第8讲__机械能守恒定律与能量守恒.doc

第讲 题型机械能守恒的判断 判断机械能守恒时，对单个物体就看是否只有重力做功，并非只受重力，受其他力，但不做功或做功代数和为零对两个物体组成的系统，判断其机械能守恒时，就看是否只有重力或系统内弹力做功，若有其他外力或内力做功（如内部摩擦），则系统机械能不守恒【例1】如图所示四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是（ ） 【】机械能守恒的条件是只有重力做功，A、B图中木块受到三个力作用，即重力、支持力和推力F，因有外力F做功，故不将合条件；D中因有摩擦力做功，故也不适合条件，因此只有C符合守恒条件C 【点评】机械能守恒的条件绝不是合外力的功等于零，更不是合外力等于零，而是看是否只有重力或弹簧弹力做功。 举一反三： 如图所示，，滑轮光滑，且质量不计，在下降阶段（不计空气阻力）的过程中，下列说法正确的是（ ） A．的机械能守恒 B．的机械能守恒 C．和的机械能减少 D．和的机械能守恒 【解析】、除受重力外，分别还有绳的拉力。在下降时，拉力对做负功，在上升时，拉力对做正功，所以单独对、它们机械能不守恒，A、B错。将和看成为一个整体（系统），绳的拉力对、做功之和为零，所以只有重力做功，所以和的总机械能守恒，D对。 【例】 ） A．做匀速运动的物体，其机械能一定守恒 B．做匀加速运动的物体，其机械能一定不守恒 C．做匀速圆周运动的物体，其机械能一定守恒 D．除重力做功外，其他力做的功之和为零，物体的机械能一定守恒 【解析】机械能守恒的条件是只有重力对物体做功，与物体的运动形式无关，故ABC错；可知D正确。 题型机械能守恒定律的应用 机械能守恒定律的表达式一般有： （1）系统初态的总机械能等于末态的总机械能，即 ①用①时，需规定零势能面（2）系统减少的总重力势能等于系统增加的总动能，即 ② ②式时则不需要规定零势能面 【例3】游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客却不会掉下来（如图甲）。我们把这种情况抽象为图乙的模型：弧形轨道的下端与竖直圆轨道相接，使小球从弧形轨道上的一定高度由静止滚下，小球进入圆轨道下端后沿圆轨道运动。实验发现，只要大于一定值，小球就可以顺利通过圆轨道的最高点而不掉下。如果已知圆轨道的半径为，过山车至少要从多高的地方由静止滚下，才可使游客沿圆轨道运动而不掉下来。不考虑一切阻力。（g取10m/s2） 解：（1）设:过山车从距离环底H高处由静止开始下滑，正好通过环顶,通过环顶时的速度为v。 （2）由不计一切摩擦阻力，取最低点为重力势能的0参考点，根据机械能守恒定律得： 过山车下滑的临界高度，即最小高度为 1．当时，过山车滑下后，一定通过环顶，并沿整个轨道安全行驶； 2．当时，过山车滑下后，将在轨道下半环来回往复运动，且起点与终点高度位于同一水平线上题型关于摩擦力做功过程中的能量转化 相互摩擦的，摩擦力做功的和总是负值，机械能摩擦力做功等于损失的机械能滑块以速率靠惯性沿固定斜面由底端向上运动，当它回到出发点时速率变为，且，若滑块向上运动的位移中点为A，取斜面底端重力势能为零，则（ ） A．上升时机械能减小，下降时机械能增大 B．上升时机械能减小，下降时机械能也减小 C．上升过程中动能和势能相等的位置在A点上方 D．上升过程中动能和势能相等的位置在A点下方 解决本题的关键在于对物体进行正确的受力分析，只要考虑到运动过程中存在着摩擦力，经过正确的分析，就会得出正确的结论【解析】如图所示，无论上升过程还是下降过程，摩擦力皆做负功，机械能均减少，A错，B对设A点的高度为h，斜面的倾角为，物体与斜面间动摩擦因数为，整个过程由动能定理得： 解得 设滑块在B点时动能与势能相等，高度为，则有： 解得 由以上结果知，，故C对，D错BC 【点评】本题考查的是动能定理、功能关系等规律的综合运用，对基本功要求很高质量为m的物体，在距地面h高处以g的加速度由静止竖直下落到地面，下列说法中正确的是（ ） A.物体重力势能减少 B.物体的机械能减少 C.物体的动能增加 D.重力做功mgh 解决本题的关键在于物体【解析】，动能就增加。摩擦阻力做多少负功，机械能就要减少多少。摩擦阻力做负功，机械能就要减少 正确的 B D 综合题的应用：应用机械能守恒阶段+应用动能定理有阻力阶段 【例5】（宁2007期末一级重点中学同学做）如图所示，竖直放置的半径R=80cm的圆轨道与水平轨道相连接。质量为m=50g的小球A以一定的初速度由直