機(jī)械能及其守恒定律總結(jié)-資料下載頁
2025-06-26 02:49本頁面
【正文】 設(shè)從發(fā)生碰撞到A移至C的右端時(shí)C所走過的距離為S，則對(duì)B、C構(gòu)成的系統(tǒng)據(jù)動(dòng)能定理可得：由以上各式解得.問題10:會(huì)解用功能關(guān)系分析解答相關(guān)問題。ABCD圖13例1如圖13所示，一根輕彈簧下端固定，豎立在水平面上。其正上方A位置有一只小球。小球從靜止開始下落，在B位置接觸彈簧的上端，在C位置小球所受彈力大小等于重力，在D位置小球速度減小到零。小球下降階段下列說法中正確的是： A．在B位置小球動(dòng)能最大 B．在C位置小球動(dòng)能最大 C．從A→C位置小球重力勢(shì)能的減少大于小球動(dòng)能的增加 D．從A→D位置小球重力勢(shì)能的減少等于彈簧彈性勢(shì)能的增加分析與解：小球動(dòng)能的增加用合外力做功來量度，A→C小球受的合力一直向下，對(duì)小球做正功，使動(dòng)能增加；C→D小球受的合力一直向上，對(duì)小球做負(fù)功，使動(dòng)能減小，所以B正確。從A→C小球重力勢(shì)能的減少等于小球動(dòng)能的增加和彈性勢(shì)能之和，所以C正確。A、D兩位置動(dòng)能均為零，重力做的正功等于彈力做的負(fù)功，所以D正確。選B、C、D。例1物體以150J的初動(dòng)能從某斜面的底端沿斜面向上作勻減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它到達(dá)某點(diǎn)P時(shí)，其動(dòng)能減少了100J時(shí)，機(jī)械能減少了30J,物體繼續(xù)上升到最高位置后又返回到原出發(fā)點(diǎn)，其動(dòng)能等于 。分析與解：雖然我們對(duì)斜面的情況一無所知，但是物體從斜面一底點(diǎn)P與從點(diǎn)P到最高點(diǎn)，這兩階段的動(dòng)能減少量和機(jī)械能損失量是成比例的，設(shè)物體從點(diǎn)P到最高點(diǎn)過程中，損失的機(jī)械能為E，則100/30=(150100)/E,由此得E=15J，所以物體從斜底到達(dá)斜面頂一共損失機(jī)械能45J，那么它從斜面頂回到出發(fā)點(diǎn)機(jī)械能也損失這么多，于是在全過程中損失的機(jī)械能90J，回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為60J.三、警示易錯(cuò)試題典型錯(cuò)誤之一：錯(cuò)誤認(rèn)為“人做功的計(jì)算”與“某個(gè)具體力做功的計(jì)算”相同。人做的功就是人體消耗化學(xué)能的量度，不少學(xué)生錯(cuò)誤認(rèn)為只是人對(duì)其它物體作用力所做的功。m1圖14m2m例1質(zhì)量為mm2的兩物體，靜止在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的人站在m1上用恒力F拉繩子，經(jīng)過一段時(shí)間后，兩物體的速度大小分別為V1和V2，位移分別為S1和S2，如圖14所示。則這段時(shí)間內(nèi)此人所做的功的大小等于：A．FS2 B．F(S1+S2) C． D．錯(cuò)解：人所做的功等于拉力F對(duì)物體m2所做的功W=FS2，由動(dòng)能定理可得： 即AC正確。分析糾錯(cuò)：根據(jù)能量守恒可知，人通過做功消耗的化學(xué)能將全部轉(zhuǎn)化為物體m1和m2的動(dòng)能以及人的動(dòng)能。所以人做的功的大小等于圖15PQ即B、D兩選項(xiàng)正確。典型錯(cuò)誤之二：混淆注意“相對(duì)位移”與“絕對(duì)位移”。功的計(jì)算公式中，S為力的作用點(diǎn)移動(dòng)的位移，它是一個(gè)相對(duì)量，與參照物選取有關(guān)，通常都取地球?yàn)閰⒄瘴?，這一點(diǎn)也是學(xué)生常常忽視的，致使發(fā)生錯(cuò)誤。圖16PQFF’例1小物塊位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水平地面上(如圖15所示) ，從地面上看，在小物塊沿斜面下滑的過程中，斜面對(duì)小物塊的作用力。(A)垂直于接觸面，做功為零；(B)垂直于接觸面，做功不為零；(C)不垂直于接觸面，做功不為零；(D)不垂于接觸面，做功不為零。錯(cuò)解：斜面對(duì)小物塊的作用力垂直于接觸面，作用力與物體的位移垂直，故做功為零。即A選項(xiàng)正確。分析糾錯(cuò)：小物塊A在下滑過程中和斜面之間有一對(duì)相互作用力F和F39。，如圖16所示。如果把斜面B固定在水平桌面上，物體A的位移方向和彈力方向垂直，這時(shí)斜面對(duì)物塊A不做功。但此題告訴的條件是斜劈放在光滑的水平面上，可以自由滑動(dòng)。此時(shí)彈力方向仍然垂直于斜面，但是物塊A的位移方向卻是從初位置指向終末位置。如圖16所示，彈力和位移方向不再垂直而是成一鈍角，所以彈力對(duì)小物塊A做負(fù)功，即B選項(xiàng)正確。典型錯(cuò)誤之三：混淆作用力做功與反作用力做功的不同。作用力和反作用是兩個(gè)分別作用在不同物體上的力，因此作用力的功和反作用力的功沒有直接關(guān)系。作用力可以對(duì)物體做正功、負(fù)功或不做功，反作用力也同樣可以對(duì)物體做正功、負(fù)功或不做功。例下列是一些說法： ①一質(zhì)點(diǎn)受兩個(gè)力作用且處于平衡狀態(tài)(靜止或勻速)，這兩個(gè)力在同一段時(shí)間內(nèi)的沖量一定相同。②一質(zhì)點(diǎn)受兩個(gè)力作用且處于平衡狀態(tài)(靜止或勻速)，這兩個(gè)力在同一段時(shí)間內(nèi)做的功或者都為零，或者大小相等符號(hào)相反。③在同樣的時(shí)間內(nèi)，作用力和反作用力的功大小不一定相等，但正負(fù)號(hào)一定相反。④在同樣的時(shí)間內(nèi)，作用力和反作用力的功大小不一定相等，但正負(fù)號(hào)也不一定相反。以上說法正確的是A．①② B．①③② C．②③ D．②④ 錯(cuò)解：認(rèn)為“在同樣的時(shí)間內(nèi)，作用力和反作用力的功大小不一定相等，但正負(fù)號(hào)一定相反”而錯(cuò)選B。分析糾錯(cuò)：說法不正確，因?yàn)樘幱谄胶鉅顟B(tài)時(shí)，兩個(gè)力大小相等方向相反，在同一段時(shí)間內(nèi)沖量大小相等，但方向相反。由恒力做功的知識(shí)可知，說法正確。關(guān)于作用力和反作用力的功要認(rèn)識(shí)到它們是作用在兩個(gè)物體上，兩個(gè)物體的位移可能不同，所以功可能不同，說法不正確，說法正確。正確選項(xiàng)是D。12 / 12
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