高考复习资料高三物理总复习专题机械能.docx

上传人:b****5 文档编号:5013566 上传时间:2022-12-12 格式:DOCX 页数:18 大小:187.36KB
下载 相关 举报
高考复习资料高三物理总复习专题机械能.docx_第1页
第1页 / 共18页
高考复习资料高三物理总复习专题机械能.docx_第2页
第2页 / 共18页
高考复习资料高三物理总复习专题机械能.docx_第3页
第3页 / 共18页
高考复习资料高三物理总复习专题机械能.docx_第4页
第4页 / 共18页
高考复习资料高三物理总复习专题机械能.docx_第5页
第5页 / 共18页
点击查看更多>>
下载资源
资源描述

高考复习资料高三物理总复习专题机械能.docx

《高考复习资料高三物理总复习专题机械能.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高考复习资料高三物理总复习专题机械能.docx(18页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。

高考复习资料高三物理总复习专题机械能.docx

高考复习资料高三物理总复习专题机械能

第七章机械能

一、基本概念

1、做功的两个必备因素是力和在力方向上的位移.而往往某些力与物体的位移不在同一直线上,这时应注意这些力在位移方向上有无分力,确定这些力是否做功.

2、应用公式W=Fscosα计算时,应明确是哪个力或哪些力做功、做什么功,同时还应注意:

(1)F必须是整个过程中大小、方向均不变的恒力,与物体运动轨迹和性质无关.当物体做曲线运动而力的方向总在物体速度的方向上,大小不变,式中α应为0,而s是物体通过的路程.

(2)公式中α是F、s之间夹角,在具体问题中可灵活应用矢量的分解;一般来说,物体作直线运动时,可将F沿s方向分解;物体作曲线运动时,应将s沿F方向分解,

(3)功是标量,但有正负,其正负特性由F与s的夹角α的取值范围反映出来.但必须注意,功的正负不表示方向,也不表示大小,其意义是表示物体与外界的能量转换.

(4)本公式只是计算功的一种方法,今后还会学到计算功的另外一些方法,尤其是变力做功问题,决不能用本公式计算,那时应灵活巧妙地应用不同方法,思维不能僵化.

3、公式P=W/t求得的是功率的平均值。

P=Fvcosα求得的是功率的瞬时值。

当物体做匀速运动时,平均值与瞬时值相等。

4、P=Fvcosα中的α为F与v的夹角,计算时一般情况下当物体做直线运动时,可将F沿v方向与垂直v方向上分解,若物体作曲线运动时可将v沿F及垂直F的两个方向分解.

5、P=W/t提供了机械以额定功率做功而物体受变力作用时计算功的一种方法.

6、功和能的关系应从以下方面理解:

不论什么形式的能,只要能量发生了转化,则一定有力做功;能量转化了多少,力就做了多少功.反之,只要有力做功,则一定发生了能量转化;力做了多少功,能量就转化了多少.所以功是能量转化的量度,但决不是能的量度.

7、功与能是不同的概念,功是一个过程的量,而能是状态量。

正是力在过程中做了功,才使始末状态的能量不同,即能量的转化.说功转化为能是错误的.

8、“运动的物体具有的能叫动能”这句话是错误的.因为运动的物体除了动能外还有势能.

9、关于重力势能,应明确:

(1)重力势能的系统性,即重力势能是物体和地球共有的,而不是物体独有的,“物体的重力势能”是一种不够严谨的习惯说法.

(2)重力势能的相对性,势能的量值与零势能参考平面的选取有关.Ep=mgh中的h是物体到参考平面的竖直高度.通常取地面为参考平面.解题时也可视问题的方便随意选取参考平面.(3)重力势能的变化与参考平面的选取无关,只与物体的始末位置有关.

10、重力做功的特点:

(1)与路径无关,只由重力和物体始、末位置高度差决定.

(2)重力做功一定等于重力势能的改变.即WG=Ep1-Ep2,当重力做正功时,重力势能减少;当重力做负功时,重力势能增加。

11、关于动能定理,要注意动能定理的表达式的等号左边是且仅是所有外力的功,等号右边是且仅是物体动能的改变量。

在列动能定理方程时,不要考虑势能及势能的变化。

12、关于机械能守恒定律应明确:

(1)定律成立的条件是“只有重力做功或弹力做功”,不是“只有重力作用或弹力作用”.有其它力作用,但其它力不做功,而只有重力做功或弹力做功时,机械能仍守恒.

