20xx粵教版高中物理必修2第四章第四節(jié)機(jī)械能守恒定律(編輯修改稿)
2025-01-14 13:30 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 跳傘運(yùn)動(dòng)員在空中勻速下降，可知運(yùn)動(dòng)員除受重力作用外，還受到與重力方向相反的外力作用，且對(duì)運(yùn)動(dòng)員做了負(fù)功，因此不滿足機(jī)械能守恒條件；而子彈沿彈軌道運(yùn)動(dòng)說(shuō)明阻力不能忽略，對(duì)子彈做了負(fù)功，不滿足守恒條件． 答案： AC 方法技巧 \易錯(cuò)易混 \實(shí)驗(yàn)透視 易錯(cuò)易混 系統(tǒng) 機(jī)械能守恒問(wèn)題 ，在進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化時(shí)，單獨(dú)一個(gè) 物體機(jī)械能一般不守恒，但系統(tǒng)機(jī)械能守恒，可利用機(jī)械能守恒定律對(duì)系統(tǒng)列方程求解相關(guān)量。 、鏈條、液體、長(zhǎng)桿等這類(lèi)研究對(duì)象，不能當(dāng)成質(zhì)點(diǎn)處理時(shí)，正確確定其重心位置是解決此類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵，一般情況下，先分段考慮系統(tǒng)各部分的重力勢(shì)能后再求和，而參考平面的選取，以系統(tǒng)初、末狀態(tài)的重力勢(shì)能便于表達(dá)為宜。 [例 4] (雙選 )如圖 4－ 4－ 5 所示 ，質(zhì)量分別為 m 和 2m的兩個(gè)小球 A 和 B，中間用輕質(zhì)桿相連，在桿的中點(diǎn) O處有一固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸，把桿置于水平位置后釋放，在 B 球順時(shí)針擺動(dòng)到最低位置的過(guò)程中 ( ) A． B 球的重力勢(shì) 能減少，動(dòng)能增加， B球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 B． A 球的重力勢(shì)能增加，動(dòng)能也增加， A 球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒 C． A 球、 B 球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 D． A 球、 B 球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒 錯(cuò)因： 認(rèn)為桿施的力沿桿方向，拉力不做功，只有重力做功， A、 B 球的機(jī)械能都守恒． 正解： B球從水平位置下擺到最低點(diǎn)過(guò)程中，受重力和桿的作用力，桿的作用力方向待定．下擺過(guò)程中重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加，但機(jī)械能是否守恒不確定． A 球在 B下擺過(guò)程中，重力勢(shì)能增加，動(dòng)能增加，機(jī)械能增加．由于 A、 B 系統(tǒng)只有重力做功，系統(tǒng) 機(jī)械能守恒，A 球機(jī)械能增加， B 球機(jī)械能一定減少．所以 B、 C 選項(xiàng)正確． (桿施力的方向并不總指向沿桿的方向，本題中就是如此．桿對(duì) A、 B 球既有沿桿的法向力，也有與桿垂直的切向力．所以桿對(duì) A、 B 球施的力都做功， A 球、 B 球的機(jī)械能都不守恒 ) 圖 4－ 4－ 4 圖 4－ 4－ 5 答案： BC 觸類(lèi)旁通 4. 長(zhǎng)為 L的均勻鏈條，放在光滑的水平桌面上，且使其長(zhǎng)度的 1/4垂在桌邊，如 圖 446所示，松手后鏈條從靜止開(kāi)始沿桌邊下滑，則鏈條滑至剛剛離開(kāi)桌邊時(shí)的速度大小為多大？ 解析 ：鏈條下滑時(shí)，因桌面光滑，沒(méi)有摩擦力做功。整根鏈條總的機(jī)械能守恒，可用機(jī)械能守恒定 律求解。設(shè)整根鏈條質(zhì)量為 m，則單位長(zhǎng)度質(zhì)量（質(zhì)量線密度）為 m／ L 設(shè)桌面重力勢(shì)能為零，由機(jī)械能守恒定律得 解 得 點(diǎn)評(píng)： 求解這類(lèi)題目時(shí)，一是注意零勢(shì)點(diǎn)的選取，應(yīng)盡可能使表達(dá)式簡(jiǎn)化，該題如選鏈條全部滑下時(shí)的最低點(diǎn)為零勢(shì)能點(diǎn)，則初始勢(shì)能就比較麻煩。二是靈活選取各部分的重心，該題最開(kāi)始時(shí)的勢(shì)能應(yīng)取兩部分（桌面上和桌面下）勢(shì)能總和，整根鏈條的總重心便不好確定，最后剛好滑出桌面時(shí)的勢(shì)能就沒(méi)有必要再分，可對(duì)整根鏈條求出重力勢(shì)能 。 隨堂練習(xí) 一、單項(xiàng)選擇題 1. 不計(jì)彈性勢(shì)能， 物體在下列運(yùn)動(dòng)中機(jī)械能一定守恒的 是 （ ） A． 自由落體運(yùn)動(dòng) B．豎直方向上做勻變速運(yùn)動(dòng) C． 豎直方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng) D． 在水平面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 解析 ： 不計(jì)彈性勢(shì)能時(shí)，機(jī)械能守恒的條件是：“只有重力做功，只存在重力勢(shì)能和動(dòng)能的轉(zhuǎn)化”。自由落體運(yùn)動(dòng)滿足此條件，故機(jī)械能守恒；在豎直方向上做勻變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，并不一定只受重力作用，可能有重力以外的力作用并做功，所以機(jī)械能不一定守恒；在豎直方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體的動(dòng)能不變，可重力勢(shì)能在變化，所以機(jī)械能不守恒；在 水平面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體的重力勢(shì)能不變，可動(dòng)能在增加，所以機(jī)械能不守恒。 答案： A。 2. 物體在斜面上做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是 ( ) A．它的動(dòng)能一定增大，重力勢(shì)能也一定增大 B．它的動(dòng)能一定增大，重力勢(shì)能一定減小 C．它的動(dòng)能一定增大，重力勢(shì)能一定發(fā)生變化 D．如果加速度逐漸減小，物體的動(dòng)能也逐漸減小 解析：物體在斜面做加速運(yùn)動(dòng)，速度一定增大，但題目并未說(shuō)明是否有其他外力作用，因此無(wú)法判斷重力勢(shì)能是增加還是減小，但可知物體的高度差必然變化，重力勢(shì)能一定變化，故選項(xiàng) A、 B、 D 錯(cuò)， C 對(duì) ． 答案： C 3．在高為 h 處的物體做自由落體運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物體下落到某一位置時(shí)，其動(dòng)能與重力勢(shì)能相等 (設(shè)地面為零勢(shì)能面 )，則物體下落的高度 h′ 為 ( ) A． h′ ＝ 12h B． h′ ＝ 13h C． h′ ＝ 14h D． h′ ＝ 23h 解析：物體做自由落體運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能守恒．地面為零勢(shì)能面，物體具有的機(jī)械能為 E＝ mgh，當(dāng)動(dòng)能與重力勢(shì)能相等時(shí)， mg(h－ h′)＝ 12mv2，而 mgh′＝ 12mv2，得 h′＝ h2. 答案： A 二．雙項(xiàng)選擇題 4. 下列運(yùn)動(dòng)不滿足機(jī)械能守恒條件的是 ( ) A．跳傘運(yùn)動(dòng)員在空中勻速下降 22184 2 LmgmvLgLmL ????? gLv 1615?圖 446 B．物體以初速度 v0 沿光滑斜面
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