整理高中物理機(jī)械能守恒定律典例解題技巧(編輯修改稿)
2025-05-01 02:25 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 械能在系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行等量的轉(zhuǎn)換，不會改變系統(tǒng)的機(jī)械能，故滿足系統(tǒng)機(jī)械能守恒的外部條件。在整個機(jī)械能當(dāng)中，只有小球的重力勢能減小，小球的動能以及小車的動能都增加，我們讓減少的機(jī)械能等于增加的機(jī)械能。有：根據(jù)動量守恒定律知所以：當(dāng)小球運(yùn)動到最低點(diǎn)時，受到豎直向上的拉力T和重力作用，根據(jù)向心力的公式 但要注意，公式中的v是m相對于懸點(diǎn)的速度，這一點(diǎn)是非常重要的 解得：習(xí)題 1如圖5－3－15所示，質(zhì)量相等的甲、乙兩小球從一光滑直角斜面的頂端同時由靜止釋放，甲小球沿斜面下滑經(jīng)過a點(diǎn)，乙小球豎直下落經(jīng)過b點(diǎn)，a、b兩點(diǎn)在同一水平面上，不計空氣阻力，下列說法中正確的是( )A．甲小球在a點(diǎn)的速率等于乙小球在b點(diǎn)的速率B．甲小球到達(dá)a點(diǎn)的時間等于乙小球到達(dá)b點(diǎn)的時間C．甲小球在a點(diǎn)的機(jī)械能等于乙小球在b點(diǎn)的機(jī)械能(相對同一個零勢能參考面)D．甲小球在a點(diǎn)時重力的功率等于乙小球在b點(diǎn)時重力的功率解析：由機(jī)械能守恒得兩小球到達(dá)a、b兩處的速度大小相等，A、C正確；設(shè)斜面的傾角為α，甲小球在斜面上運(yùn)動的加速度為a＝gsin α，乙小球下落的加速度為a＝g，由t＝可知t甲＞t乙，B錯誤；甲小球在a點(diǎn)時重力的功率P甲＝mgvsin α，乙小球在b點(diǎn)時重力的功率P乙＝mgv，D錯誤． 答案：AC2．圖5－3－16一根質(zhì)量為M的鏈條一半放在光滑的水平桌面上，另一半掛在桌邊，如圖5－3－16(a)所示．將鏈條由靜止釋放，把鏈條一半和一個小球放在光滑的水平桌面上，另一半和另一個小球掛在桌邊，如圖5－3－16(b)所示．再次將鏈條由靜止釋放，鏈條剛離開桌面時的速度為v2，下列判斷中正確的是( ) A．若M＝2m，則v1＝v2 B．若M＞2m，則v1＜v2C．若M＜2m，則v1＞v2 D．不論M和m大小關(guān)系如何，均有v1＞v2 答案：D3.圖5－3－17在奧運(yùn)比賽項目中，高臺跳水是我國運(yùn)動員的強(qiáng)項．質(zhì)量為m的跳水運(yùn)動員進(jìn)入水中后受到水的阻力而做減速運(yùn)動，設(shè)水對他的阻力大小恒為F，那么在他減速下降高度為h的過程中，下列說法正確的是(g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?( )A．他的動能減少了Fh B．他的重力勢能增加了mghC．他的機(jī)械能減少了(F－mg)h D．他的機(jī)械能減少了Fh解析：由動能定理，ΔEk＝mgh－Fh，動能減少了Fh－mgh，A選項不正確；他的重力勢能減少了mgh，B選項錯誤；他的機(jī)械能減少了ΔE＝Fh，C選項錯誤，D選項正確． 答案：D4．圖5－3－18如圖5－3－18所示，靜止放在水平桌面上的紙帶，其上有一質(zhì)量為m＝ kg的鐵塊，它與紙帶右端的距離為L＝ m，鐵塊與紙帶間、紙帶與桌面間動摩擦因數(shù)均為μ＝，當(dāng)紙帶全部抽出時鐵塊恰好到達(dá)桌面邊緣，鐵塊拋出后落地點(diǎn)離拋出點(diǎn)的水平距離為s＝ m．已知g＝10 m/s2，桌面高度為H＝ m，不計紙帶質(zhì)量，不計鐵塊大小，鐵塊不滾動．求：(1)鐵塊拋出時速度大??；(2)紙帶從鐵塊下抽出所用時間t1；(3)紙帶抽出過程產(chǎn)生的內(nèi)能E.解析：(1)水平方向：s＝vt① 豎直方向：H＝gt2② 由①②聯(lián)立解得：v＝2 m/s.(2)設(shè)鐵塊的加速度為a1，由牛頓第二定律，得μmg＝ma1③ 紙帶抽出時，鐵塊的速度v＝a1t1④③④聯(lián)立解得t1＝2 s. (3)鐵塊的位移s1＝a1t⑤ 設(shè)紙帶的位移為s2；由題意知，s2－s1＝L⑥由功能關(guān)系可得E＝μmgs2＋μmg(s2－s1)⑦ 由③④⑤⑥⑦聯(lián)立解得E＝ J.答案：(1)2 m/s (2)2 s (3) J5.圖5－3－19如圖5－3－19所示為某同學(xué)設(shè)計的節(jié)能運(yùn)輸系統(tǒng)．斜面軌道的傾角為37176。，木箱與軌道之間的動摩擦因數(shù)μ＝：木箱在軌道頂端時，自動裝貨裝置將質(zhì)量m＝2 kg的貨物裝入木箱，木箱載著貨物沿軌道無初速滑下，當(dāng)輕彈簧被壓縮至最短時，自動裝貨裝置立刻將貨物御下，然后木箱恰好被彈回到軌道頂端，接著再重復(fù)上述過程．若g取10 m/s2，sin 37176。＝，cos 37176。＝：(1)離開彈簧后，木箱沿軌道上滑的過程中的加速度大小； (2)滿足設(shè)計要求的木箱質(zhì)量．解析：(1)設(shè)木箱質(zhì)量為m′，對木箱的上滑過程，由牛頓第二定律有：m′gsin 37176。＋μm′gcos 37176。＝m′a代入數(shù)據(jù)解得：a＝8 m/s2.(2)設(shè)木箱沿軌道下滑的最大距離為L，彈簧被壓縮至最短時的彈性勢能為Ep，根據(jù)能量守恒定律：貨物和木箱下滑過程中有：(m′＋m)gsin 37176。L＝μ(m′＋m)gcos 37176。L＋Ep 木箱上滑過程中有Ep＝m′gsin 37176。L＋μm′gcos 37176。L 聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得：m′＝m＝2 kg. 答案：(1)8 m/s2 (2)2 kg圖5－3－20如
物理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1