20xx教科版高中物理必修二45機(jī)械能守恒定律-資料下載頁(yè)
2024-11-17 22:39本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】5機(jī)械能守恒定律。1．知道機(jī)械能守恒定律及其適用條件．。2．會(huì)應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題，明確解題步。驟，知道用這個(gè)定律處理問(wèn)題的優(yōu)點(diǎn)．。3．能敘述能量守恒定律，體會(huì)能量守恒是自。然界的基本規(guī)律之一．會(huì)初步運(yùn)用能量守。恒的觀點(diǎn)分析問(wèn)題．。2．轉(zhuǎn)化特點(diǎn)：做正功時(shí)，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(guò)程中的某一點(diǎn)A為基準(zhǔn)，設(shè)。vA，再測(cè)出物體由A點(diǎn)下落Δh后經(jīng)過(guò)B點(diǎn)的速。度vB，則在誤差允許范圍內(nèi)，由計(jì)算得。帶使重物?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，接通電源，上第一、二兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間距接近2mm點(diǎn)及距。生相互碰撞、物體間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，又有相。帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔之間的摩擦，故重。力勢(shì)能的減少量應(yīng)等于動(dòng)能增加量和克服。測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)會(huì)帶來(lái)誤差，減小誤差的辦法。C．外力對(duì)物體做功為0，物體的機(jī)械能一定守
【正文】 住做 勻速圓周運(yùn)動(dòng)的小球 C． 在粗糙斜面上下滑的物體 ， 下滑 過(guò)程中受到沿斜面向下的拉力 ， 拉力大小等于滑動(dòng)摩 擦力 D． 如圖 4－ 5－ 8所示 ， 在光滑水平面上壓縮彈簧過(guò)程中 的小球 圖 4－ 5－ 8 解析 在平衡力作用下物體的運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng) ， 動(dòng)能保持不變 ， 但如果物體的高度發(fā)生變化 ， 則機(jī)械能變化 ， 例如降落傘勻速下降時(shí)機(jī)械能減少；在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的小球 ， 其動(dòng)能不變 ， 勢(shì)能也不變 ，球的機(jī)械能守恒；在粗糙斜面上下滑的物體 ，在下滑過(guò)程中 ， 除重力做功外 ， 滑動(dòng)摩擦力和沿斜面向下的拉力的合力為零 ， 這兩個(gè)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(gè)過(guò)程中相當(dāng)于只有重力做功 ，物體的機(jī)械能守恒；在題圖中 ， 在壓縮彈簧的過(guò)程中 ， 彈簧的彈性勢(shì)能在增加 ， 所以小球的機(jī)械能在減少 (但球和彈簧組成系統(tǒng)的機(jī)械能守恒 )． 答案 BC 機(jī)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(shí)其動(dòng)能與重 力勢(shì)能恰好相等 ( 取地面為零勢(shì)能面 ) ( ) ． A ． 此時(shí)物體所處的高 度為h2 B ． 此時(shí)物體的速度為 gh C ． 這段下落的時(shí)間為 hg D ． 此時(shí)機(jī)械能可能小于 mgh 答案 ABC 解析 物體下落中機(jī)械能守恒， D 錯(cuò)，由 mg h ＝ 2 mgh ′知 h′ ＝h2 ， A 對(duì)．由 mgh ＝ 2 12m v2知 v ＝ gh ， B 對(duì)．由 t ＝vg知 t ＝ hg， C 對(duì)． 3．如圖 4－ 5－ 9所示，為某游樂(lè)場(chǎng) 的翻滾過(guò)山車(chē)的軌道，豎直圓 形軌道的半徑為 R，現(xiàn)有一節(jié)車(chē) 廂 (可視為質(zhì)點(diǎn) )，從高處由靜止 滑下，不計(jì)摩擦和空氣阻力，要 使過(guò)山車(chē)通過(guò)圓形軌道的最高點(diǎn)，過(guò)山車(chē)開(kāi)始下滑時(shí)的高度 (相對(duì)于圓軌道的最低點(diǎn) )至少應(yīng)多高？ 圖 4－ 5－ 9 解析 設(shè)過(guò)山車(chē)的質(zhì)量為 m ，開(kāi)始下滑時(shí)的高度為 h ，運(yùn)動(dòng)到圓形軌道最高點(diǎn)時(shí)的速度為 v . 根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，要使過(guò)山車(chē)通過(guò)圓形軌道的最高點(diǎn)，應(yīng)有 mg ＝ mv2R ① 過(guò)山車(chē)在下滑過(guò)程中，只有重力做功，故機(jī)械能守恒，選取軌道最低點(diǎn)的平面為零勢(shì)能參考平面，由機(jī)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(yàn)證機(jī)械能守恒定律 4 ． 在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)，如果以v22為縱軸，以 h 為橫 軸， ( h 為從第一點(diǎn)到選定點(diǎn)的距離 ) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的v22－ h 圖像應(yīng)是什么形狀才能驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，圖線的斜率表示什么？ 答案 圖像應(yīng)是通過(guò)原點(diǎn)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的v22－ h 圖像應(yīng)是通過(guò)原點(diǎn)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(yàn)證機(jī)械能守恒定律 ” 的實(shí)驗(yàn)中 ， 已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(cè)量時(shí)各計(jì)數(shù)點(diǎn)到 O點(diǎn)的距離如圖 4－ 5－ 10所示 ， 圖中 O點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的第一個(gè)點(diǎn) ， A、 B、 C、 D分別是每打兩個(gè)點(diǎn)取出的計(jì)數(shù)點(diǎn) ． 根據(jù)以上數(shù)據(jù) ， 可知重物由 O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 B點(diǎn)時(shí) ， 已知重物質(zhì)量為 m(kg)． 求： 圖 4－ 5－ 10 (1)重力勢(shì)能的減少量為多少 ？ (2)動(dòng)能的增加量是多少 ？ (3)根據(jù)計(jì)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(shì)能的減少量為 Δ Ep 減＝ mghOB＝m 0. 195 ＝ m J. (2) 重物下落到 B 點(diǎn)時(shí)的速度 vB＝hAC2 T＝ 52 m/ s ＝ m/s 所以重物從開(kāi)始下落到 B 點(diǎn)增加的動(dòng)能為 Δ Ek 增＝12m v2B＝12m 2 J ＝ m J. (3)從 (1)(2)中計(jì)算的數(shù)據(jù)得出在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)重物減少的重力勢(shì)能等于其增加的動(dòng)能 ， 機(jī)械能守恒 ． 重物減少的重力勢(shì)能略大于其增加的動(dòng)能 ，原因：重物在下落時(shí)要受到阻力作用 (打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)紙帶的摩擦力 ， 空氣阻力 )， 克服阻力做功 ． 答案 (1) J (2) J (3)見(jiàn)解析
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