经典力学：能量转化与守恒定律

一、能量守恒定律

能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量保持不变。

能量守恒定律告诉我们，各种形式的能是可以相互转化的，在所有这些转化的过程中，能量都是守恒的。以焦耳的实验为基础的热力学第一定律，实际上就是内能与其他能量发生转化时的能量守恒定律。

能量守恒定律的结果是，第一类永久运动机器不能存在（这种机器不消耗任何能量，却可以源源不断的对外做功）。

二、运动能量的转化与守恒定律解题方法

能量守恒定律是自然界普遍适用的规律之一，是研究自然科学的强有力的武器之一。能量守恒定律的数学表达式一般为恒量式和增量式两类：

1.恒量式：E1＝E2，即转化前各种形式(或各个物体)能量的总和E1等于转化后各种形式(或各个物体)能量的总和E2。

2.增量式：ΔE增＝ΔE减，即一些形式(或一些物体)能量的增加量等于另一些形式(或另一些物体)能量的减少量。当问题中没有涉及全部参与转化的能量或参与能量转化的全部物体时，则用含能量转化效率的表达式ηE1＝E2或ΔE增＝ηΔE减。

在应用能量的转化与守恒定律解决问题时，关键是分析清楚能量转化的形式和转化的方向，问题中有哪些形式的能量参与了转化，它们的转化各对应着什么样的做功过程。同时，要善于应用动能定理、动量守恒定律、牛顿运动定律等力学知识来分析能量转化的过程和做功的过程。其次，要选好定律的数学表达式，使列出的方程简明，后要统一单位。