高中物理7-8機(jī)械能守恒定律42張

你體驗(yàn)過公園里的翻滾過山車嗎？過山車，呼嘯著、奔馳著，緊張、驚險(xiǎn)、刺激如下圖所示是上海共青森林公園旅游過山車，同學(xué)們可以開動(dòng)腦筋，過山車是靠什么做一圓圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，而不需要?jiǎng)恿Γ?1物體自由下落或沿光滑斜面下落時(shí)，重力對(duì)物體做_，物體的_減少，_增加 將物體以一定的初速度上拋或沿光滑斜面上升時(shí)，重力做_，物體的_增加，_減少 2動(dòng)能和彈性勢(shì)能之間也可以相互轉(zhuǎn)化例如，像圖甲那樣，以一定速度運(yùn)動(dòng)的小球能使彈簧壓縮，這時(shí)小球_做功，使動(dòng)能轉(zhuǎn)化成彈簧的_；小球靜止以后，被壓縮的彈簧又能將小球彈回(如圖乙所示)，這時(shí)彈力對(duì)小球_，又使彈簧的_轉(zhuǎn)化成小球的_,3一個(gè)物體如果只在_和_作用下，發(fā)生_和_的相互轉(zhuǎn)化時(shí)，機(jī)械能的總量_，這就是_,答案：1.正功 重力勢(shì)能 動(dòng)能 負(fù)功 重力勢(shì)能 動(dòng)能 2克服彈力 彈性勢(shì)能 做功 彈性勢(shì)能 動(dòng)能 3重力 (彈簧)彈力 動(dòng)能 勢(shì)能 保持不變 機(jī)械能守恒定律,機(jī)械能是指系統(tǒng)內(nèi)所有物體的動(dòng)能和勢(shì)能(重力勢(shì)能，彈簧所具有的彈性勢(shì)能)的總和 (1)機(jī)械能是一個(gè)狀態(tài)量，機(jī)械運(yùn)動(dòng)的物體在某一位置時(shí)，具有確定的速度，也就有確定的動(dòng)能和勢(shì)能，即具有確定的機(jī)械能 (2)機(jī)械能是一個(gè)相對(duì)量，其大小與參考系、零勢(shì)能面有關(guān) (3)機(jī)械能是標(biāo)量，是系統(tǒng)所具有的,如圖，質(zhì)量為m的蘋果，從離地面H高的樹上由靜止開始落下，樹下有一深度為h的坑若以地面為零勢(shì)能參考平面，則當(dāng)蘋果落到坑底時(shí)的機(jī)械能為( ) Amgh BmgH Cmg(Hh) Dmg(Hh) 答案：B,(1)內(nèi)容：在只有重力或(彈簧)彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能與勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變這叫做機(jī)械能守恒定律 (2)機(jī)械能守恒定律的表達(dá)形式： 初、末狀態(tài)的機(jī)械能相等，即： EK1EP1Ek2EP2 重力勢(shì)能的增加(減少)量等于動(dòng)能的減少(增加)量，即：EP增Ek減,(3)定律適用條件： 只有重力做功或系統(tǒng)內(nèi)(彈簧)彈力做功.,(1)對(duì)單個(gè)物體而言：其機(jī)械能是否守恒一般通過做功來判定分析除重力，彈簧彈力外，有無其他力做功，若無其他力做功，則其機(jī)械能守恒若有其他力做功，且不為零，則其機(jī)械能必不守恒 (2)對(duì)幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)而言：其機(jī)械能是否守恒一般通過能量轉(zhuǎn)化來判定分析除重力勢(shì)能，彈性勢(shì)能和動(dòng)能外，有無其他形式的能參與轉(zhuǎn)化若無其他形式的能參與轉(zhuǎn)化，則系統(tǒng)機(jī)械能守恒；若有其他形式的能參與轉(zhuǎn)化，則系統(tǒng)機(jī)械能必不守恒,(福州八縣高一下學(xué)期聯(lián)考)假設(shè)一架戰(zhàn)斗機(jī)正在空中某一高度做勻速飛行，另一架空中加油機(jī)給其加油，如圖，加油后戰(zhàn)斗機(jī)仍以原來的高度和速度做勻速飛行，則與加油前相比，戰(zhàn)斗機(jī)的( ),A動(dòng)能增加，重力勢(shì)能減少，機(jī)械能不變 B動(dòng)能增加，重力勢(shì)能增加，機(jī)械能增加 C動(dòng)能減少，重力勢(shì)能不變，機(jī)械能減少 D動(dòng)能不變，重力勢(shì)能不變，機(jī)械能不變 答案：B,(1)應(yīng)用步驟 選取研究對(duì)象(物體或系統(tǒng)) 明確研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)過程，分析研究對(duì)象在過程中的受力情況，弄清各力做功情況，判斷機(jī)械能是否守恒 選取恰當(dāng)?shù)膮⒖计矫?