(2)定律表示的是任一时刻、任一状态下物体机械能总量保持不变,故可以在整个过程中任取两个状态写出方程求解.

(3)定律的表达式除了写成Ep1+Ep2=Ek1+Ek2外,还可写成ΔEp=-ΔEk,即在任一机械能守恒的过程中,重力势能的减少(增加)一定等于动能的增加(减少)。

利用ΔEp=-ΔEk进行计算有时会显得简明.

13、应用机械能守恒定律解题时,只要考虑始末态下的机械能,无须顾及中间过程运动情况的细节。

因此,对于运动过程复杂、受变力作用、作曲线运动等不能直接应用牛顿运动定律处理的问题,利用机械能守恒律会带来方便。

14、应用机械能守恒定律解题的一般步骤:

(1)认真审题,确定研究对象;

(2)对研究对象进行受力分析和运动过程、状态的分析,弄清整个过程中各力做功的情况,确认是否符合机械能守恒的条件;

(3)确定一个过程、两个状态(始末),选取零势能参考平面,确定始末状态的动能、势能值或这个过程中ΔEp和ΔEk的值;

(4)利用机械能守恒定律列方程,必要时还要根据其它力学知识列出联立方程;

(5)统一单位求解.

解题的关键是准确找出始、末状态的动能和势能的值,尤其是势能值的确定.

二、恒力做功与变力做功问题

1、恒力做功

求解恒力功的方法一般是用功的定义式W=Fscosα,需要特别注意:

(1)位移s的含义:

是力直接作用的物体对地的位移。

当力在物体上的作用位置不变时,s就是力作用的那个质点的位移;当力在物体上的作用位置不断改变时,s应是物体的位移。

如:

一个不能视为质点的物体受到滑动摩擦力作用时,摩擦力的作用点时时变化,此时s就不是摩擦力作用点的位移,而是物体的位移。

例如图示,质量为m、初速为v0的小木块,在桌面上滑动。

动摩擦因数为μ,求木块停止滑动前摩擦力对木块和桌面所做的功。

解对木块:

W1=-fs=-μmg·v02/(2gμ)=-mv02/2

对桌面:

W2=0

例如图示,质量为m、初速为v0的小木块,在一块质量为M的木板上滑动,板放在光滑水平桌面上,求木块和板相对静止前,摩擦力对木块和木板所做的功。

解据动量守恒mv0=(m+M)v得

W1=-fs2=-μmg·M(M+2m)v02/(M+m)22gμ=-Mm(M+2m)v02/2(M+m)2

W2=fs1=Mm2v02/2(M+m)2gμ

(2)一对相互作用力所做功之和不一定为零

如:

人竖直向上跳起,地面对人的作用力对人做正功,人对地而不做功(地球位移视为零),总功为正;

一对静摩擦力,位移值一定相同,总功必为零;

一对滑动摩擦力,做功时必然发热,系统内能增加,总功必为负。

转化为内能值为

2、判断做功正负的方法

(1)从力与位移或速度方向的关系进行判断。

如:

“子弹打木块”问题,摩擦力对子弹做负功,对木块做正功。

例如图所示,质量为M的木块静止在光滑水平面上,质量为m的子弹以水平速度

射中与木块一起以速度v运动,已知当子弹相对木块静止时,木块前进距离为L,子弹进入木块的深度为d,若木块对子弹的阻力F恒定,那么下列关系式中正确的是()、、

A、

B、

C、

D、

(2)从能量的增减进行判断

例如图示,在质量不计、长度为L的直杆一端和中点分别固定一个质量都是m的小球A和B,试判断当杆从水平位置无摩擦地转到竖直位置的过程中,杆对A、B球做功的正负。

解A、B两球组成的系统的机械能守恒,由机械能守恒定律:

由于两球在同一杆上,角速度相等,故

解之得:

与A、B球自由下落时的速度比较,

可见

,故杆对A球做正功,对B球做负功。

3、变力做功

大小或方向变化的力所做的功,一般不能用功的公式W=Fscosα去求解.需变换思维方式,独辟蹊径求解。

(1)用功率定义式求解

将功率的定义式P=W/t变形,得W=Pt。

在求解交通工具牵引力做功问题时经常用到此公式。

例质量为m的汽车在平直公路上以初速度v0开始匀加速行驶,经时间t前进距离s后,速度达最大值vm,设在这段过程中发动机的功率恒为P,汽车所受阻力恒为f,则在这段时间内发动机所做的功为:

A、PtB、fvMt

C、fs+mvm2/2D、mvm2/2-mv02/2+fs

(答案:

ABD)

(2)用动能定理求解变力做功

求解某个变力所做的功,可以利用动能定理,通过动能改变量和其余力做功情况来确定。

例如图所示,把一小球系在轻绳的一端,轻绳的另一端穿过光滑木板的小孔,且受到竖直向下的拉力作用.当拉力为F时,小球做匀速圆周运动的轨道半径为R.当拉力逐渐增至4F时,小球匀速圆周运动的轨道半径为R/2.在此过程中,拉力对小球做了多少功?

