹性势能有势能零点吗

如题所述

势能的概念是物理学中较为重要的概念。力学中主要涉及重力势能、弹性势能和引力势能。在中学物理力学部分的教学中,只着重讲了重力势能,对弹性势能讲得较少,实际上只是作了简单的定性介绍。而在普通物理力学中,根据现行的教本来看,一般则认为弹性势能中学已讲过,所以不再赘述。因此,相当一部分学生在弹性势能概念和计算上经常出错。本文将在势能的概念的基础上,根据学生在弹性势能上经常出现的错误,着重谈一谈弹性势能的零点选择问题以及弹性势能的正负问题。一、弹性势能的零点选择问题势能值只具有相对意义,即它是相对于势能零点来讲的,而零势能点的选择具有任意性,通常可以根据解题的方便,灵活恰当地选取,势能零点选择不同,势能值也不同,但两点间的势能差并不因零点选择的不同而改变。这是势能的共同特点,重力势能如此,弹性势能也不例外。由于中学课本中只谈了以弹簧自由长度处为弹性势能零点的情况,所以常引起一种错觉,似乎弹性势能的零点只能取在弹簧的自由长度处。其实不然,弹性势能的零点可以取在弹簧的自由长度处,也可以取在其它位置,弹性势能的零点原则上可以任意选取。如果弹性势能的零点取在弹簧自由长度处,则根据势能的定义“保守力的功等于物体系势能增量的负值”,显然在由零势能状态变化到任一状态的过程中,弹性力总是作负功的,因此由零势能状态到任意状态弹性势能总是增加的,故当以弹簧自由长度处为弹性势能零点时,弹性势能总是正值。但应特别注意,弹性势能的零点原则上是可以任意选取的,若不选在弹簧自由长度处,则系统在任意状态下的弹性势能不能保证总是正值,即在某些状态下可能是正值,而在另外一些状态下可能为负值。二、当弹性势能的零点不选在弹簧自由长度处时,弹性势能的计算当弹性势能零点不选在弹簧自由长度处时,在势能零点确定之后,仍可根据势能的定义,即“保守力的功等于物体系系势能增量的负值”,计算出任一状态下系统的弹性势能。例:水平放置的弹簧一端固定,另一端连一物体。已知弹簧劲度系数为k,物体位于 O点(x=0)时,弹簧处于自由长度。试分别以物体位于O点和A点(x=-x0)时,系统所处状态为零势能状态,计算当物体位于其余诸点时,系统所处状态的弹性势能。并对计算结果进行分析和讨论。上面是资料你不妨看一看 这说明弹性是能为0 不是 不具有弹性是能额,是 说明其相对于零势能面的弹性是能为0 势能面选的不同, 弹性是能也就会有所不同!!
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