机械能守恒 Mechanical Energy

🎯 学习目标

理解重力势能 $E_p = mgh$

理解动能 $E_k = \frac{1}{2}mv^2$

掌握在只有重力做功的情况下，机械能总量保持不变

📐 核心公式

$$ E_k + E_p = E_{Total} = \text{Const} $$

在只有保守力（如重力）做功的情况下，系统的动能和势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。

$$ \frac{1}{2}mv^2 + mgh = \text{Const} $$

随着摆球下落，高度 $h$ 减小导致重力势能转化为动能，速度 $v$ 增加；向高处摆动时则动能转化为重力势能。

📊 实时模拟计算

重力加速度 $g$：9.8 m/s²

高度 $h$：0.00 m

速度 $v$：0.00 m/s

动能 $E_k$：0.00 J

重力势能 $E_p$：0.00 J

总机械能 $E$：0.00 J

动能 (黄色)势能 (蓝色)

摆长 L 15.0 m

初始角度 θ0 60°

摆球质量 m 2.0 kg

动画

🧠 小测验

💬 评论 & 讨论

机械能守恒 Lab