專題機(jī)械能守恒定律復(fù)習(xí)課-免費(fèi)閱讀
【正文】 出示投影片和演示實(shí)驗(yàn)．在上例中，將小球自水平稍向下移，使細(xì)繩與水平方向成θ角，如圖2所示．求小球從A點(diǎn)由靜止釋放后到達(dá)最低點(diǎn)C的速度．分析及解答：仍照問題1，可得結(jié)果問題3 出示投影片和演示實(shí)驗(yàn)．現(xiàn)將問題1中的小球自水平稍向上移，使細(xì)繩與水平方向成θ角．如圖3所示．求小球從A點(diǎn)由靜止釋放后到達(dá)最低點(diǎn)C的速度．分析及解答：仿照問題1和問題2的分析．小球由A點(diǎn)沿圓弧AC運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中，只有重力做功，滿足機(jī)械能守恒．取小球在最低點(diǎn)C時(shí)的重力勢(shì)能為零．根據(jù)機(jī)械能守恒定律，可列出方程：2．提出問題．比較問題問題2與問題3的分析過程和結(jié)果．可能會(huì)出現(xiàn)什么問題．引導(dǎo)學(xué)生對(duì)問題3的物理過程作細(xì)節(jié)性分析．起初，小球在A點(diǎn)，繩未拉緊，只受重力作用做自由落體運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)，繩被拉緊，改做進(jìn)一步分析：小球做自由落體運(yùn)動(dòng)和做圓周運(yùn)動(dòng)這兩個(gè)過程，都只有重力做功，機(jī)械能守恒，而不是整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程機(jī)械能都守恒，因此原分析解答不合理．引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步分析：小球的運(yùn)動(dòng)過程可分為三個(gè)階段．(1)小球從A點(diǎn)的自由下落至剛到B點(diǎn)的過程；(2)在到達(dá)B點(diǎn)時(shí)繩被拉緊，這是一個(gè)瞬時(shí)的改變運(yùn)動(dòng)形式的過程；(3)在B點(diǎn)狀態(tài)變化后，開始做圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)C點(diǎn)．通過進(jìn)一步討論，相互啟迪，使學(xué)生從直覺思維和理論思維的結(jié)合上認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)．前后兩個(gè)過程機(jī)械能分別是守恒的，而中間的瞬時(shí)變化過程中由于繩被拉緊，vB在沿繩方向的分速度改變?yōu)榱悖蠢K的拉力對(duì)小球做負(fù)功，有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機(jī)械能并不守恒．因此，對(duì)小球運(yùn)動(dòng)的全過程不能運(yùn)用機(jī)械能守恒定律．正確解答過程如下：(指定一個(gè)學(xué)生在黑板上做，其余學(xué)生在座位上做，最后師生共同討論裁定．)小球的運(yùn)動(dòng)有三個(gè)過程(見圖4)：(1)從A到B，小球只受重力作用，做自由落體運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能守恒．到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，懸線轉(zhuǎn)過2θ176。角，小球下落高度為2Lsinθ，取B點(diǎn)重力勢(shì)能為零．根據(jù)機(jī)械能守恒定律(2)小球到達(dá)B點(diǎn)，繩突然被拉緊，在這瞬間由于繩的拉力作用，小球沿繩方向的分速度vB∥減為零，垂直繩的分速度vB⊥不變，即(3)小球由B到C受繩的拉力和重力作
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