高考物理 淺析機(jī)械能守恒的條件

《高考物理 淺析機(jī)械能守恒的條件》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、淺析機(jī)械能守恒定律的條件在課本中明確指出，機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容是：只有重力或彈力做功的情形下，動(dòng)能與勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。對(duì)于機(jī)械能守恒定律條件的闡述，有些同學(xué)不甚理解，本文就物體具體在什么情況下機(jī)械能守恒作如下闡述：一、物體在運(yùn)動(dòng)中只受重力，只有重力對(duì)其做功，則物體機(jī)械能守恒。例如：自由落體運(yùn)動(dòng)和各種拋體運(yùn)動(dòng)。例1.把一小球從地面上以20m/s的初速度斜向上拋出，初速度與水平方向夾角為30°，求小球離地面5m高時(shí)的速度大?。ú挥?jì)空氣阻力）。解析：小球在運(yùn)動(dòng)過程中只有重力對(duì)其做功，機(jī)械能守恒，設(shè)地面重力勢(shì)能為零，則有把代入可解得：二、物體在運(yùn)動(dòng)過程中除重力外還

2、受其他力，但其他力對(duì)物體不做功，只有重力做功，則物體的機(jī)械能守恒。例2.如圖1，質(zhì)量相等的兩個(gè)小球A、B分別用細(xì)線懸掛在等高的兩點(diǎn)，A球的懸線比B球的懸線長，把兩球的懸線均拉到水平后將小球無初速釋放，則經(jīng)最低點(diǎn)時(shí)（以懸點(diǎn)所在平面為零勢(shì)能面），A球動(dòng)能與B球動(dòng)能相比如何，兩者機(jī)械能相比如何？圖1解析：A、B兩球在向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，雖然受重力和繩子拉力，但拉力不做功，只有重力做功，因而機(jī)械能守恒。由于初始狀態(tài)時(shí)兩者機(jī)械能相等，因此到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，兩球機(jī)械能仍相等，但A球在最低點(diǎn)時(shí)重力勢(shì)能較小，所以A球的動(dòng)能大。三、研究輕彈簧和物體組成的系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)只有重力和彈簧彈力對(duì)物體做功，即只有彈簧的

3、彈性勢(shì)能和物體的機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)總的機(jī)械能守恒。例3.如圖2所示，輕彈簧一端與墻相連，質(zhì)量為4kg的木塊沿光滑的水平面以5m/s的速度運(yùn)動(dòng)并壓縮彈簧k，求彈簧在被壓縮過程中最大的彈性勢(shì)能及木塊速度減為3m/s時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能。圖2解析：當(dāng)木塊的速度為零時(shí)，彈簧的壓縮量最大，彈性勢(shì)能最大，設(shè)彈簧的最大彈性勢(shì)能為，木塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，則有當(dāng)木塊速度為時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為，則有，所以四、研究?jī)蓚€(gè)物體組成的系統(tǒng)，若只有重力和這兩個(gè)物體之間的彈力做功，兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。（這兩個(gè)物體各自的機(jī)械能不一定守恒）例4.如圖3所示，A和B兩個(gè)小球固定在一根輕桿的兩端，

4、此桿可繞穿過其中心的水平軸O無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)?，F(xiàn)使輕桿從水平狀態(tài)無初速度釋放，發(fā)現(xiàn)桿繞O沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則桿從釋放到轉(zhuǎn)動(dòng)90°的過程中：圖3A.B球的重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加B.A球的重力勢(shì)能增加，動(dòng)能減少C.A球的重力勢(shì)能和動(dòng)能都增加了D.A球和B球的總機(jī)械能是守恒的解析：A、B球組成的系統(tǒng)，只有重力和系統(tǒng)內(nèi)彈力做功，系統(tǒng)總機(jī)械能守恒。桿從釋放到轉(zhuǎn)動(dòng)90°的過程中，A球的動(dòng)能增加，重力勢(shì)能也增加，即桿對(duì)A球做正功，A球的機(jī)械能增加；B球的重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加，即桿對(duì)B球做負(fù)功，B球的機(jī)械能減少，但A球的機(jī)械能的增加量和B球機(jī)械能的減少量相等，所以答案為ACD。