機械能守恆定律的應用
一、應用機械能守恆定律解題的基本步驟
(1)根據題意選取研究物件(物體或系統).
(2)明確研究物件的運動過程,分析物件在過程中的受力情況,弄清各力做功的情況,判斷機械能是否守恆.
(3)恰當地選取零勢面,確定研究物件在過程中的始態和末態的機械能.
(4)根據機械能守恆定律的不同表示式列式方程,若選用了增(減)量表示式,(3)就應成為確定過程中,動能、勢能在過程中的增減量或各部分機械能在過程中的增減量來列方程進行求解.
1、機械能守恆定律與圓周運動結合
物體在繩、杆、軌道約束的情況下在豎直平面內做圓周運動,往往伴隨著動能,勢能的相互轉化,若機械能守恆,即可根據機械能守恆去求解物體在運動中經過某位裡時的速度,再結合圓周運動、牛頓定律可求解相關的運動學、動力學的量.
2、機械能守恆定律的靈活運用
功能問題的綜合應用
一、功能關係
1.能是物體做功的本領.也就是說是做功的根源.功是能量轉化的量度.究竟有多少能量發生了轉化,用功來量度,二者有根本的區別,功是過程量,能是狀態量.
2.我們在處理問題時可以從能量變化來求功,也可以從物體做功的多少來求能量的變化.不同形式的能在轉化過程中是守恆的.
3、功和能量的轉化關係
①合外力對物體所做的功等於物體動能的增量. w合=ek2一ek1(動能定理)
②只有重力做功(或彈簧的彈力)做功,物體的動能和勢能相互轉化,物體的機械能守恆。
③重力功是重力勢能變化的量度,即wg=-δep重=一(ep末一ep初) =ep初一ep末
④彈力功是彈性勢能變化的量度,即:w彈=一△ep彈=一(ep末一ep初) =ep初一ep末
⑤除了重力,彈力以外的其他力做功是物體機械能變化的量度,即:w其他=e末一e初
⑥一對滑動摩擦力對系統做總功是系統機械能轉化為內能的量度,即:f·s相=q
⑦電場力功是電勢能變化的量度,即:we=qu=一δe =-(e末一e初)=e初一e末
⑧分子力功是分子勢能變化的量度
4、對繩子突然繃緊,物體間非彈性碰撞等除題目特別說明,必定有機械能損失,碰撞後兩物體粘在一起的過程中一定有機械能損失。
二、能的轉化和守恆
能量既不能憑空產生,也不能憑空消失,它只能從一種形式的能轉化為另一種形式的能,或者從乙個物體轉移到另乙個物體,能的總量保持不變。
1.應用能量守恆定律的兩條思路:
(1)某種形式的能的減少量,一定等於其他形式能的增加量.
(2)某物體能量的減少量,一定等於其他物體能量的增加量.
2.摩擦力做功的過程能量轉化的情況
(1)靜摩擦力做功的特點
①靜摩擦力可以做正功,也可以做負功還可能不做功.
②在靜摩擦力做功的過程中,只有機械能從乙個物體轉移到另乙個物體(靜摩擦力起著傳送機械能的作用),而沒有機械能轉化為其他形式的能量.
③相互摩擦的系統,一對靜摩擦力所做功的代數和總等於零.
(2)滑動摩擦力做功的特點:
①滑動摩擦力可以做正功,也可以對物體做負功,還可以不做功
(如相對運動的兩物體之一對地面靜止,則滑動摩擦力對該物不做功).
②在相互摩擦的物體系統中,一對相互作用的滑動摩擦力,對物體系統所做總功的多少與路徑有關,
其值是負值,等於摩擦力與相對路程的積,即wf=f滑·s相對
表示物體系統損失機械能克服了摩擦力做功,δe損= f滑·s相對=q(摩擦生熱).
③一對滑動摩擦力做功的過程,能量的轉化和轉移的情況:
一是相互摩擦的物體通過摩擦力做功將部分機械能轉移另乙個物體上,
二是部分機械能轉化為內能,此部分能量就是系統機械能的損失量.
通過解答此題一定要理解「摩擦生熱」指的是滑動摩擦「生熱,在相對滑動的過程中,通過摩擦力對系統做功來求解必須求出摩擦力在相對路程上的功
3.用能量守恆定律解題的步驟
①確定研究的物件和範圍,分析在研究的過程中有多少種不同形式的能(包括動能、勢能、內能、電能等)發生變化.
②找出減少的能並求總的減少量δe減,找出增加的能並求總的增加量δe增
③由能量守恆列式,δe減=δe增。
④代入已知條件求解.
2019高考物理知識點總結29 機械能守恆定律的應用
機械能守恆定律的應用 一 應用機械能守恆定律解題的基本步驟 1 根據題意選取研究物件 物體或系統 2 明確研究物件的運動過程,分析物件在過程中的受力情況,弄清各力做功的情況,判斷機械能是否守恆 3 恰當地選取零勢面,確定研究物件在過程中的始態和末態的機械能 4 根據機械能守恆定律的不同表示式列式方程...
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