紧扣守恒条件.抓住初末状态.体现守恒法优越性在物理变化的过程中.常存在着某些不变的关系或不变的量.在讨论一个物理变化过程时.对其中的各个量或量的变化关系进行分析.寻找到整个过程中或过程发生前后存在——青夏教育精英家教网—

紧扣守恒条件.抓住初末状态.体现守恒法优越性在物理变化的过程中.常存在着某些不变的关系或不变的量.在讨论一个物理变化过程时.对其中的各个量或量的变化关系进行分析.寻找到整个过程中或过程发生前后存在着的不变关系或不变的量.则成为研究这一变化的过程的中心和关键.这就是物理学中最常用到的一种思维方法--守恒法.高中阶段涉及到的守恒量主要有普遍意义的“能量和条件限制下的“机械能 .这里主要阐述一下机械能守恒定律的应用. 首先是机械能是否守恒的判断.这是能否应用机械能守恒定律的前提.机械能守恒的条件是:只有重力或弹力做功.这句话本身很笼统.事实上可以这样理解.要分析一个物体机械能是否守恒.可先对该物体进行受力分析.若该物体只受重力或弹力作用.则该物体机械能一定守恒.若受到其他的力.则看其他力是否做功.若其他力不做功.则机械能也守恒.若其他力也做功.再看这些力做功的代数和是否为零.若做功的代数和为零.则机械能同样守恒.有时对系统来讲.力做功的情况不好判断.还可从能量转化角度来判断.若系统内只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式能的转化.则系统的机械能守恒. 判断清楚机械能守恒后.就可以根据机械能守恒的表达式列方程解决问题了.机械能守恒的表达式主要有以下几种: (1) 即机械能守恒的过程中.任意两个状态的机械能总量相等. (2) 即机械能守恒时.系统增加的动能等于系统减少的势能. (3) 即由两部分A.B组成的系统机械能守恒时.A部分增加的机械能等于B部分减少的机械能. 以上各式均为标量式.后两个表达式研究的是变化量.无需选择零势能面.有些问题利用它们解决显得非常方便.但一定要分清哪种能量增加.哪种能量减少.或哪个物体机械能增加.哪个物体机械能减少. 而对于能量守恒定律可从以下两个角度理解: (1)某种形式的能量减少.一定存在其他形式的能量增加.且减少量和增加量一定相等. (2)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. 例7:如图5-7所示.一根长为l的轻绳.一端固定在O点.另一端拴一个质量为m的小球．用外力把小球提到图示位置.使绳伸直.并在过O点的水平面上方.与水平面成30°角．从静止释放小球.求小球通过O点正下方时绳的拉力大小. [审题]对本题要进行层层深入的分析方式.不要忽视了悬绳从伸直到对小球有拉力为止的短暂过程中.机械能的损失.不能直接对小球从初位置到末位置列机械能守恒的方程求最低点速度. [解析]选小球为研究对象.其运动过程可分为三个阶段如图5-8所示: (1)从A到B的自由落体运动．据机械能守恒定律得:mgl=mvB2 (2)在B位置有短暂的绳子对小球做功的过程.小球的速度由竖直向下的vB变为切向的vB′,动能减小．则有:vB′=vBcos30° (3)小球由B点到C点的曲线运动.机械能守恒则有:mvB/2+mgl= mvC2 在C点由牛顿第二定律得 T-mg=m 联立以上方程可解得: T=mg [总结]在分析该题时一定要注意绳在绷紧瞬间.有机械能损失.也就是说整个过程机械能并不守恒.不能由全过程机械能守恒定律解决该问题.但是在该瞬间之前和之后的两个过程机械能都是守恒的.可分别由机械能守恒定律求解. 例8:如图5-9所示.有一根轻杆AB.可绕O点在竖直平面内自由转动.在AB端各固定一质量为m的小球.OA和OB的长度分别为2a和a.开始时.AB静止在水平位置.释放后.AB杆转到竖直位置.A.B两端小球的速度各是多少? [审题]因为两小球固定在轻杆的两端.随杆一起转动时.它们具有相同的角速度.则转动过程中.两小球的线速度与半径成正比.同时要注意到两小球在转动过程中.杆对它们都做功.即对每个小球来说.机械能并不守恒. [解析]两小球组成的系统与外界没有能量转化.该系统机械能是守恒的.故对该系统从水平到竖直的过程中可由机械能守恒定律得: 又: 所以可解得: [总结]该题的关键之处在于.对每个小球来讲机械能并不守恒.但对两小球组成的系统来讲机械能是守恒的. 例9:如图5-10所示.皮带的速度为3m/s.两圆心距离s=4.5m.现将m=1kg的小物体轻放在左轮正上方的皮带上.物体与皮带间的动摩擦因数为μ=0.15.电动机带动皮带将物体从左轮正上方运送到右轮正上方时.电动机消耗的电能是多少? [审题]在审题过程中要分析清楚小物体何时速度达到与传送带相同.二者速度相同之后.小物体就做匀速直线运动.即小物体在从左上方运动右上方的过程中可能一直做匀加速直线运动.也可能先做匀加速直线运动.后做匀速直线运动. [解析]物体在相对滑动过程中.在摩擦力作用下做匀加速直线运动. 则. 相对滑动时间物体对地面的位移摩擦力对物体做的功物体与皮带间的相对位移发热部分的能量从而.由能量守恒可得电动机消耗的电能为 [总结]在该题中.根据能量守恒可知.电动机消耗的电能最终转化为物体的动能和系统产生的热能.只要求出物体增加的动能和系统增加的热能就不难求出电动机消耗的电能. 【查看更多】

题目列表(包括答案和解析)

（2010?浦东新区一模）在下列各物体的运动过程中，满足机械能守恒条件的是（　　）

A．跳伞运动员在空中匀速下降

B．用绳拉着一个物体匀速上升

C．物体以某一初速度沿光滑曲面下滑

D．小球在竖直面内做匀速圆周运动

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在下列各物体的运动过程中，满足机械能守恒条件的是（）
A．跳伞运动员在空中匀速下降
B．用绳拉着一个物体匀速上升
C．物体以某一初速度沿光滑曲面下滑
D．小球在竖直面内做匀速圆周运动

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