解此题中的F是一个大小变化的力,故我们不能直接用功的公式求解拉力的功.

根据F=mv2/R,我们可分别求得前、后两个状态小球的动能,这两状态动能之差就是拉力所做的功.

由F=mv12/R4F=mv22/0.5R

得WF=mv22/2-mv12/2=FR/2

例如图,用F=20N的恒力拉跨过定滑轮的细绳的一端,使质量为10kg的物体从A点由静止沿水平面运动.当它运动到B点时,速度为3m/s.设OC=4m,BC=3m,AC=9.6m,求物体克服摩擦力做的功.

解作出物体在运动过程中的受力图。

其中绳的拉力T大小不变,但方向时刻改变.N随T方向的变化而变化(此力不做功).f随正压力N的变化而变化.因此对物体来说,存在着两个变力做功的问题.但绳拉力T做的功,在数值上应等于向下恒力F做的功.F的大小已知,F移动的距离应为OA、OB两段绳长之差.

由动能定理WF+Wf=ΔEk得:

Wf=-63(J)

即物体克服摩擦力做了63J耳的功.

(3)用图象法求解变力做功

如果能知道变力F随位移s变化的关系,我们可以先作出F-s关系图象,并利用这个图象求变力所做的功.

[例]如图,密度为ρ,边长为a的正立方体木块漂浮在水面上(水的密度为ρ0).现用力将木块按入水中,直到木块上表面刚浸没,此过程浮力做了多少功?

解未用力按木块时,木块处于二力平衡状态

F浮=mg即ρ0ga2(a-h)=ρga3

并可求得:

h=a(ρ0-ρ)/ρ0(h为木块在水面上的高度)

在用力按木块到木块上表面刚浸没,木块受的浮力逐渐增大,上表面刚浸没时,浮力达到最大值:

F’浮=ρ0ga3

以开始位量为向下位移x的起点,浮力可表示为:

F浮=ρga3+ρ0ga2x

根据这一关系式,我们可作出F浮-x图象(如图右所示).在此图象中,梯形OhBA所包围的“面积”即为浮力在此过程所做的功。

W=(ρ0ga3+ρga3)h/2=ga3h(ρ0+ρ)/2

这里的“面积”为什么就是变力所做的功?

大家可结合匀变速运动的速度图象中的“面积”表示位移来加以理解.即使F-x关系是二次函数的关系,它的图象是一条曲线,这个“面积”仍是变力在相应过程中所做的功.

三、重力功率与交通工具起动问题

1、重力的功率

(1)自由落体过程中重力的功率

(2)平抛运动中重力的功率

(3)沿斜面滑行的物体的重力的功率

例质量为m的物体,由静止开始沿倾角为θ的光滑斜面下滑,求前3s内、第3s内、第3s末重力做功的功率。

2、交通工具起动时的牵引力及功率

汽车等交通工具的起动方式有两种:

一是以恒定功率起动,二是汽车以恒定的牵引力起动,具体分析如下:

(1)输出功率不变时的运动

由于牵引力F=P/v,随着速度v的增大,牵引力F减小,则加速度a=(F-f)/m减小,但因a与v同向,汽车的速度v不断增大,F减小,a减小,直至a=0时,汽车作匀速运动,此时速度为最大值vm=P/F=P/f,在此之前,由牛顿第二定律得:

(P/v)-f=ma,可知任一速度值均有与之相对应的一个确定的加速度值.由于汽车做变加速运动,所以不能用匀变速直线运动的公式求解,也不能对全过程应用牛顿第二定律,但动能定理是适用的,力和加速度瞬时对应关系也成立,因此解题时通常是对某一过程列动能定理方程,对某一瞬时列牛顿第二定律方程.

例辆机车的质量为750T,沿平直轨道由静止开始运动.它以额定功率在5分钟内驶过2.5km,并达到10m/s的最大速度.求:

(1)机车发动机的额定功率P和机车与轨道间的摩擦因数μ分别是多少?

