勢(shì)能的變化和機(jī)械能守恒(編輯修改稿)
2025-07-20 13:53 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 圖51118．如圖512所示，在長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿中點(diǎn)A和端點(diǎn)B各固定一質(zhì)量均為m的小球，桿可繞無摩擦的軸O轉(zhuǎn)動(dòng)，使桿從水平位置無初速釋放擺下。求當(dāng)桿轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)，輕桿對(duì)A、B兩球分別做了多少功? 圖512 19．如圖513所示，總長(zhǎng)為L(zhǎng)的光滑勻質(zhì)鐵鏈跨過一個(gè)光滑的輕小滑輪，開始時(shí)下端A、B相平齊，當(dāng)略有擾動(dòng)時(shí)其一端下落，則當(dāng)鐵鏈剛脫離滑輪的瞬間，鐵鏈的速度為多大?圖51320．如圖514所示的木板由傾斜部分和水平部分組成，兩部分之間由一段圓弧面相連接．在木板的中間有位于豎直面內(nèi)的光滑圓槽軌道，斜面的傾角為θ．現(xiàn)有10個(gè)質(zhì)量均為m 、半徑均為r的均勻剛性球，在施加于1號(hào)球的水平外力F的作用下均靜止，力F與圓槽在同一豎直面內(nèi)，此時(shí)1號(hào)球球心距它在水平槽運(yùn)動(dòng)時(shí)的球心高度差為h．現(xiàn)撤去力F使小球開始運(yùn)動(dòng)，直到所有小球均運(yùn)動(dòng)到水平槽內(nèi)．重力加速度為g．求：圖514⑴水平外力F的大??；⑵1號(hào)球剛運(yùn)動(dòng)到水平槽時(shí)的速度； ⑶整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，2號(hào)球?qū)?號(hào)球所做的功． 參考答案專題五 勢(shì)能的變化和機(jī)械能守恒1． BD【解析】勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體只是動(dòng)能保持不變，但不能確定其勢(shì)能是否變化，如勻速豎直上升的物體，重力勢(shì)能增加，機(jī)械能增加，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能可能守恒，如物體做自由落體運(yùn)動(dòng)，物體沿光滑斜面加速下滑，機(jī)械能都是守恒的，選項(xiàng)B正確；外力對(duì)物體做功為零，是物體所受的合力為零，而機(jī)械能守恒的條件是物體只在重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，有其它力作用下做功則不守恒，如勻速豎直下落的物體，除了受到重力以外，還受到阻力作用，機(jī)械能不守恒，選項(xiàng)C錯(cuò)誤、D正確。2． D【解析】由重力勢(shì)能的表達(dá)式Ep=mgh可知，由于高度h具有相對(duì)性，重力勢(shì)能的大小也具有相對(duì)性，即處于某個(gè)位置的某個(gè)物體，在選擇不同的參考平面時(shí)，重力勢(shì)能的大小是不同的。重力勢(shì)能的大小具有相對(duì)性，其大小與參考平面的選取有關(guān)，所以重力勢(shì)能為０的物體，是指物體處于參考平面上，并不能表明物體不具有做功的本領(lǐng)。如在地面上流動(dòng)的一薄層水，若取地面為參考平面，則其重力勢(shì)能為０，但當(dāng)這些水流向更低處時(shí)仍可對(duì)別的物體做功。物體的重力勢(shì)能是由物體的重力和物體的高度共同決定的，只要物體的高度發(fā)生變化，物體的重力勢(shì)能就一定發(fā)生變化。例如，當(dāng)物體沿斜面勻速下滑時(shí)，高度減小，重力勢(shì)能將減小。重力的方向總是豎直向下的，重力做功時(shí)物體的高度肯定發(fā)生變化，重力勢(shì)能也一定發(fā)生變化?？梢?，選項(xiàng)D正確。3． C【解析】根據(jù)能量守恒定律可知，能量既不會(huì)消滅，也不會(huì)創(chuàng)生，A錯(cuò)誤；由于機(jī)械能逐漸減小，B錯(cuò)誤，C正確；由于機(jī)械能逐漸減小，乒乓球的重力勢(shì)能，一部分轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，還克服其它力作用，D錯(cuò)誤。4．C【解析】熱量會(huì)自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體，而不會(huì)自發(fā)地才低溫物體傳給高溫物體，但如果有外界的影響或者幫助，熱量也能從低溫物體傳到高溫物體。例如：電冰箱消耗了電能，對(duì)致冷系統(tǒng)做了功，能夠不斷地把冰箱內(nèi)（低溫）的熱量傳給外界的空氣（高溫）。熱機(jī)不能把它得到的全部?jī)?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，因?yàn)闊釞C(jī)必須有熱源和冷凝器，熱機(jī)工作時(shí)總要向冷凝器散熱，不可避免地要由工作物質(zhì)帶走一部分熱量。根據(jù)熱力學(xué)第二定律，不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化。不違背能量守恒定律，但違背熱力學(xué)第二定律的過程，同樣不能實(shí)現(xiàn)?？梢姡x項(xiàng)C正確。5． BD【解析】做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體所受合力為0 ，重力以外的其它力的合力是重力的平衡力，只有當(dāng)物體做水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，這些力才對(duì)物體不做功，物體（嚴(yán)格地講，應(yīng)是物體與地球組成的系統(tǒng)，下同）的機(jī)械能才守恒。當(dāng)物體沿除水平直線以外的任意直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力
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