20xx教科版高中物理必修二45機械能守恒定律-資料下載頁
2024-11-17 22:39本頁面
【導(dǎo)讀】5機械能守恒定律。1．知道機械能守恒定律及其適用條件．。2．會應(yīng)用機械能守恒定律解題，明確解題步。驟，知道用這個定律處理問題的優(yōu)點．。3．能敘述能量守恒定律，體會能量守恒是自。然界的基本規(guī)律之一．會初步運用能量守。恒的觀點分析問題．。2．轉(zhuǎn)化特點：做正功時，向轉(zhuǎn)化，互相轉(zhuǎn)化保持不變。Ek2－Ek1＝Ep1－Ep2即ΔEk增＝．。若以重物下落過程中的某一點A為基準(zhǔn)，設(shè)。vA，再測出物體由A點下落Δh后經(jīng)過B點的速。度vB，則在誤差允許范圍內(nèi)，由計算得。帶使重物?？吭诖螯c計時器附近，接通電源，上第一、二兩計數(shù)點間距接近2mm點及距。生相互碰撞、物體間發(fā)生相對運動，又有相。帶和打點計時器限位孔之間的摩擦，故重。力勢能的減少量應(yīng)等于動能增加量和克服。測量長度時會帶來誤差，減小誤差的辦法。C．外力對物體做功為0，物體的機械能一定守
【正文】 住做 勻速圓周運動的小球 C． 在粗糙斜面上下滑的物體 ， 下滑 過程中受到沿斜面向下的拉力 ， 拉力大小等于滑動摩 擦力 D． 如圖 4－ 5－ 8所示 ， 在光滑水平面上壓縮彈簧過程中 的小球 圖 4－ 5－ 8 解析 在平衡力作用下物體的運動是勻速直線運動 ， 動能保持不變 ， 但如果物體的高度發(fā)生變化 ， 則機械能變化 ， 例如降落傘勻速下降時機械能減少；在光滑水平面上做勻速圓周運動的小球 ， 其動能不變 ， 勢能也不變 ，球的機械能守恒；在粗糙斜面上下滑的物體 ，在下滑過程中 ， 除重力做功外 ， 滑動摩擦力和沿斜面向下的拉力的合力為零 ， 這兩個力所做的功之和為零 ， 物體所受斜面的彈力不做功 ， 所以整個過程中相當(dāng)于只有重力做功 ，物體的機械能守恒；在題圖中 ， 在壓縮彈簧的過程中 ， 彈簧的彈性勢能在增加 ， 所以小球的機械能在減少 (但球和彈簧組成系統(tǒng)的機械能守恒 )． 答案 BC 機械能守恒定律的應(yīng)用 2 ． 一物體從高 h 處自由下落，落至某一位置時其動能與重 力勢能恰好相等 ( 取地面為零勢能面 ) ( ) ． A ． 此時物體所處的高 度為h2 B ． 此時物體的速度為 gh C ． 這段下落的時間為 hg D ． 此時機械能可能小于 mgh 答案 ABC 解析 物體下落中機械能守恒， D 錯，由 mg h ＝ 2 mgh ′知 h′ ＝h2 ， A 對．由 mgh ＝ 2 12m v2知 v ＝ gh ， B 對．由 t ＝vg知 t ＝ hg， C 對． 3．如圖 4－ 5－ 9所示，為某游樂場 的翻滾過山車的軌道，豎直圓 形軌道的半徑為 R，現(xiàn)有一節(jié)車 廂 (可視為質(zhì)點 )，從高處由靜止 滑下，不計摩擦和空氣阻力，要 使過山車通過圓形軌道的最高點，過山車開始下滑時的高度 (相對于圓軌道的最低點 )至少應(yīng)多高？ 圖 4－ 5－ 9 解析 設(shè)過山車的質(zhì)量為 m ，開始下滑時的高度為 h ，運動到圓形軌道最高點時的速度為 v . 根據(jù)圓周運動的規(guī)律，要使過山車通過圓形軌道的最高點，應(yīng)有 mg ＝ mv2R ① 過山車在下滑過程中，只有重力做功，故機械能守恒，選取軌道最低點的平面為零勢能參考平面，由機械能守恒定律得12m v2＋ mg 2 R ＝ mgh ② 聯(lián)立 ①② 求解得 h ＝52 R . 答案 52 R 驗證機械能守恒定律 4 ． 在驗證機械能守恒定律時，如果以v22為縱軸，以 h 為橫 軸， ( h 為從第一點到選定點的距離 ) 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的v22－ h 圖像應(yīng)是什么形狀才能驗證機械能守恒定律，圖線的斜率表示什么？ 答案 圖像應(yīng)是通過原點的一條傾斜直線；圖線的斜率表示重力加速度 g. 解析 由12m v2＝ mgh ，可得v22＝ gh ∝ h ，即v22是 h 的正比例函數(shù)．所以，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的v22－ h 圖像應(yīng)是通過原點的一條傾斜直線．由v22＝ gh 可 知，v22－ h 圖線的斜率表示重力加速度 g . 5． 在 “ 驗證機械能守恒定律 ” 的實驗中 ， 已知打點計時器 所用電源的頻率為 50 Hz， 查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?g＝ m/s2， 某同學(xué)選擇了一條理想的紙帶 ， 用刻度尺測量時各計數(shù)點到 O點的距離如圖 4－ 5－ 10所示 ， 圖中 O點是打點計時器打出的第一個點 ， A、 B、 C、 D分別是每打兩個點取出的計數(shù)點 ． 根據(jù)以上數(shù)據(jù) ， 可知重物由 O點運動到 B點時 ， 已知重物質(zhì)量為 m(kg)． 求： 圖 4－ 5－ 10 (1)重力勢能的減少量為多少 ？ (2)動能的增加量是多少 ？ (3)根據(jù)計算的數(shù)據(jù)可得出什么結(jié)論 ？ 產(chǎn)生誤差的主要原因是什么 ？ 解析 (1) 重力勢能的減少量為 Δ Ep 減＝ mghOB＝m 0. 195 ＝ m J. (2) 重物下落到 B 點時的速度 vB＝hAC2 T＝ 52 m/ s ＝ m/s 所以重物從開始下落到 B 點增加的動能為 Δ Ek 增＝12m v2B＝12m 2 J ＝ m J. (3)從 (1)(2)中計算的數(shù)據(jù)得出在實驗誤差允許的范圍內(nèi)重物減少的重力勢能等于其增加的動能 ， 機械能守恒 ． 重物減少的重力勢能略大于其增加的動能 ，原因：重物在下落時要受到阻力作用 (打點計時器對紙帶的摩擦力 ， 空氣阻力 )， 克服阻力做功 ． 答案 (1) J (2) J (3)見解析
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