(2)当机车速度为5m/s时的加速度多大(g取10m/s2)

解图所示,设机车在A处起动,因功率不变,故随着速度的增大,牵引力减小,加速度减小,机车做变加速运动.当牵引力减小到F=f的B处时,速度达到最大值vm,以后机车做匀速运动.

(1)由动能定理得:

Pt-μmgs=mvm2/2①

在B处:

F=f=μmg,故有P=Fv=μmgvm②

将②式代人①式、并代入数据可得:

μ=0.01

再将μ值代入②式得:

P=7.5×105J

(2)设此时牵引力为F’,则

F’=P/v’=7.5×105/5=1.5×105N

再由F’-f=ma得

a=(F’-f)/m=0.1m/s2

例出功率保持10kw的起重机起吊500kg的重物,当货物升高到2m时速度达到最大值,此最大速度是多少?

此过程用了多长时间?

(g取10m/s2)

解重机以恒定的功率吊起重物的过程是加速度不断减小、速度不断增大的过程.当货物的速度达到最大时,起重机的牵引力与货物的重力相平衡,即:

F=mg=5×103N,vm=P/F=2m/s.

求解这一段运动时间不能用匀变速运动的公式,我们可以货物为研究对象运用动能定理求解:

Pt-WG=mv2/2,t=(mv2/2+mgh)/P=1.1s

(2)牵引力不变时的运动

汽车以恒定的牵引力起动,则汽车开始一段时间作匀加速运动,由v=at及P=Fv=Fat可知,随时间的延长汽车的功率越来越大,直到达到其最大功率时,输出功率不能再增大,但此时由于牵引力仍大于阻力,汽车仍加速,则因受最大功率的制约,牵引力必须减小,汽车做加速度越来越小的匀加速运动,直至a=0时做匀速运动,故此种情形下,汽车前一阶段做匀加速运动,后一阶段做变加速运动。

在汽车做匀加速运动阶段中,我们既可以运用功的公式、动能定理来求解,也可以运用牛顿运动定律来求解.对变加速运动阶段,则必须用第

(1)点的方法求解.

例车的质量为m,它在运动中受到的阻力f恒定不变。

汽车发动机的额定功率为P,求:

(1)汽车在作匀加速运动时的长大速度是多少?

(2)汽车从静止出发作加速度为a的匀加速运动的时间不应超过多少?

解车受到的阻力一定,且又做的是匀加速运动,所以它受到的牵引力也是一定的.

F-f=ma

随着速度的增加,汽车的输出功率也在不断增大.当输出功率达到额定功率时,这时汽车行驶的速度不允许再增加了.此时有:

vm=P/F=P/(ma+f)

再根据运动学公式,可求出这段过程所需时间:

t=vm/a=P/[(ma+f)a]

四、动能定理

1、灵活选取适当过程,运用动能定理

例量过为4kg的铅球,从离沙坑1.8m的高处自由落下.铅球落进沙坑后陷入0.2m深而停止运动,求沙坑对铅球的平均阻力(g取10m/2).

解铅球在前一段作自由落体运动,后一段作匀减速运动.对前一段可用机械能守恒求解,后一段可用动能定理求解.但如果我们把开始下落到最终停止看成一个过程,运用动能定理列式,将很快得到结果:

由W=ΔEk可得:

mg(h+s)-fs=0-0=0

f=(h+s)mg/s=(1.8+0.2)×4×10/0.2=400N

此题我们用动能定理列式时,把两段过程处理成一个过程,求解就便捷得多了.

2、结合隔离法,运用动能定理

例质量为M的列车,沿平直轨道匀速前进,质量为m的末节车厢中途脱钩,当司机发觉时,机车已行驶L距离,于是他立即关闭油门,撤去牵引力。

设车运动的阻力与重力成正比,机车的牵引力为定值,当列车的两部分都停止运动时,它们的距离是多少?

解此题牵涉机车和车厢这两个研究对象,它们又分别经历着不同的变速运动过程.如果从动力学、运动学角度去分析求解将非常麻烦.我们运用隔离法针对每一个研究对象运动的全过程分析其受力,画出其运动的示意图如图所示,并分别列出它们动能定理的表达式:

未脱钩时,整列车匀速前进,有:

F=KMg

(1)

脱钩后,两车分别作加速、减速运动

对机车:

FL-K(M-m)gs1=0-(M-m)v02/2

(2)

对车厢:

-Kmgs2=0-mv02/2(3)

(1)代入

(2)后再将等式两边分别与(3)相除,化简,得:

Δs=s1-s2=ML/(M-m)

3、结合运动分解,运用动能定理

例如图所示,某人通过过一根跨过定滑轮的轻绳提升一个质量为m的重物,开始时人在滑轮的正下方,绳下端A点离滑轮的距离为H。

人由静止拉着绳向右移动,当绳下端到B点位置时,人的速度为v,绳与水平面夹角为θ。

问在这个过程中,人对重物做了多少功?

