《高中物理机械能及其守恒定律典型例题剖析.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理机械能及其守恒定律典型例题剖析.pdf（8页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、机械能守恒定律复习资料 1.一个物体从斜面上高h处由静止滑下并紧接着在水平面上滑行一段距离后停止，测得停止处对开始运动处的水平距离为S，如图 5-3-1，不考虑物体滑至斜面底端的碰撞作用，并设斜面与水平面对物体的动摩擦因数相同求动摩擦因数 【解析】设该斜面倾角为，斜坡长为l，则物体沿斜面下滑时，重力和摩擦力在斜面上的功分别为：mghmglWGsin cos1mglWf 物体在平面上滑行时仅有摩擦力做功，设平面上滑行距离为S2，则22mgSWf 对物体在全过程中应用动能定理：W=Ek 所以 mglsinmglcosmgS2=0 得 hS1S2=0 式中 S1为斜面底端与物体初位置间的水平距离故
2、ShSSh21 2.如图 5-3-2 所示，AB 为 1/4 圆弧轨道，半径为R=，BC 是水平轨道，长S=3m，BC处的摩擦系数为=1/15，今有质量m=1kg 的物体，自 A 点从静止起下滑到 C 点刚好停止.求物体在轨道 AB 段所受的阻力对物体做的功.【解析】物体在从 A 滑到 C 的过程中，有重力、AB 段的阻力、BC 段的摩擦力共三个力做功，WG=mgR，fBC=umg，由于物体在 AB 段受的阻力是变力，做的功不能直接求.根据动能定理可知：W外=0，所以mgR-umgS-WAB=0 即WAB=mgR-umgS=110103/15=6J 3.如图 5-4-2 使一小球沿半径为R的圆
3、形轨道从最低点 B 上升，那么需给它最小速度为多大时，才能使它达到轨道的最高点 A【正解】以小球为研究对象.小球在轨道最高点时，受重力和轨道给的弹力.小球在圆形轨道最高点 A 时满足方程 RvmNmgAA2 (1)图根据机械能守恒，小球在圆形轨道最低点 B 时的速度满足方程 2221221BAmvRmgmv (2)解(1)，(2)方程组得 ABNmRgRv5 当NA=0 时,vB为最小,vB=gR5.所以在 B 点应使小球至少具有vB=gR5的速度,才能使小球到达圆形轨道的最高点 A.4.如图 5-4-8 所示，光滑的水平轨道与光滑半圆弧轨道相切.圆轨道半径R=，一小球停放在光滑水平轨道上，现
4、给小球一个v0=5m/s 的初速度，求：小球从 C 点抛出时的速度（g 取 10m/s2）.【解析】由于轨道光滑，只有重力做功，小球运动时机械能守恒.即 22021221CmvRmghmv 解得 Cv3m/s 5.如图 5-5-1 所示，光滑的倾斜轨道与半径为R的圆形轨道相连接，质量为m的小球在倾斜轨道上由静止释放，要使小球恰能通过圆形轨道的最高点，小球释放点离圆形轨道最低点多高通过轨道点最低点时球对轨道压力多大 【解析】小球在运动过程中，受到重力和轨道支持力，轨道支持力对小球不做功，只有重力做功，小球机械能守恒取轨道最低点为零重力势能面 因小球恰能通过圆轨道的最高点 C，说明此时，轨道对小球
5、作用力为零，只有重力提供向心力，根据牛顿第二定律可列Rvmmgc2 得 gRmRvmc2212 在圆轨道最高点小球机械能:mgRmgREC221 在释放点，小球机械能为:mghEA 根据机械能守恒定律 ACEE 列等式：RmgmgRmgh221 解得Rh25 同理，小球在最低点机械能 221BBmvE gRvEEBCB5 小球在B点受到轨道支持力F和重力根据牛顿第二定律，以向上为正，可列 mgFRvmmgFB62 据牛顿第三定律，小球对轨道压力为 6mg方向竖直向下 6.如图 5-5-2 长l=80cm 的细绳上端固定，下端系一个质量m100g的小球.将小球拉起至细绳与竖立方向成60角的位置，
6、然后无初速释放.不计各处阻力，求小球通过最低点时，细绳对小球拉力多大取g=10m/s2.【解析】小球运动过程中，重力势能的变化量)60cos1(0mglmghEp，此过程中动能的变化量221mvEk.机械能守恒定律还可以表达为0kpEE 即0)60cos1(2102 mglmv 整理得)60cos1(202 mglvm 又在最低点时，有lvmmgT2 在最低点时绳对小球的拉力大小 NNmgmgmglvmmgT2101.022)60cos1(202 7.质量为m的小球，沿光滑环形轨道由静止滑下（如图 5-5-11 所示），滑下时的高度足够大.则小球在最低点时对环的压力跟小球在最高点时对环的压力之
7、差是小球重力的多少倍 【解析】以小球和地球为研究对象，系统机械能守恒，即 221AmvmgH RmgmvmgHB2212 小球做变速圆周运动时，向心力由轨道弹力和重力的合力提供 在最高点 A：RvmmgFAA2 在最高点 B：RvmmgFBB2 由解得：RHmgmgFA2 由解得：)52(RHmgFB mgFFBA6 6mgFFBA O A B C D 13如图 5-5-13 所示，小球自高为H的 A 点由静止开始沿光滑曲面下滑，到曲面底 B 点飞离曲面，B 点处曲面的切线沿水平方向若其他条件不变，只改变h，则小球的水平射程s的变化情况是()Ah增大，s可能增大 Bh增大，s可能减小 Ch减小
8、，s可能增大 Dh减小，s可能减小 ABCD 14人站在h高处的平台上，水平抛出一个质量为m的物体，物体落地时的速度为v，以地面为重力势能的零点，不计空气阻力，则有（）A人对小球做的功是221mv B人对小球做的功是mghmv 221 C小球落地时的机械能是221mv D小球落地时的机械能是mghmv 221 BC 15“验证机械能守恒定律”的实验采用重物自由下落的方法.2v2 2v2 2v2 2v2 （1）用 公 式mv2/2=mgh时，对 纸 带 上 起 点 的 要 求是 ，为此目的，所选择的纸带一、二两点间距应接近 .（2）若实验中所用的重锤质量M=1kg，打点纸带如图 5-8-8 所示，打点时间间隔为，则记录 B 点时，重锤的速度vB=，重锤动能 EKB=.从开始下落起至 B 点，重锤的重力势能减少量是 ，因此可得结论是 .（3）根据纸带算出相关各点速度 V，量出下落距离 h，则以2v2为纵轴，以 h 为横轴画出的图线应是图 5-8-9 中的 .【解析】(1)初速度为 0,2mm.(2)s,在实验误差允许的范围内机械能守恒.(3)C.