机械能守恒定律讲义.doc
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机械能守恒定律要求:掌握重力做功的特点及重力势能,重力做功与重力势能改变的关系。熟练掌握机械能守恒定律及其应用。知识点:1、重力做功的特点:在物体运动过程中,重力的功只决定于初末位置的高度差,与物体的运动路径无关。2、势能:(1)重力势能:(重力势能的大小与零势面的选取有关)(2)弹性势能:(弹性势能的大小与形变量及劲度系数有关)弹簧的弹性势能:3、机械能守恒定律(1)机械能:(2)机械能守恒定律:在只有重力(或弹力)做功的情况下,物体的重力势能(或弹性势能)和动能发生相互转化,但总的机械能保持不变。(3)机械能守恒的条件:4、能的转化和守恒定律内容:能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,这就是能的转化和守恒定律。应用能量守恒的两条基本思路:a:某种形式的能减少,一定存在其他形式的能增加,且减少量和增加量一定相等。b:某个物体的能量减少,一定存在其他物体的能量增加,且减少量和增加量一定相等。练习:1、下列说法正确的是()A、物体没有功,则物体就没有能量B、重力对物体做功,物体的重力势能一定减少C、动摩擦力只能做负功D、重力对物体做功,物体的重力势能可能增加2、下面各个实例中,机械能守恒的是()A、物体沿斜面匀速下滑B、物体从高处以0.9g的加速度竖直下落C、物体沿光滑曲面滑下D、拉着一个物体沿光滑的斜面匀速上升3、“神舟五号”飞船在发射和返回的过程中,哪些阶段中返回舱的机械能是守恒的()A、飞船升空的阶段B、飞船在椭圆轨道上绕地球运行的阶段C、进入大气层并运动一段时间后,降落伞张开,返回舱下降。D、在太空中返回舱与轨道舱分离,然后在大气层以外向着地球做无动力飞行。4、半径的竖直放置的圆轨道与水平直轨道相连接。如图所示。质量为的小球A以一定的初速度由直轨道向左运动,并沿圆轨道的内壁冲上去,如果A经过N点时的速度A经过轨道最高点M时对轨道的压力为,取.求:小球A从N到M这一段过程中克服阻力做的功W.5、如图所示,在长为L的轻杆中点A和端点B各固定一质量均为m的小球,杆可绕无摩擦的轴O转动,使杆从水平位置无初速释放摆下。求当杆转到竖直位置时,轻杆对A、B两球分别做了多少功?6、如图所示,让摆球从图中的A位置由静止开始下摆,正好摆到最低点B位置时线被拉断.设摆线长l=1.6m,悬点到地面的竖直高度为H=6.6m,不计空气阻力,求:(1)摆球落地时的速度。(2)落地点D到C点的距离(g=10m/s2)。一、绳子张紧问题:两物体用绳子连接,在运动过程中,绳子突然被张紧,由于绳子不可伸缩,所以张紧绳子的两物体在极短时间内(瞬间)具有共同速度,在这种碰撞过程中,动量守恒,机械能有损失,属于完全非弹性碰撞。例:1、在光滑水平面上,有一质量m1=20kg的小车,通过一根几乎不可伸长的轻绳与另一个质量m2=25kg的拖车相连,一质量m3=15kg的物体放在拖车的平板上,物体与平板间的动摩擦因数为0.2,开始时拖车静止,绳未拉紧,小车以v0=3m/s的速度向前运动,求:(1)三者以同一速度前进时,速度的大小?(2)物体在拖车平板上移动的距离?例2、A、B两球,质量均为m,用不可伸长的细绳相连接,两球处于同一高度,绳长15m,质量不计,现球A以初速度v0=20m/s竖直向上抛出,试求:B球能上升的最大高度?二、摩擦力做功与内能的关系1、静摩擦力做功的过程中,只有机械能的相互转移(静摩擦力起着传递机械能的作用)而没有内能产生。2、滑动摩擦力做功的过程中,能量的转化有两个方面:一是相互摩擦的物体之间机械能的转移,二是机械能转化为内能,转化为内能的数值等于机械能的减少量。例:3、在光滑的水平面上,有一质量为M的长木板以一定初速度向右匀速运动,现将质量为m的小铁块无初速地轻放到木板右端,二者间动摩擦因数μ,当小铁块在木板上相对木板滑动L后与木板保持相对静止,此时木板对地位移为s,求:此过程中(1)系统产生的内能;(2)小铁块增加的动能;(3)木块减少的动能;(4)系统机械能的减少量。