，確定研究對(duì)象在初末狀態(tài)的機(jī)械能,選取恰當(dāng)?shù)谋磉_(dá)式列方程求解常見的表達(dá)式有以下幾種： aEk1EP1Ek2EP2，即初狀態(tài)的動(dòng)能與勢(shì)能之和等于末狀態(tài)的動(dòng)能和勢(shì)能之和 bEkEP或EPEk，即動(dòng)能(或勢(shì)能)的增加量等于勢(shì)能(或動(dòng)能)的減少量 cEAEB，即系統(tǒng)內(nèi)A物體機(jī)械能的增加量等于B物體機(jī)械能的減少量,(2)機(jī)械能守恒定律和動(dòng)能定理的比較,特別提醒： (1)除重力外還有其他力做功且做功不為零時(shí)，其他力做功數(shù)值等于機(jī)械能的變化量 (2)由于應(yīng)用動(dòng)能定理不需要滿足什么條件，所以涉及到功能關(guān)系問題時(shí)還是優(yōu)先考慮動(dòng)能定理,下列運(yùn)動(dòng)中能滿足機(jī)械能守恒的是( ) A手榴彈從手中拋出后的運(yùn)動(dòng)(不計(jì)空氣阻力) B子彈射穿木塊 C細(xì)繩一端固定，另一端拴著一個(gè)小球，使小球在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng) D吊車將貨物勻速吊起,解析：手榴彈從手中拋出后，在不計(jì)空氣阻力的情況下只有重力做功，沒有其他力做功，機(jī)械能守恒，A正確；子彈穿過木塊的過程中，子彈受到木塊施加的摩擦力的作用，摩擦力對(duì)子彈做負(fù)功，子彈的動(dòng)能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機(jī)械能不守恒，B不正確；小球在光滑的水平面上運(yùn)動(dòng)，受到重力，水平面對(duì)小球的支持力，還有細(xì)繩對(duì)小球的拉力作用，這些力皆與小球的運(yùn)動(dòng)方向垂直，不做功，所以小球在運(yùn)動(dòng)過程中無能量轉(zhuǎn)化，保持原有的動(dòng)能不變，即機(jī)械能守恒，C正確；,吊車將貨物勻速吊起的過程中，貨物受到與其重力大小相等、方向相反的拉力作用，上升過程中除重力做功外還有拉力對(duì)物體做正功，貨物的機(jī)械能增加，故D所指的運(yùn)動(dòng)過程機(jī)械能不守恒，D不正確 答案：AC 點(diǎn)評(píng)：分析物體的受力情況及各力的做功情況依據(jù)機(jī)械能守恒的條件，選取合適的方法進(jìn)行判斷,下列幾種情況，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒的是( ) A一顆彈丸在光滑的碗內(nèi)做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)圖(a) B運(yùn)動(dòng)員在蹦床上越跳越高圖(b) C圖(c)中小車上放一木塊，小車的左側(cè)有彈簧與墻壁相連，小車在左右振動(dòng)時(shí)，木塊相對(duì)于小車無滑動(dòng)(車輪與地面摩擦不計(jì)) D圖(c)中如果小車振動(dòng)時(shí)，木塊相對(duì)小車有滑動(dòng),答案：AC 