專題機(jī)械能守恒定律復(fù)習(xí)課-展示頁
2025-04-25 12:52本頁面
【正文】 末端C各固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球，桿可以在豎直面上繞定點(diǎn)A轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)將桿拉到水平位置與摩擦均不計(jì))．解法(一)：取在C點(diǎn)的小球?yàn)檠芯繉ο螅跅U轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，只有重力對它做功，故機(jī)械能守恒．有：解法(二)：取在B點(diǎn)的小球?yàn)檠芯繉ο?，在桿轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，只有重力對它做功，故機(jī)械能守恒：由于固定在桿上B、C點(diǎn)的小球做圓周運(yùn)動(dòng)具有相同的角速度，則vB∶vC=rB∶rC=2∶3，現(xiàn)比較解法(一)與解法(二)可知，兩法的結(jié)果并不相同．提出問題：兩個(gè)結(jié)果不同，問題出現(xiàn)在何處呢？學(xué)生討論，提出癥結(jié)所在．教師歸納總結(jié)，運(yùn)用機(jī)械能守恒定律，應(yīng)注意研究對象(系統(tǒng))的選取和定律守恒的的條件．在本例題中出現(xiàn)的問題是，整個(gè)系統(tǒng)機(jī)械能守恒，但是，系統(tǒng)的某一部分(或研究對象)的機(jī)械能并不守恒．因而出現(xiàn)了錯(cuò)誤的結(jié)果．師生共同歸納，總結(jié)解決問題的具體辦法．由于兩小球、輕桿和地球組成的系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過程中，勢能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化，且只有系統(tǒng)內(nèi)兩小球的重力做功，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒．選桿在水平位置時(shí)為零勢能點(diǎn)．則有 E1=E2，教師引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)以上解法的合理性，并進(jìn)一步提出問題，對機(jī)械能守恒定律的理解還可有以下表述：①物體系在任意態(tài)的總機(jī)械能等于其初態(tài)的總機(jī)械能．②物體系勢能的減小(或增加)等于其動(dòng)能的增加(或減小)．③物體系中一部分物體機(jī)械能的減小等于另一部分物體機(jī)械能的增加．請同學(xué)分成三組，每組各用一種表述，重解本例題．共同分析比較其異同，這樣會(huì)更有助于對機(jī)械能守恒定律的深化．為此，給出下例，并結(jié)合牛頓第二律的運(yùn)用，會(huì)對整個(gè)物理過程的認(rèn)識(shí)更加深刻．已知，小物體自光滑球面頂點(diǎn)從靜止開始下滑．求小物體開始脫離球面時(shí)α=？如圖6所示．先仔細(xì)研究過程．從運(yùn)動(dòng)學(xué)方面，物體先做圓周運(yùn)動(dòng)，脫離球面后做拋體運(yùn)動(dòng)．在動(dòng)力學(xué)方面，物體在球面上時(shí)受重力mg和支承力N，根據(jù)牛頓第二定律物體下滑過程中其速度v和α均隨之增加，故N逐步減小直到開始脫離球面時(shí)N減到零．兩個(gè)物體即將離開而尚未完全離開的條件是N=0．解：視小物體與地球組成一系統(tǒng)．過程自小物體離開頂點(diǎn)至即將脫離球面為止．
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