解人移动时对绳的拉力不是恒力,重物不是做匀速运动也不是作匀变速运动,故无法用W=Fscosθ求对重物作的功,需从动能定理的角度来分析求解.

当绳下端由A点移到B点时,重物上升的高度为:

重力做功的数值为:

当绳在B点实际水平速度为v时,v可以分解为沿绳斜向下的分速度v1和绕定滑轮逆时针转动的分速度v2,其中沿绳斜向下的分速度v1和5重物上升速度的大小是一致的,从图中可看出:

v1=vcosθ

以重物为研究对象,根据动能定理得:

4、动能定理与牛顿运动定律的比较

用牛顿运动定律解题涉及到的有关物理量比较多,如F、a、m、v、s、t等.对运动过程的细节变化也要掌握得比较充分,才可列式求解。

而运用动能定理解题涉及到的物理量只有F、s、m、v.它对运动过程的细节及其变化也不要求了解,只需考虑始末两状态的动能和外力做的功,它还可把不同运动过程合并成一个全过程来处理,使解题过程简便.当然,如果题目中要求了解加速度a、运动时间t等细节,那就需要从动力学、运动学的角度去分析,不能直接求解了。

例如图所示,小滑块从斜面顶点4由静止滑至水平部分C点而停止.已知斜面高为h,滑块运动的整个水平距离为s.求小滑块与接触面间的动摩擦因数(设滑块与各部分的动摩擦因数相同).

解滑块从A点滑到C点,只有重力和摩擦力做功,设滑块质量为m,动摩擦因数为μ,斜面倾角为α,斜面底边长s1,水平部分长s2,由动能定理得:

得μ=h/s

由此题可见,用动能定理求解,回避了加速度a,不必考虑细节,解题过程简单很多.

五、重力做功与重力势能的改变

1、物体受到重力作用具有重力势能。

它的表达式Ep=mgh,适用于g不变的情况。

式中h是相对于选定的零势能面的高度,所以重力势能和功、动能一样具有相对性。

重力势能也是标量,有正、负、零之分。

重力势能等于零,并不意味着物体不具有重力势能,零值势能比负势能大。

因此,在比较势能大小时,既要选取同一参考面,又要注意它的符号,这跟功大小的比较是不一样的。

2、重力做功一定改变物体的重力势能,这是又一种重要的功能关系。

在一个过程中,重力做多少功,重力势能就减少多少,克服重力做多少功,重力势能就增加多少,而跟零势能面的选取无关,跟物体做什么运动,是否有其它力做功以及物体动能是否变化等也无关,这是要特别注意的。

例物体从A运动到B点的过程中,重力做功8J,推力做功2J,物体克服阻力做功10J。

则:

A、物体重力势能一定减少8JB、物体机械能一定减少10J

C、合力功为零D、重力做功一定不改变物体的动能

(答案)AC

六、机械能守恒定律的应用

系统内力做功问题

凡符合“只有重力做功,其它力均不做功”这一条件的问题,用机械能守恒定律来求解是十分方便的。

因为它只涉及到研究对象(某一物体或某一物体系统)的始末两状态的机械能,而不考虑运动过程的任何细节,也不考虑做功的数值,列式和求解都很便捷.

对于单一物体,我们很容易判断它是否满足机械能守恒的条件对于某一系统来说,用隔离法考察系统内每一个物体,它们可能不符合机械能守恒的条件。

但对整体,除重力外,无其它外力做功,且内力做功的代数和为零,则该系统的机械能也是守恒的。

如图示,A和B在运动中除了重力做功外,绳子拉力对它们都做功,因而在A上升和B下降过程中,A和B各自的机械能不守恒,但如果把它们看成一个整体,则绳子拉力是它们之间相互作用的内力,拉力对A做正功的数值和拉力对B做负功的数值相等,就整体而言,内力不做功,故整个系统机械能守恒。

有些问题中,系统所受其它外力不做功,但系统内力做功的代数和不为零,则该系统的机械能就不守恒。

如图示,滑块A滑上小车B粗糙的上表面后,A、B之间相互作用的内力(摩擦力)做功的代数和不为零,即使地面光滑,A、B系统的机械能也是不守恒的。

例如图所示,在光滑的水平面上放有一质量为m、高为a的立方块.一根轻杆长4a,下端用铰链固定在地面上,上端固定一质量也为m的重球.开始杆与水平面成53°角静止,杆与木块无摩擦.释放后,当杆与水平面成30°角时,木块速度多大?