解析：A選項(xiàng)彈丸只受重力與支持力，支持力不做功，只有重力做功，所以機(jī)械能守恒B選項(xiàng)中運(yùn)動(dòng)員做功，其機(jī)械能越來越大，C選項(xiàng)中只有彈力做功，機(jī)械能守恒D選項(xiàng)中有滑動(dòng)摩擦力做功，所以機(jī)械能不守恒.,(2010·山東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬)如圖所示，水平傳送帶AB的右端與豎直面內(nèi)的用光滑鋼管彎成的“9”形固定軌道相接，鋼管內(nèi)徑很小傳送帶的運(yùn)行速度為v06m/s，將質(zhì)量m1.0kg的可看作質(zhì)點(diǎn)的滑塊無初速地放到傳送帶A端，已知傳送帶高度為h0.4m，長(zhǎng)度為L(zhǎng)12.0m，“9”字全高H0.8m，“9”字上半部分圓弧半徑為R0.2m，滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3，重力加速度g10m/s2，試求：,(1)滑塊從傳送帶A端運(yùn)動(dòng)到B端所需要的時(shí)間 (2)滑塊滑到軌道最高點(diǎn)C時(shí)對(duì)軌道作用力的大小和方向 (3)滑塊從D點(diǎn)拋出后的水平射程,答案：(1)3s (2)90N方向豎直向上 (3)2.1m,如圖所示，輕彈簧k一端與墻相連，質(zhì)量為4kg的木塊沿光滑的水平面以5m/s的速度運(yùn)動(dòng)并壓縮彈簧k，求彈簧在被壓縮過程中的最大彈性勢(shì)能及木塊速度減為3m/s時(shí)的彈性勢(shì)能,答案：EPm50J EP132J,解析：木塊壓縮彈簧的過程及彈簧把木塊彈開的過程中，通過彈簧彈力做功使木塊的動(dòng)能和彈簧的彈性勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，由于不存在其他力做功，故木塊和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 當(dāng)木塊速度減為零時(shí)，彈簧壓縮量最大，彈性勢(shì)能最大，設(shè)彈簧的最大彈性勢(shì)能為EPm，則,注：本題考查只有彈簧彈力做功時(shí)，動(dòng)能與勢(shì)能之間的相互轉(zhuǎn)化，準(zhǔn)確判定機(jī)械能守恒是解題的關(guān)鍵.,(2011·集寧一中高一檢測(cè))一質(zhì)量為10kg的小球，從距地面高度為H的地方沿光滑軌道滑下來，進(jìn)入一半徑R5m的光滑圓形軌道內(nèi)，小球在最高點(diǎn)對(duì)軌道的壓力為小球重量，如圖所示，經(jīng)過最高點(diǎn)后沿圓形軌道的最低點(diǎn)進(jìn)入另一光滑半徑為2R圓形軌道I，在該圓形軌道能上升的最大高度為h1.假設(shè)第二次重復(fù)第一次的運(yùn)動(dòng)仍從半徑為R的圓形軌道的最低端進(jìn)入另一光滑平直斜面軌道，軌道足夠長(zhǎng)，能上升的最大高度為h2.,試求：(1)從靜止開始下滑時(shí)的最大高度H. (2)比較h1、h2與H的大小關(guān)系(用、表示) 解析：(1)設(shè)在半徑為R的圓形軌道最高點(diǎn)時(shí)的速度為v，在整個(gè)下滑過程中機(jī)械能守恒有,沿橢圓軌道運(yùn)行的人造地球衛(wèi)星，不考慮阻力和其他星球的引力影響，衛(wèi)星的動(dòng)能是否守恒？勢(shì)能是否守恒？機(jī)械能是否守恒？ 答案：動(dòng)能不守恒；勢(shì)能不守恒；機(jī)械能守恒,解析：以衛(wèi)星為研究對(duì)象，因衛(wèi)星在運(yùn)行過程中僅受地球的引力作用，故衛(wèi)星的機(jī)械能守恒 由圖可知，衛(wèi)星由近地點(diǎn)A向遠(yuǎn)地點(diǎn)B運(yùn)行時(shí)，因衛(wèi)星在引力方向上的位移與衛(wèi)星所受的引力方向相反，故引力做負(fù)功，衛(wèi)星的動(dòng)能減少，該系統(tǒng)的勢(shì)能增加 衛(wèi)星由遠(yuǎn)地點(diǎn)B向近地點(diǎn)A運(yùn)行時(shí)，引力做正功，衛(wèi)星的動(dòng)能增加，該系統(tǒng)的勢(shì)能減少 雖然動(dòng)能和勢(shì)能都在不斷變化，但每個(gè)時(shí)刻系統(tǒng)的動(dòng)能和勢(shì)能的和機(jī)械能是恒定的,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,