高考調研高考物理總復習機械能守恒定律課-免費閱讀
【正文】 ， 另一邊與地面垂直 ， 頂上有一定滑輪 ， 一柔軟的細線跨過定滑輪 ， 兩端分別與物塊 A和 B連接 ， A的質量為4m， B的質量為 B按在地面上不動 ， 然后放開手 ，讓 A沿斜面下滑而 B上升 ， 物塊 A與斜面間無摩擦 ． 設當 A沿斜面下滑 s距離后 ， 細線突然斷了 ． 求物塊 B上升的最大高度 ． 【解析】 在細 繩未斷前是 A 、 B 組成系統(tǒng)整體機械能守恒．兩個物體用同一根細繩跨過滑輪相連，故雖然它們速度的方向不一樣，但它們速度的大小完全相同．設斷前瞬間的速度大小為 v . 根據機械能守恒定律，得 A 物體機械能的減小量等于 B 物體機械能的增加量，即 Δ EA 減＝ Δ EB 增，得 4 mg s 第 3單元 機械能守恒定律 考點及模型 的構建 探秘規(guī)律 sin θ －12 4 m v2＝ mgs ＋12m v2，則有 v2＝25gs 【 答案 】 B物體上升的最大高度為 . 在細繩斷后 B 物體機械能也守恒，設 B 繼續(xù)上升的高為 h ，B 動能的減小量等于重力勢能的增加量，即 Δ E k ＝ Δ E p ，得12m v2＝ mgh ，所以 h ＝15s ，故物塊 B 上升的最大高度 H ＝ s ＋ h ＝ s 【名師點撥】 該題涉及到了兩種機械能守恒即單個物體( 嚴格意義上還應加上地球 ) 的機械能守恒和兩個物體組成的系統(tǒng)機械能守恒．一般說來為了能夠表達出初狀態(tài)和末狀態(tài)機械能中的勢能，我們應規(guī)定一個零高度面 ( 零勢面 ) ．一般都以運動過程中的最低點作為零勢面．但本題中由于 A 物體的初始位置是未確定的．故機械能守恒定律不再表達成初狀態(tài)的機械能等于末狀態(tài)的機械能 ( 需規(guī)定零勢面 ) ，即12m v21＋ mg h1＝12m v22＋ mgh2的形式，而是表達成勢能減小量等于動能增加量的形式，因勢能變化與零勢面選取無關，不需要規(guī)定零勢面． 二 、 雙物體機械能守恒的分析 【 例 2】 如圖所示 ， 一長為 2L的輕桿中央有一光滑的小孔 O， 兩端分別固定小球 A和 B， 小球 A和 B質量分別為 m和2m， 光滑的鐵釘穿過輕桿小孔垂直釘在豎直的墻壁上 ， 將輕桿從水平位置由靜止釋放 ， 轉到豎直位置 ， 在轉動的過程中 ， 忽略空氣的阻力 ， 下列說法正確的是 ( ) A ．在轉動到豎直位置的過程中， A 球機械能的增加小于B 球機械能的減少 B ．在轉動到豎直位置的過程中， A 、 B 兩球組成系統(tǒng)的重力勢能的減少等于系統(tǒng)動能的增加 C ．在豎直位置兩球的速度大小均為 223gL D ．由于忽略一切摩擦阻力，根據機械能守恒，桿一定能繞鐵釘做完整的圓周運動 【 解析 】 對于兩球組成的系統(tǒng) ， 在轉動過程中 ， 只有重力做功 ， 其機械能守恒 ． 而轉動過程中 ， A的機械能增加 ，B的機械能減少 ， 則由機械能守恒定律得知 ， A球機械能的增加等于 B球機械能的減少 ． 故 A項錯誤；對于兩球組成的系統(tǒng) ， 在轉動過程中 ， 總重力勢能減少 ， 總動能增加 ， 由機械能守恒定律得知 ， 兩球的總重力勢能的減少等于總動能的增加 ， 故 B項正確； 【 答案 】 B 由 v ＝ ωr ，可知轉到豎直位置時兩球的速度大小相等，假設為 v ，如圖所示為零勢面，則由機械能守恒定律，有 0 ＝ mgL＋12m v2－ 2 m gL ＋12(2 m ) v2，解得 v ＝23gL ，故 C 項錯誤； 由機械能守恒定律分析得知，當系統(tǒng)順時針轉到水平位置時速度為零，然后再逆時針轉動，不可能做完整 的圓周運動．故 D項錯誤． 【 學法指導 】 雙物體機械能守恒 ， 但對單個物體而言機械能不守恒 ， 本題中的 A、 B單個物體 ， 除受重力外還受到桿的作用力 ， 機械能不守恒 ， A、 B及輕桿的系統(tǒng)除受重力外 ， 還受到轉軸的作用力 ， 但轉軸的作用力沒有位移 ， 不做功 ， 故系統(tǒng)機械能守恒 ， 雙物體機械能守恒的進一步理解見專項訓練 。l， 所以B項錯誤；因 F與 f的合力為零 ， 則在物體下滑過程中只有重力做功 ， 故物體的機械能守恒 ， 所以 C項正確 ， D項錯誤 ． 【 答案 】 C 探秘規(guī)律?升 華技巧 一 、 靈活選取守恒定律表達式解決問題 【 例 1】 如圖所示 ， 一固定的楔形木塊 ，
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