高中物理必修2機(jī)械能守恒定律-知識(shí)探討

1、機(jī)械能守恒定律-知識(shí)探討 合作與討論通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí)，你能不能準(zhǔn)確理解“守恒”的含義？如圖414所示，物體由斜面上滑下，運(yùn)動(dòng)到水平面上，如果測(cè)得物體在A、D兩點(diǎn)的速度大小都相同，能否說(shuō)物體在AD間的運(yùn)動(dòng)機(jī)械能守恒？“機(jī)械能守恒”是一種有限條件的“守恒”，你能準(zhǔn)確地表述機(jī)械能守恒的條件嗎？(我們即將要學(xué)習(xí)的普遍意義上的“能量守恒定律”是無(wú)條件的“守恒”)圖414我的思路:“守恒”和“初、末狀態(tài)相等”是不同的，前者是“恒定不變”，后者只是處在兩個(gè)狀態(tài)時(shí)相等.顯然,在CD段,重力勢(shì)能不變、動(dòng)能越來(lái)越小,機(jī)械能是在減少的.典型例題【例1】下列物體中，機(jī)械能守恒的是（）A.做平拋運(yùn)動(dòng)的物體B.被勻速吊起的

2、集裝箱C.光滑曲面上自由運(yùn)動(dòng)的物體D.物體以g的加速度豎直向上做勻減速運(yùn)動(dòng)解析:物體做平拋運(yùn)動(dòng)或沿光滑曲面自由運(yùn)動(dòng)時(shí)，不受摩擦阻力，在曲面上彈力不做功，都只有重力做功，機(jī)械能守恒，所以AC項(xiàng)正確.勻速吊起的集裝箱，繩的拉力對(duì)它做功，不滿足機(jī)械能守恒的條件，機(jī)械能不守恒.物體以g的速度向上做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律Fmg=m（g），有F=mg,則物體受到豎直向上的大小為mg的外力作用，該力對(duì)物體做了正功，機(jī)械能不守恒.答案:AC【例2】 如圖444所示，一輕彈簧固定于O點(diǎn)，另一端系一重物，將重物從與懸點(diǎn)O在同一水平面且彈簧保持原長(zhǎng)的A點(diǎn)無(wú)初速地釋放，讓它自由擺下.不計(jì)空氣阻力，在重物由A點(diǎn)擺

3、向最低點(diǎn)的過(guò)程中（）圖444A.重物的重力勢(shì)能減少B.重物的重力勢(shì)能增大C.重物的機(jī)械能不變D.重物的機(jī)械能減少解析：物體從A點(diǎn)釋放后，在從A點(diǎn)向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，物體的重力勢(shì)能逐漸減小，動(dòng)能逐漸增加，彈簧逐漸被拉長(zhǎng)，彈性勢(shì)能逐漸增大，所以，物體減小的重力勢(shì)能一部分轉(zhuǎn)化為物體的動(dòng)能，另一部分轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能.對(duì)物體和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)，機(jī)械能守恒，但對(duì)物體來(lái)說(shuō)，其機(jī)械能減小，選項(xiàng)A、D正確.答案：AD規(guī)律發(fā)現(xiàn)物體的運(yùn)動(dòng)形式可能有多種，判斷機(jī)械能是否守恒，關(guān)鍵看是否只有重力做功.機(jī)械能守恒常見的情況有（1）物體只受重力作用；（2）物體雖然受到重力以外的其他力作用，但它們?cè)谖矬w運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終不做功.應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題時(shí)，要注意對(duì)哪一系統(tǒng)機(jī)械能是守恒的，對(duì)哪一系統(tǒng)機(jī)械能是不守恒的，要分析清楚.【例3】 如圖445所示，在水平臺(tái)面上的A點(diǎn)，一個(gè)質(zhì)量為m的物體以初速度v0被拋出，不計(jì)空氣阻力，求它達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度的大小.圖445解析：物體拋出后運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只受重力作用，機(jī)械能守恒. 選地面為參考面，則mgH+mv02=mg（Hh）+mvB2解得vB=若選桌面為參考面，則mv02=mgh+mvB2解得vB=.答案：vB=利用機(jī)械能守恒定律解題的一般步驟：（1）明確研究對(duì)象；（2）對(duì)物體進(jìn)行受力分析，研究運(yùn)動(dòng)中各力是否做功，判斷物體的機(jī)械能是否守恒；（3）選取參考平面，確定物體在初、末狀態(tài)的機(jī)械