高中物理機(jī)械能及其守恒定律典型例題剖析

1、v1.0可編輯可修改機(jī)械能守恒定律復(fù)習(xí)資料測(cè)得停止處對(duì)考慮物體滑至斜的動(dòng)摩擦因數(shù)相1 .一個(gè)物體從斜面上高h(yuǎn)處由靜止滑下并緊接著在水平面上滑行一段距離后停止,圖 5-3-1開始運(yùn)動(dòng)處的水平距離為S,如圖5-3-1,不面底端的碰撞作用，并設(shè)斜面與水平面對(duì)物體同.求動(dòng)摩擦因數(shù)IX.【解析】設(shè)該斜面傾角為a,斜坡長(zhǎng)為l,則物體沿斜面下滑時(shí)，重力和摩擦力在斜面上的功分別為：WGmglsinmghWf1mglcos物體在平面上滑行時(shí)僅有摩擦力做功，設(shè)平面上滑行距離為S2,則Wf2mgS2對(duì)物體在全過程中應(yīng)用動(dòng)能定理：2V=!AEk.所以mglsina科mglcosa科mgS=0得h(1Si|1S2=0.

2、式中S1為斜面底端與物體初位置間的水平距離.故SiS21第6頁(yè)共5頁(yè)圖 5-3-22 .如圖5-3-2所示，AB為1/4圓弧軌道，半徑為R=,BC是水平軌道，長(zhǎng)S=3m,BC處的摩擦系數(shù)為尸1/15,今有質(zhì)量m=1kg的物體，自A點(diǎn)從靜止起下滑到C點(diǎn)剛好停止.求物體在軌道AB段所受的阻力對(duì)物體做的功【解析】物體在從A滑到C的過程中，有重力、AB段的阻力、BC段的摩擦力共三個(gè)力做功，W=mgRfBC=umg由于物體在AB段受的阻力是變力，做的功不能直接求.根據(jù)動(dòng)能定理可知：W卜=0,所以mgRumgSWB=0即VAB=mgRumgSlxi0xx10X3/15=6J圖 5-4-23 .如圖5-4-

3、2使一小球沿半徑為R的圓形軌道從最低點(diǎn)B上升,那么需給它最小速度為多大時(shí)，才能使它達(dá)到軌道的最高點(diǎn)A【正解】以小球?yàn)檠芯繉?duì)象.小球在軌道最高點(diǎn)時(shí)，受重力和軌道給的彈力.小球在圓形軌道最高點(diǎn)A時(shí)滿足方程2mgNama根據(jù)機(jī)械能守恒，小球在圓形軌道最低點(diǎn)B時(shí)的速度滿足方程ImvAmg2R；mv2解(1),(2)方程組得R.vB5gRmN當(dāng)NA=0時(shí)，Vb為最小，Vb=、頻.圓軌道半徑R=, 一小球停放在光滑C點(diǎn)拋出圖 5-4-8所以在B點(diǎn)應(yīng)使小球至少具有vb=:6界的速度，才能使小球到達(dá)圓形軌道的最高點(diǎn)A.4 .如圖5-4-8所示，光滑的水平軌道與光滑半圓弧軌道相切水平軌道上，現(xiàn)給小球一個(gè)vo=5

4、m/s的初速度，求：小球從時(shí)的速度(g取10m/s2).【解析】由于軌道光滑，只有重力做功，小球運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)械能守恒12121-mv0mgh2R-mvc解得vc3m/s5.如圖5-5-1所示，光滑的傾斜軌道與半徑為R的圓形軌道相連接，質(zhì)量為m的小球在傾斜軌道上由靜止釋放，要使小球恰能通過圓形軌道的最高小球釋放點(diǎn)離圓形軌道最低點(diǎn)多高通過軌道點(diǎn)最低球?qū)壍缐毫Χ啻蟆窘馕觥啃∏蛟谶\(yùn)動(dòng)過程中，受到重力和軌道支持力,軌道支持力對(duì)小球不做功，只有重力做功，小球機(jī)械能守恒.取軌道最低點(diǎn)為零重力勢(shì)能面.因小球恰能通過圓軌道的最高點(diǎn)C,說明此時(shí),軌道對(duì)小球作用力為零，只有重力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律可列m。g2

