机械能守恒定律2答案

【预习内容】在地面以10m/s的速度将质量为m的物体竖直上抛出，若空气阻力忽略，g10m/s2则：物体上升的最大高度是多少？上升过程在何处重力势能和运动相等？【解析】物体在空气中只有重力做功，故机械能守恒hv0最高点h1Ep=Ek以地面为参考点，则：在最高点动能为零，故：由E1=E2得：初状态设在地面，则：终态设在h1高处，故：因机械能守恒：E1=E2 【预习自测】1. 【解析】 A、B下落，都只有重力做功，机械能守恒且重力所做的功相同.mghmv2，所以v，速度的大小相同.故A、C正确.2. 【解析】 在球从高处下落到弹簧压缩到最短的过程中，重力势能、动能、弹性势能相互转化，其总和不变，选项D正确.3.【解析】 物体离开气球后，以10 ms的初速度做竖直上抛运动，由机械能守恒定律得mgh+mv02mvt2物体落地时的速度为vtms20 ms探究案：（1） 阻力不计的抛体类分析：物体在运动过程中只受重力，也只有重力做功，因此物体的机械能守恒，选水平地面为零势面，则物体抛出时和着地时的机械能相等 得：（2） 固定的光滑斜面类分析：物体在运动过程中受到重力和支持力的作用，但只有重力做功，因此物体的机械能守恒，选水平地面为零势面，则物体开始上滑时和到达最高时的机械能相等 得：（3）固定的光滑圆弧类分析：物体在运动过程中受到重力和圆弧的压力，但只有重力做功，因此物体的机械能守恒，选物体运动的最低点为重力势能的零势面，则物体在最低和最高点时的机械能相等要想使物体做一个完整的圆周运动，物体到达最高点时必须具有的最小速度为： 所以 （4）悬点固定的摆动类分析：物体在运动过程中受到重力和悬线拉力的作用，悬线的拉力对物体不做功，所以只有重力做功，因此物体的机械能守恒，选物体运动的最低点为重力势能的零势面，则物体开始运动时和到达最低点时的机械能相等 得：由向心力的公式知：可知（5）铁链运动类解析：初始时，铁链的重心在小定滑轮下方L处铁链脱离滑轮瞬间，其重心在小定滑轮下方L处设铁链的质量为m，并设铁链脱离滑轮瞬间的速度为v，据铁链减少的重力势能Ep等于增加的动能Ek可得Epmg()Ekmv2，解得v，即铁链脱离滑轮瞬间，铁链的速度为.答案：探究二：系统的机械能守恒（1） 轻绳连体类例6：解析：A和B两物体组成的系统，只有重力做功，因此系统机械能守恒，A、B两物体运动过程中速度相等，设为v，A物体的重力势能减小，转化为B物体的重力势能和A、B两物体的动能，即EpAEpBEkAEkB.mAgRmBgRmAv2mBv2，解得v .答案： 图552BA练习：解析 设细线断裂前一瞬间A和B速度的大小为v，A沿斜面下滑s的过程中，A的高度降低了ssin，B的高度升高了s。对A和B以及地球组成的系统，机械能守恒，有物块A机械能的减少量等于物块B机械能的增加量，即。细线断后，物块B做竖直上抛运动，物块B与地球组成的系统机械能守恒，设物块B继续上升的高度为h，有 。由以上两式联立解得 ，故物块B上升的最大高度为 。 点悟 在细线断裂之前，A和B以及地球组成的系统机械能守恒。两个物体用同一根细线跨过定滑轮相连由于细线不可伸长，两个物体速度的大小总是相等的。细线断裂后，B做竖直上抛运动，由于只有重力做功，B与地球组成的系统机械能守恒。在处理实际问题时，要根据问题的特点和求解的需要，选取不同的研究对象和运动过程进行分析。（2）轻杆连体类例7：解：系统的机械能守恒，EP +EK=0因为小球转到最高点的最小速度可以为0 ，所以，（3） 物体-弹簧类例8：BCD 滑块由a点释放最后又回到a点，说明斜面光滑，弹簧、滑块与地球组成的系统机械能守恒。到c点时弹簧压缩到最短，弹性势能最大，根据机械能守恒定律可知，弹簧的弹性势能等于滑块由a到c重力势能的减少量，即图556c30abEpm=mg(ab+bc)sin30=10(1+0.2)0.5J=6J。滑块运动到b和c之间某个位置时动能最大，此时弹簧已有弹性势能，所以滑块的最大动能大于5J而小于6J。从c到b弹簧弹力对滑块做的功等于弹簧弹性势能的减少量，即等于6J。训练案1. 解析：选BCD.两个小球下落的高度相同，减少的重力势能相等，B对A球受到绳子的作用力，这个力不做功，A球机械能守恒，C对弹簧到C点时伸长，具有弹性势能，B球的机械能减少，D对2. 解析：选B.在b球落地前，a、b两球组成的系统机械能守恒，且a、b两球速度大小相等，根据机械能守恒定律可得：3mghmgh(m3m)v2，则v.b球落地时，a球高度为h，之后a球向上做竖直上抛运动，在这个过程中，a球机械能守恒，则mv2mghmgH，解得Hh1.5h，B正确3.4.【解析】 设物体的质量为m，初速度为v0，A、B两点的高度差为h，水平距离为s，则hstan30.由平抛运动规律可得hgt2，sv0t.解得h.以B点所在平面为参考平面，根据机械能守