高考調(diào)研高考物理總復(fù)習(xí)機(jī)械能守恒定律課-閱讀頁
2025-01-08 08:09本頁面
【正文】 圓形軌道底部的高度 h的取值范圍 ． 【解析】 設(shè)物塊在圓形軌道最高點的 速度為 v ，在從最高點到圓形軌道的最高點過程中，物塊受到重力和斜面或曲面的支持力，其中支持力不做功，只有重力做功，故機(jī)械能守恒，令最低點所在的平面為零勢面，有 mgh ＝ 2 mg R ＋12m v2① 物塊在最高點受的力為重力 mg 、軌道壓力 N . 重力與壓力的合力提供向心力，有 mg ＋ N ＝ mv2R② 物塊能通過最高點的條件是 N ≥ 0 ③ 【 答案 】 ≤h≤5R 由 ②③ 兩式，得 v ≥ gR ④ 由 ①④ 式 ， 得 h ≥ R ⑤ 按題的要求， N ≤ 5 mg ，由 ② 式，得 v ≤ 6 gR ⑥ 由 ①⑥ 式，得 h ≤ 5 R h 的取值范圍是 R ≤ h ≤ 5 R 三 、 應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題的思路 (步驟 ) 1． 審題 、 定對象 在正確審題的前提下 ， 確定研究對象 ． 可以是質(zhì)點或質(zhì)點系與地球組成的系統(tǒng) ． 2． 受力分析 對研究對象進(jìn)行受力分析 ， 考查各力的做功情況 ， 確定是否滿足機(jī)械能守恒的條件 ． 特別需要注意此處的條件不是合外力為零 ？ 3． 選零勢面 (原則：計算方便 ) 一般選取物體運動的最低位置所在的水平面為零勢面 ，在列出的守恒方程中不出現(xiàn)負(fù)勢能 ， 可簡化解題過程 ． 對于同一個守恒方程 ， 只能選取一個零勢面 ， 絕對不能選取多個零勢面 ． 4． 定狀態(tài) 、 列方程 由于機(jī)械能守恒定律涉及的是狀態(tài)量 ， 是標(biāo)量 ， 因此不必考慮方向和過程 ， 這會使計算大為簡便 ． 只需找出守恒過程的兩個狀態(tài)即可 ． 注意：方程中的 “ 十 ” 號與勢能的正 、 負(fù)號不沖突 ． 5． 守恒條件 (1)物體只受重力 、 或只受彈力；或同時受到重力和彈力 ， 系統(tǒng)的機(jī)械能守恒 ． 特別是同時受到重力和彈力的情形 ， 應(yīng)是物體與彈簧等系統(tǒng)共有的機(jī)械能 ． 【 例 6】 (2023l＝ mgsinθ ， 另一邊與地面垂直 ， 頂上有一定滑輪 ， 一柔軟的細(xì)線跨過定滑輪 ， 兩端分別與物塊 A和 B連接 ， A的質(zhì)量為4m， B的質(zhì)量為 B按在地面上不動 ， 然后放開手 ，讓 A沿斜面下滑而 B上升 ， 物塊 A與斜面間無摩擦 ． 設(shè)當(dāng) A沿斜面下滑 s距離后 ， 細(xì)線突然斷了 ． 求物塊 B上升的最大高度 ． 【解析】 在細(xì) 繩未斷前是 A 、 B 組成系統(tǒng)整體機(jī)械能守恒．兩個物體用同一根細(xì)繩跨過滑輪相連，故雖然它們速度的方向不一樣，但它們速度的大小完全相同．設(shè)斷前瞬間的速度大小為 v . 根據(jù)機(jī)械能守恒定律，得 A 物體機(jī)械能的減小量等于 B 物體機(jī)械能的增加量，即 Δ EA 減＝ Δ EB 增，得 4 mg s 【 觸類旁通 】 如圖所示 ， a、 b兩物塊質(zhì)量分別為 m、 2m， 用不計質(zhì)量的細(xì)繩相連接 ，懸掛在定滑輪的兩側(cè) ， 不計滑輪質(zhì)量和一切摩擦 ． 開始時 ， a、 b兩物塊距離地面高度相同 ，用手托住物塊 b， 然后突然由靜止釋放 ， 直至a、 b物塊間高度差為 ， 下列說法正確的是 ( ) A ．物塊 a 的機(jī)械能逐漸增加 B ．物塊 b 機(jī)械能減少了23mgh C ．物塊 b 重力勢能的減少量等于細(xì)繩拉力對它所做的功 D ．物塊 a 重力勢能的增加量小于其動能增加量 【解析】 物體 a 加速上升，動能和重力勢能均增加，故機(jī)械能增加，故 A 項正確；物體 a 、 b 構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，有 0 ＝ mg h2＋12m v2－ 2 mg h2＋12(2 m ) v2， 【 答案 】 AB 解得 v ＝gh3， a 增加的機(jī)械能即為 b 減小的機(jī)械能， Δ E＝ mg h2＋12m v2＝23mgh ，故 B 項正確； 物體 b 重力勢能的減小量等于克服重力做的功，物體 b 加速下降，失重，拉力小于重力，故 C 項錯誤；物體 a 動能增加量為 Δ Ek＝12m v2＝16mgh ，重力勢能增加量 Δ Ep＝ mg h2＝12mgh ，故 D 項錯誤． 突破壓軸?技 壓群雄 一 、 鐵鏈問題 【 例 1】 有一條長為 4 m的均勻金屬鏈條 ， 如圖所示 ，有一半長度在光滑斜面上 ， 斜面傾角為 30176
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