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高中物理常考十大公式之能量守恒定律公式

高考即将开战，你准备好了吗？对于高中物理成绩不好的同学来说，熟悉复习资料的

积累要随时整理。

能的转化与守恒定律是一个博大精深的定律，它不仅仅适用于力学，也适用于电磁学、

原子物理学、光学、机械振动等领域。本文主要从能量守恒定律的内容，与其他定理定律关

系来进行分析。

能量守恒定律内容

能量守恒定律也称能的转化与守恒定律。

其内容：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其他形式，

或者从一个物体转移到另一个物体；在转化或转移的过程中，能量的总量不变。

高中物理都研究了哪些形式的能量？

研究能量守恒定律，要搞明白咱们主要研究哪些能量呢？

从解高中物理题的角度来分析，我们主要分析的是这五种形式的能量：

动能、弹性势能、重力势能、内能、电势能。

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注：内能包括摩擦生热与焦耳热两种形式，高中不考磁能。动能、弹性势能、重力势

能这三种形式能量之和称之为机械能。

当然，上述五种形式的能量，是力学与电磁学常考到的。

选修内容中的机械振动也是具有能量的，还有光子能量，核能等等，这些都不在本文

讨论范围内，不过同学们需要知道，光电效应方程与波尔能级方程也都是能量守恒定律的推

导。

能量守恒定律的公式

E1=E2

即，初始态的总能量，等于末态的总能量。

或者说，能量守恒定律，就是说上文提到的五种形式的能量之和是恒定的。

机械能守恒定律与能量守恒定律关系

机械能守恒定律是能的转化与守恒定律的特殊形式。两者大多都是针对系统进行分析

的。

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（1）在只有重力、弹力做功时，系统对应的只有动能、弹簧弹性势能、重力势能三种

形式能量之间的变化。

（2）在有重力、弹簧弹力、静电场力、摩擦力、安培力等等，众多形式的力做功时，

系统对应的有动能、弹簧弹性势能、重力势能、电势能、摩擦热、焦耳热等等众多形式的能

量变化，而这些能量也是守恒的。

从上述对比中不难看出，机械能守恒是能量守恒的一种特例。

因此，在熟练掌握能的转化与守恒定律内容的基础上，我们可以使用能量守恒来解决

机械能守恒的问题。

或者说，能量守恒掌握的非常棒了，我们就可以把机械能守恒忘掉了。

能量守恒定律的前提条件

问：什么情况下能用能量守恒定律解题？

答:我们是建立在解物理题技巧的基础上的。

系统的能量，未必什么时候都守恒。当我们研究的系统，外界的力并没有对其做功（或

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外界力做功代数和为零），且没有其他能量导入这个系统时（即没有热交换），系统的总能

量（各种形式能量和）是守恒的，这种情况下，我们才可以使用能量守恒定律解题。这时，

系统内的能量，只是内部各组成部分能量的转移，或不同能量形式间的转化。

举个例子，牛顿第二定律验证实验中，小车及其装载的砝码，能量就不守恒。因为外

界的拉力（托盘和砝码提供）在对这个系统做功，让其能量增加。

补充一句，在上述案例中，如果你认为拉力做的功，属于能量的注入，等于系统能量

的增加量，也是可以的，这当然也算是能量守恒定律的推广式了。

能量守恒定