20xx教科版高中物理必修二45機(jī)械能守恒定律(參考版)
2024-11-21 22:39本頁面
【正文】 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)見解析 。 mgh ′知 h′ ＝h2 ， A 對(duì)．由 mgh ＝ 2 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)分析問題 ． 一 、 動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化規(guī)律 1． 轉(zhuǎn)化條件： 只有 或 做功 ． 2． 轉(zhuǎn)化特點(diǎn)： 做正功時(shí) ， 向 轉(zhuǎn)化 ，做負(fù)功時(shí) ， 向 轉(zhuǎn)化 ． 二 、 機(jī)械能守恒定律 推導(dǎo) (1)建立情景：自由落體運(yùn)動(dòng)或拋體運(yùn)動(dòng)或沿光滑曲面下滑 ． 重力 彈力 勢(shì)能 動(dòng)能 動(dòng)能 勢(shì)能 (2)推導(dǎo)依據(jù) 動(dòng)能定理 W＝ __________ 重力做功與重力勢(shì)能的變化 W＝ ． (3)推導(dǎo)結(jié)論 Ek2－ Ek1＝ 或 Ek2＋ Ep2＝ ． 內(nèi)容： 在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi) ， 動(dòng)能和勢(shì)能可以 ， 而總的機(jī)械能 ． Ek2－ Ek1 Ep2－ Ep1 Ep1－ Ep2 Ep1＋ Ek1 互相轉(zhuǎn)化 保持不變 守恒定律表達(dá)式 (1)Ek2－ Ek1＝ Ep1－ Ep2即 ΔEk增 ＝ ． (2)Ek2＋ Ep2＝ ． (3)E2＝ ． 守恒條件： 只有重力 (或彈力 )做功 ． ΔEp減 Ep1＋ Ek1 E1 三 、 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 【 實(shí)驗(yàn)原理 】 用研究物體自由下落的運(yùn)動(dòng)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)原理是：忽略空氣阻力 ， 自由下落的物體在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒 ， 即 的增加等于 的減少 ． 具體地說： (1)若以重物下落的起始點(diǎn) O為基準(zhǔn) ， 設(shè)重物的質(zhì)量為 m， 測(cè)出物體自起始點(diǎn) O下落距離 h時(shí)的速度 v， 則在誤差允許范圍內(nèi) ， 由計(jì)算得出 ， 機(jī)械能守恒定律即被驗(yàn)證 ． 動(dòng)能 重力勢(shì)能 12 m v 2＝ mgh (2)
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