20xx教科版高中物理必修二45《機械能守恒定律》-預(yù)覽頁
【正文】 gh OC 的話，犯了用機械能守恒定律去驗證機械能守恒的錯誤．計算 v C 可以選擇 v C ＝h D － h B2 T. 乙同學(xué)選擇了從 B 到 C 段驗證機械能守恒，由于 B C 較近可造成誤差偏大，可選擇 BD 段相對較為合適． 動能定理和機械能守恒定律的關(guān)系 1． 共同點：機械能守恒定律和動能定理都是從做功和能量 變化的角度來研究物體在力的作用下狀態(tài)的變化 ， 表達這兩個規(guī)律的方程都是標(biāo)量式 ． 2． 不同點： ① 機械能守恒定律有一定的適用條件 ， 即只有重力 、 彈力做功；而動能定理的成立沒有條件限制 ， 它不但允許重力做功還允許其他力做功 ． ② 動能定理的研究對象是一個物體 (質(zhì)點 )， 機械能守恒定律的研究對象可以是單個物體 ，也可以是多個物體 ． ③ 物體所受合力做的功等于動能的改變；除重力和彈力以外的其他力做的總功等于機械能的改變 ． 特別提醒： 由于應(yīng)用動能定理不需要滿足什么條件 ， 所以涉及到功能關(guān)系問題時還是優(yōu)先考慮動能定理 ． 【 典例 4】 如圖 4－ 5－ 7所示， 質(zhì)量為 m的木塊放在光滑 的水平桌面上，用輕繩繞 過桌邊的定滑輪與質(zhì)量為 M的砝碼相連．已知 M＝ 2 m， 讓繩拉直后使砝碼從靜止開始下降 h(小于桌高 )的距離，木塊仍沒離開桌面，則砝碼的速度為多少？ 圖 4－ 5－ 7 解析 法一 用 Δ Ek 增＝ Δ Ep 減求解．在砝碼下降 h 的過程中，系統(tǒng)增加的動能為 Δ Ek 增＝12( M ＋ m ) v2 系統(tǒng)減少的重力勢能為 Δ Ep 減＝ Mgh ，由 Δ Ek 增＝ Δ Ep 減得 12( M ＋ m ) v2＝ Mgh 解得 v ＝ 2 MghM ＋ m＝233 gh . 法二 用 E 初 ＝ E 末 求解． 設(shè) M 開始離桌面的距離為 x ，取桌面所在的水平面為參考面，則系統(tǒng)的初機械能為 E 初 ＝－ Mg x 系統(tǒng)的末機械能為 E 末 ＝－ Mg ( x ＋ h ) ＋12( M ＋ m ) v2 由 E 初 ＝ E 末 得－ Mgx ＝－ Mg ( x ＋ h ) ＋12( M ＋ m ) v2 解得 v ＝233 gh . 法三 用 Δ EA 增＝ Δ EB 減求解． 在 M 下降的過程中， m 增加的機械能為 Δ Em 增＝12m v2 M 減少的機械能為 Δ EM 減＝ Mgh －12M v2 由 Δ Em 增＝ Δ EM 減得12m v2＝ Mgh －12M v2 解得 v ＝233 gh . 法四 用動能定理求解． 設(shè)拉力對 m 所做的功為 W ，則拉力對 M 所做的功為－ W ，則：對 M 由動能定理：12M v2＝ M gh － W 對 m 由動能定理：12m v2＝ W ，解得 v ＝233 gh . 答案 23 3 gh 借題發(fā)揮 由多個物體組成的系統(tǒng)機械能守恒問題常有多種解法，既可以用機械能守恒定律的三種表達式進行求解，也可以用動能定理進行求解，解題時可任選其中的一種． 機械能守恒的條件 1． 在下列幾個實例中 ， 機械能守恒的是 ( )． A． 在平衡力作用下運動的物體 B． 在光滑水平面上被細線拉住做 勻速圓周運動的小球 C． 在粗糙斜面上下滑的物體 ， 下滑 過程中受到沿斜面向下的拉力 ， 拉力大小等于滑動摩 擦力 D． 如圖 4－ 5－ 8所示 ， 在光滑水平面上壓縮彈簧過程中 的小球 圖 4－ 5－ 8 解析 在平衡力作用下物體的運動是勻速直線運動 ， 動能保持不變 ， 但如果物體的高度發(fā)生變化 ， 則機械能變化 ， 例如降落傘勻速下降時機械能減少；在光滑水平面上做勻速圓周運動的小球 ， 其動能不變 ， 勢能也不變 ，球的機械能守恒；在粗糙斜面上下滑的物體 ，在下滑過程中 ， 除重力做功外 ， 滑動摩擦力和沿斜面向下的拉力的合力為零 ， 這兩個力所做的功之和為零 ， 物體所受斜面的彈力不做功 ， 所以整個過程中相當(dāng)于只有重力做功 ，物體的機械能守恒；在題圖中 ， 在壓縮彈簧的過程中 ， 彈簧的彈性勢能在增加 ， 所以小球的機械能在減少 (但球和彈簧組成系統(tǒng)的機械能守恒 )． 答案 BC 機械能守恒定律的應(yīng)用 2 ． 一物體從高 h 處自由下落，落至某一位置時其動能與重 力勢能恰好相等 ( 取地面為零勢能面 ) ( ) ． A ． 此時物體所處的高 度為h2 B ． 此時物體的速度為 gh C ． 這段下落的時間為 hg D ． 此時機械能可能小于 mgh 答案 ABC 解析 物體下落中機械能守恒， D 錯，由 mg h ＝ 218
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1