機(jī)械能守恒定律應(yīng)用中的幾種模型(共5頁(yè))

1、 機(jī)械能守恒定律應(yīng)用中的幾種模型機(jī)械能守恒定律屬于教學(xué)中的重點(diǎn)知識(shí)，在實(shí)際問(wèn)題中我們?nèi)绻苷_建立幾種典型的機(jī)械能守恒的模型，將有利于對(duì)此類問(wèn)題的分析和解決(1)輕連繩模型【典例1】 如圖所示，細(xì)繩跨過(guò)定滑輪懸掛兩物體M和m，且M>m，不計(jì)摩擦，系統(tǒng)由靜止開始運(yùn)動(dòng)過(guò)程中()AM、m各自的機(jī)械能分別守恒BM減少的機(jī)械能等于m增加的機(jī)械能CM減少的重力勢(shì)能等于m增加的重力勢(shì)能DM和m組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒解析M下落過(guò)程中，繩的拉力對(duì)M做負(fù)功，M的機(jī)械能減少；m上升過(guò)程，繩的拉力對(duì)m做正功，m的機(jī)械能增加，A錯(cuò)誤；對(duì)M、m組成的系統(tǒng)，機(jī)械能守恒，易得B、D正確；M減少的重力勢(shì)能并沒(méi)有全部用于m重

2、力勢(shì)能的增加，還有一部分轉(zhuǎn)變成M、m的動(dòng)能，所以C錯(cuò)誤答案BD點(diǎn)評(píng)：此類問(wèn)題要認(rèn)清物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，注意物體運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)或最低點(diǎn)時(shí)速度相同。 (2)輕連桿模型【典例2】 質(zhì)量分別為m和M(其中M2m)的兩個(gè)小球P和Q，中間用輕質(zhì)桿固定連接，在桿的中點(diǎn)O處有一個(gè)固定轉(zhuǎn)軸，如圖所示現(xiàn)在把桿置于水平位置后自由釋放，在Q球順時(shí)針擺動(dòng)到最低位置的過(guò)程中，下列有關(guān)能量的說(shuō)法正確的是()AQ球的重力勢(shì)能減少、動(dòng)能增加，Q球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒BP球的重力勢(shì)能、動(dòng)能都增加，P球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒C.P球、Q球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒DP球、Q球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒解析Q球從水平位置下擺

3、到最低點(diǎn)的過(guò)程中，受重力和桿的作用力，桿的作用力是Q球運(yùn)動(dòng)的阻力(重力是動(dòng)力)，對(duì)Q球做負(fù)功；P球是在桿的作用下上升的，桿的作用力是動(dòng)力(重力是阻力)，對(duì)P球做正功所以，由功能關(guān)系可以判斷，在Q球下擺過(guò)程中，P球重力勢(shì)能增加、動(dòng)能增加、機(jī)械能增加，Q球重力勢(shì)能減少、機(jī)械能減少；由于P球和Q球整體只有重力做功，所以系統(tǒng)機(jī)械能守恒本題的正確答案是B、C.答案BC點(diǎn)評(píng)：此類問(wèn)題應(yīng)注意在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各個(gè)物體之間的角速度、線速度的關(guān)系(3)輕彈簧模型【典例3】 如圖所示， 固定的傾斜光滑桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m的圓環(huán)，圓環(huán)與豎直放置的輕質(zhì)彈簧一端相連，彈簧的另一端固定在地面上的A點(diǎn)，彈簧處于原長(zhǎng)h.讓圓環(huán)沿桿滑下，滑到桿的底端時(shí)速度為零則在圓環(huán)下滑過(guò)程中().A.圓環(huán)機(jī)械能守恒B.彈簧的彈性勢(shì)能先增大后減小C.彈簧的彈性勢(shì)能變化了mghD.彈簧的彈性勢(shì)能最大時(shí)圓環(huán)動(dòng)能最大解析圓環(huán)受到重力、支持力和彈簧的彈力作用，支持力不做功，故環(huán)的機(jī)械能與彈簧的彈性勢(shì)能總和保持不變，故全過(guò)程彈簧的彈性勢(shì)能變化量等于環(huán)的機(jī)械能變化量，C正確，圓環(huán)的機(jī)械能不守恒，A錯(cuò)誤彈簧垂直桿時(shí)彈簧的壓縮量最大，此時(shí)圓環(huán)有向下的速度，故此時(shí)彈性勢(shì)能比末狀態(tài)的彈性勢(shì)能小，即：最終狀態(tài)彈簧被拉長(zhǎng)，且彈性勢(shì)能達(dá)到最大，此時(shí)圓環(huán)的動(dòng)能為零，所以彈性勢(shì)能是先增加后減小