高中物理機械能守恒定律典例解題技巧(已修改)
2025-04-16 02:38 本頁面
【正文】 機械能守恒典型習題一、單個物體的機械能守恒判斷一個物體的機械能是否守恒有兩種方法：（1）物體在運動過程中只有重力做功，物體的機械能守恒。（2）物體在運動過程中不受媒質(zhì)阻力和摩擦阻力，物體的機械能守恒。所涉及到的題型有四類：（1）阻力不計的拋體類。（2）固定的光滑斜面類。（3）固定的光滑圓弧類。（4）懸點固定的擺動類。（1）阻力不計的拋體類包括豎直上拋；豎直下拋；斜上拋；斜下拋；平拋，只要物體在運動過程中所受的空氣阻力不計。那么物體在運動過程中就只受重力作用，也只有重力做功，通過重力做功，實現(xiàn)重力勢能與機械能之間的等量轉(zhuǎn)換，因此物體的機械能守恒。例：在高為h的空中以初速度v0拋也一物體，不計空氣阻力，求物體落地時的速度大??？分析：物體在運動過程中只受重力，也只有重力做功，因此物體的機械能守恒，選水平地面為零勢面，則物體拋出時和著地時的機械能相等 得：（2）固定的光滑斜面類在固定光滑斜面上運動的物體，同時受到重力和支持力的作用，由于支持力和物體運動的方向始終垂直，對運動物體不做功，因此，只有重力做功，物體的機械能守恒。例，以初速度v0 沖上傾角為q光滑斜面，求物體在斜面上運動的距離是多少？分析：物體在運動過程中受到重力和支持力的作用，但只有重力做功，因此物體的機械能守恒，選水平地面為零勢面，則物體開始上滑時和到達最高時的機械能相等 得：（3）固定的光滑圓弧類在固定的光滑圓弧上運動的物體，只受到重力和支持力的作用，由于支持力始終沿圓弧的法線方向而和物體運動的速度方向垂直，對運動物體不做功，故只有重力做功，物體的機械能守恒。例：固定的光滑圓弧豎直放置，半徑為R，一體積不計的金屬球在圓弧的最低點至少具有多大的速度才能作一個完整的圓周運動？分析：物體在運動過程中受到重力和圓弧的壓力，但只有重力做功，因此物體的機械能守恒，選物體運動的最低點為重力勢能的零勢面，則物體在最低和最高點時的機械能相等要想使物體做一個完整的圓周運動，物體到達最高點時必須具有的最小速度為： 所以 （4）懸點固定的擺動類和固定的光滑圓弧類一樣，小球在繞固定的懸點擺動時，受到重力和拉力的作用。由于懸線的拉力自始至終都沿法線方向，和物體運動的速度方向垂直而對運動物體不做功。因此只有重力做功，物體的機械能守恒。例：如圖，小球的質(zhì)量為m，懸線的長為L，把小球拉開使懸線和豎直方向的夾角為q，然后從靜止釋放，求小球運動到最低點小球?qū)揖€的拉力分析：物體在運動過程中受到重力和懸線拉力的作用，懸線的拉力對物體不做功，所以只有重力做功，因此物體的機械能守恒，選物體運動的最低點為重力勢能的零勢面，則物體開始運動時和到達最低點時的機械能相等 得：由向心力的公式知：可知作題方法：一般選取物體運動的最低點作為重力勢能的零勢參考點，把物體運動開始時的機械能和物體運動結(jié)束時的機械能分別寫出來，并使之相等。注意點：在固定的光滑圓弧類和懸點定的擺動類兩種題目中，常和向心力的公式結(jié)合使用。這在計算中是要特別注
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