高中物理必修2機械能守恒定律-知識探討

1、機械能守恒定律-知識探討 合作與討論通過本節(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，運動到水平面上，如果測得物體在A、D兩點的速度大小都相同，能否說物體在AD間的運動機械能守恒？“機械能守恒”是一種有限條件的“守恒”，你能準(zhǔn)確地表述機械能守恒的條件嗎？(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”，后者只是處在兩個狀態(tài)時相等.顯然,在CD段,重力勢能不變、動能越來越小,機械能是在減少的.典型例題【例1】下列物體中，機械能守恒的是（）A.做平拋運動的物體B.被勻速吊起的

2、集裝箱C.光滑曲面上自由運動的物體D.物體以g的加速度豎直向上做勻減速運動解析:物體做平拋運動或沿光滑曲面自由運動時，不受摩擦阻力，在曲面上彈力不做功，都只有重力做功，機械能守恒，所以AC項正確.勻速吊起的集裝箱，繩的拉力對它做功，不滿足機械能守恒的條件，機械能不守恒.物體以g的速度向上做勻減速運動時，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，該力對物體做了正功，機械能不守恒.答案:AC【例2】 如圖444所示，一輕彈簧固定于O點，另一端系一重物，將重物從與懸點O在同一水平面且彈簧保持原長的A點無初速地釋放，讓它自由擺下.不計空氣阻力，在重物由A點擺

3、向最低點的過程中（）圖444A.重物的重力勢能減少B.重物的重力勢能增大C.重物的機械能不變D.重物的機械能減少解析：物體從A點釋放后，在從A點向B點運動的過程中，物體的重力勢能逐漸減小，動能逐漸增加，彈簧逐漸被拉長，彈性勢能逐漸增大，所以，物體減小的重力勢能一部分轉(zhuǎn)化為物體的動能，另一部分轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能.對物體和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)，機械能守恒，但對物體來說，其機械能減小，選項A、D正確.答案：AD規(guī)律發(fā)現(xiàn)物體的運動形式可能有多種，判斷機械能是否守恒，關(guān)鍵看是否只有重力做功.機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，但它們在物體運動過程中始終不做功.應(yīng)用機械能守恒定律解題時，要注意對哪一系統(tǒng)機械能是守恒的，對哪一系統(tǒng)機械能是不守恒的，要分析清楚.【例3】 如圖445所示，在水平臺面上的A點，一個質(zhì)量為m的物體以初速度v0被拋出，不計空氣阻力，求它達B點時速度的大小.圖445解析：物體拋出后運動過程中只受重力作用，機械能守恒. 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=利用機械能守恒定律解題的一般步驟：（1）明確研究對象；（2）對物體進行受力分析，研究運動中各力是否做功，判斷物體的機械能是否守恒；（3）選取參考平面，確定物體在初、末狀態(tài)的機械