5、1Vcm-mgR2R2在圓軌道最高點(diǎn)小球機(jī)械能L1Ec-mgR2mgR在釋放點(diǎn)，小球機(jī)械能為Eamgh根據(jù)機(jī)械能守恒定律EcEa列等式:mgh2mgRmg2R解得h|R同理，小球在最低點(diǎn)機(jī)械能12EB2mvBEbEcVb5gR小球在B點(diǎn)受到軌道支持力F和重力根據(jù)牛頓第二定律，以向上為正，可列2LVbFmgmF6mg據(jù)牛頓第三定律，小球?qū)壍缐毫?mg.方向豎直向下.6.如圖5-5-2長(zhǎng)l=80cm的細(xì)繩上端固定,下端系一個(gè)質(zhì)量m=100g的小球.將小球拉起至細(xì)繩與豎立方向成60。角的位置，然后無(wú)初速釋放.不計(jì)各處阻力,球通過最低點(diǎn)時(shí)，細(xì)繩對(duì)小球拉力多大取g=10m/s2.【解析】小球運(yùn)動(dòng)過程

6、中，重力勢(shì)能的變化量Epmghmgl(1cos600)，此過程中動(dòng)能的變化量E1.機(jī)械能守恒定律還可以表達(dá)為emv2EpEk0即：mv2mgl(1cos600)02整理得m2mg(1cos600)又在最低點(diǎn)時(shí),mg2vm一l在最低點(diǎn)時(shí)繩對(duì)小球的拉力大小mg 2mg(1 cos600)10N 2N7.質(zhì)量為m的小球,沿光滑環(huán)形軌道由靜止滑下（如圖5-5-11所示），滑下時(shí)的高度足夠大.則小球在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)環(huán)的壓力跟小球在最高點(diǎn)時(shí)對(duì)環(huán)的壓力之差是小球重力的多少倍2vTmgm2mg20.1圖5-5-11【解析】以小球和地球?yàn)檠芯繉?duì)象，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，即mgH1mvA12mgH-mvBmg2R小球做變速

7、圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，向心力由軌道彈力和重力的合力提供在最iWj點(diǎn)A:Famg mVAR在最iWj點(diǎn)B:Fb2Vb mg m 一由解得:2H mg mg 由解得:Fb2Hmg(=- 5)RFaFb 6mgFamg13.如圖5-5-13所示，小球自高為H的A點(diǎn)由靜止開始沿光滑曲面下滑，到曲面底B點(diǎn)飛離曲面，B點(diǎn)處曲面的切線沿水平方向.若其他條件不變，只改變況是（）A. h增大，s可能增大B. h增大，s可能減小h,則小球的水平射程s的變化情C. h減小，s可能增大D. h減小，s可能減小ABCD14.人站在h高處的平臺(tái)上，水平拋出一個(gè)質(zhì)量為m的物體，物體落地時(shí)的速度為v,以地面為重力勢(shì)能的零點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，則有()A.人對(duì)小球彳的功是(3)根據(jù)紙帶算出相關(guān)各點(diǎn)速度V,量出下落距離h,則以 金為縱軸，以h為橫軸畫出的圖線應(yīng)是圖 5-8-9中的 【解析】(1)初速度為0, 2mm.(2)s,在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)機(jī)械能守恒C.mv2B.人對(duì)小球彳的功是1mv2mgh2C.小球落地時(shí)的機(jī)械能是12mv2D.小球落地時(shí)的機(jī)械能是工mv2mghBCD15.“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)采用重物自由下落的方法.0(mm)._.一一2(1)用公式mv/2=mgh時(shí)，對(duì)紙巾上起點(diǎn)的要求