20xx粵教版高中物理必修2第四章第四節(jié)《機(jī)械能守恒定律》-文庫(kù)吧
2024-11-19 13:30 本頁(yè)面
【正文】 朝下跳下去。雖然驚險(xiǎn)刺激，但不必?fù)?dān)心安全問(wèn)題，因?yàn)樵O(shè)計(jì)者已經(jīng)充分考慮到了安全問(wèn)題。 設(shè)計(jì)者在考慮安全問(wèn)題時(shí)的依據(jù)是跳躍者往下跳時(shí)重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能再轉(zhuǎn)化為橡皮條的彈性勢(shì)能。這些能量在轉(zhuǎn)化的過(guò)程中總量 ，而這些能量都統(tǒng)稱(chēng)為 ，所以這也是物理規(guī)律中的 定律。 答 案： 不變，機(jī)械能，機(jī)械能守恒 重點(diǎn)歸納 對(duì)機(jī)械能守恒定律的理解 圖 442 1. 機(jī)械能是否守恒的判斷 （ 1） 從能量特點(diǎn)看：只有系統(tǒng)動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，無(wú)其他形式能量之間 (如內(nèi)能 )轉(zhuǎn)化，則系統(tǒng)機(jī)械能守恒．如果物體間發(fā)生相互碰撞或相對(duì)運(yùn)動(dòng)，又有相互間的摩擦作用時(shí)有內(nèi)能的增加，機(jī)械能一般不守恒． （ 2） 從機(jī)械能的定義看：若動(dòng)能與勢(shì)能之和不變化，則機(jī)械能守恒．如果一個(gè)物體沿斜面勻速 (或減速 )滑下，動(dòng)能不變 (或減小 )，勢(shì)能減小，則機(jī)械能減??；一個(gè)物體沿水平方向勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)械能守恒，沿豎直方向勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)械能不守恒． （ 3） 從 做功特點(diǎn)看：只有重力和系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功，系統(tǒng)機(jī)械能守恒．具體表現(xiàn)在： (或系統(tǒng)內(nèi)的彈力 )作用．如：所有做拋體運(yùn)動(dòng)的物體 (不計(jì)阻力 )． ，但只有重力 (或系統(tǒng)內(nèi)的彈力 )做功．如圖 4－ 4－ 3 甲所示． ，但是做功代數(shù)和為零．如圖 4－ 4－ 2 乙所示， A、 B 間及 B 與地面之間均光滑， A 自 B的上端自由下滑時(shí)， B沿地面滑動(dòng)， A、 B之間的彈力做功，對(duì) A 或 B 機(jī)械能均不守恒，但對(duì) A、 B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒． 2. 機(jī)械能守恒定律的三種表達(dá)式 (1)Ek1＋ Ep1＝ Ek2＋ Ep2，即初狀 態(tài)的動(dòng)能與勢(shì)能之和等于末狀態(tài)的動(dòng)能與勢(shì)能之和，選用該表達(dá)式時(shí)，應(yīng)恰當(dāng)選取參考平面． (2)ΔEk＝－ ΔEp或 ΔEp＝－ ΔEk，即動(dòng)能 (或勢(shì)能 )的增加量等于勢(shì)能 (或動(dòng)能 )的減少量． (3)ΔEA＝－ ΔEB，即 A 物體機(jī)械能的增加量等于 B 物體機(jī)械能的減少量． 3. 機(jī)械能守恒定律和動(dòng)能定理的比較 機(jī)械能守恒定律 動(dòng)能定理 應(yīng)用范圍 只有重力和彈力做功時(shí) 無(wú)條件限制 物理意義 其他力 (重力、彈力以外 )所做的功是機(jī)械能變化的量度 合外力對(duì)物體做的功是動(dòng)能變化的量 度 關(guān)注角度 守恒的條件和始末狀態(tài)機(jī)械能的形式 及 大小 動(dòng)能的變化及改變動(dòng)能方式 (合外力做功情況 ) 說(shuō)明 等號(hào)右邊表示動(dòng)能增加量時(shí)，左邊表示勢(shì)能的減少量， “mgh”表示重力勢(shì)能(或重力勢(shì)能的變化 ) 等號(hào)左邊是合外力的功，右邊是動(dòng)能的增量， “mgh”表示重力 做 的功 [例 2]（單選）不計(jì)彈性勢(shì)能， 物體在下列運(yùn)動(dòng)中機(jī)械能一定守恒的是 （ ） A． 自由落體運(yùn)動(dòng) B．豎直方向上做勻變速運(yùn)動(dòng) C． 豎直方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng) D． 在水平面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 解析 ： 不計(jì)彈性勢(shì)能 時(shí)，機(jī)械能守恒的條件是：“只有重力做功，只存在重力勢(shì)能和動(dòng)能的轉(zhuǎn)化”。自由落體運(yùn)動(dòng)滿(mǎn)足此條件，故機(jī)械能守恒；在豎直方向上做勻變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，并不一定只受重力作用，可能有重力以外的力作用并做功，所以機(jī)械能不一定守恒；在豎直方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體的動(dòng)能不變，可重力勢(shì)能在變化，所以機(jī)械能不守恒；在水平面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體的重力勢(shì)能不變，可動(dòng)能在增加，所以機(jī)械能不守恒。 答案： A。 觸類(lèi)旁通 2. （單選） 下列有關(guān)機(jī)械能守恒的說(shuō)法中正確的是 ( C ) A．物體的重力做功，重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，機(jī)械能一定守 恒 B．物體克服重力做功，重力勢(shì)能增加，動(dòng)能減小，機(jī)械能一定守恒 C．物體以 g 加速下落，重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，機(jī)械能一定守恒 D．物體以 g2加速下落，重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，機(jī)械能可能守恒 解析： 物體的重力做功時(shí)，物體下落，重力勢(shì)能一定減小，物體克服重力做功，說(shuō)明物體重力做負(fù)功，物體勢(shì)能增加，若只有重力做功，機(jī)械能守恒，若還有其他力如阻力做功，圖 4－ 4－ 3 則機(jī)械能不守恒，選項(xiàng) A、 B 均錯(cuò)；物體以 g 加速下落且重力勢(shì)能減小時(shí)，說(shuō)明只有重力做功，機(jī)械能守恒， C 對(duì)；以 g2加速下落且重 力勢(shì)能減小時(shí)，說(shuō)明物體除有重力做功外，還有其他力做功，機(jī)械能一定不守恒， D 錯(cuò)． 答案： C [例 3] (單選 ) 如圖 4－ 4－ 4 所示，一個(gè)小孩從粗糙的滑梯上加速滑下，對(duì)于其機(jī)械能的變化情況，下列判斷正確的是 ( ) A．重力勢(shì)能減小，動(dòng)能不變，機(jī)械能減小 B．重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，機(jī)械能減小 C．重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，機(jī)械能增加 D．重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，機(jī)械能不變 解析： 下滑時(shí)高度降低，則重力勢(shì)能減小，加速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能增加，摩擦力做負(fù)功，機(jī)械能減小，選項(xiàng) B 對(duì)， A、 C、 D 錯(cuò)． 答案： B 觸類(lèi)旁通 3. 下列運(yùn)動(dòng)不滿(mǎn)足機(jī)械能守恒條件的是 ( ) A．跳傘運(yùn)動(dòng)員在空中勻速下降 B．物體以初速度 v0 沿光滑斜面滑動(dòng) C．子彈向空中射出沿彈道軌道運(yùn)動(dòng) D．小球豎直下落后壓縮彈簧 解析：
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