解此题球与木块的运动过程复杂,有关力做功的情况又不清楚,放无法从动力学、动能定理求解.我们可把球和木块看成一个系统,对此系统来说,只有小球重力做功,内力做功代数和为零,系统的机械能是守恒的(杆的质量不计,其能量也不考虑)。

由机械能守恒定律,可得:

(1)

从图中看出,木块实际运动速度v木可分解为沿杆向上的速度v1和垂直于杆的速度v2,且:

v2=v木sin30°=v木/2

小球的速度也垂直于杆的,它与v2的比值等于转动半径之比:

,v球=2v2=v木

(2)

(2)式代入

(1)即可得

七、动量守恒和机械能守恒

动量守恒和机械能守恒是力学中两个重要的守恒定律,它们有完全不同的守恒内容和各自严格的成立条件,必须学会区别和判定。

一物体被匀速提起,其动量守恒,动能也守恒,但重力势能增加,机械能不守恒,这是因为有重力以外的拉力做正功的原因。

单摆运动,显然动量不守恒,动能也不守恒,但绳拉力不做功,运动过程只有重力做功,所以机械能守恒。

做抛体运动的物体如果有受到空气阻力作用,物体的动量、动能、机械能都不守恒。

例如图示,甲、丙是具有四分之一圆弧的光滑槽,乙是粗糙水平槽。

三者相触置放于光滑水平面上,能让小球在其上平顺滑过。

现让小球从高处落下恰能切入甲槽。

下列说法正确的是:

A、球在甲槽上滑行时,取球和甲为系统,动量不守恒,系统机械能守恒。

B、球滑上乙后,取球乙、丙为系统,系统水平方向动量守恒,机械能不守恒。

C、球滑上丙后,取球、丙为系统,机械能守恒,水平方向的动量守恒。

D、取甲、乙、丙为系统,机械能守恒,动量也守恒。

(答案)ABC

例如图,摆球质量m=0.1kg,摆长L=0.1m,球与水平面接触而无压力。

两侧等远处有正对挡板,相距2m。

另有质量M=m的小滑块与水平面间摩擦因数为0.25,从左挡板处以初速的向小球方向运动。

设滑块与小球,滑块与挡板的每次碰撞系统均无机械能损失。

滑块静止前小球在竖直面内绕O点完成10次完整的圆周运动,求v0的最小值。

(g取10m/s2)

解取滑块和小球为一系统,碰撞前后水平方向动量守恒。

因M=m,碰撞无能量损失,所以碰后二者交换速度,即滑块停于中点,小球作圆周运动。

当小球反碰滑块时,小球停止,滑块继续向右,碰挡板后等值反向运动,重复上述过程。

此外,滑块滑行过程克服阻力做功,动能减少,因此,小球圆周运动的速度也越来越小。

第10次圆周运动小球在最高点的速率v2应为

=1m/s。

根据机械能守恒定律,这时小球在最低点速度v1为

m/s,这也就是滑块在小球完成10次圆周运动后具有的最小速度。

容易推算,这之前滑块已来回滑行19米的路程,根据动能定理,设滑块的最小初速度为v0,应有:

得v0=10m/s

八、一道含有弹簧的系统的机械能守恒问题

机械能等于动能与势能的代数和,而势能包括重力势能与弹性势能,即E=Ek+Ep+Ep’,我们在学习过程中遇到的大多是关于动能与重力势能的问题。

下面则是一道含有弹簧的机械能守恒问题,现在我们结合机械能解题的基本方法对该例题进行分析。

例如图,竖直向下的力F作用于质量为m1的物体A上,物体A置于质量为m2的物体B上,B与原长为L的直立于水平地面上的轻弹簧上端相连,平衡时弹簧的压缩量为x。

现将F撤去.物体AB向上运动,且物体A向上运动达到最高点时离地面高度为h,求:

①弹簧恢复原长时物体A的速度;⑨弹簧弹性势能的最大值。

[分析]

(一)判断机械能是否守恒:

(此类问题应首先考虑能量方

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 工程科技 > 电子电路

copyright@ 2008-2022 冰豆网网站版权所有

经营许可证编号:鄂ICP备2022015515号-1