高一物理機械能守恒例題解析
高一物理機械能守恒例題解析
機械能守恒是高一物理課本中的重要知識點，學生可以根據(jù)例題來學好能機械能守恒內(nèi)容。下面學習啦小編給大家?guī)淼母咭晃锢頇C械能守恒例題及解析，希望對你有幫助。
高一物理機械能守恒例題
一.由“機械能=動能+勢能”判斷：若速度和高度不變，質(zhì)量減小，動能減小，重力勢能減小，機械能減小;若質(zhì)量和速度不變，高度減小，動能不變，重力勢能減小，機械能減小。
例1.直升飛機在空中勻速下降的過程中，以下說法正確的是：()
A.直升飛機的動能不變，機械能也不變;
B.直升飛機的重力勢能減小，機械能也減小;
C.直升飛機的動能轉(zhuǎn)化為重力勢能;
D.直升飛機的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。
解析：這道題涉及到?jīng)Q定動能、勢能的因素和機械能是動能和勢能的總和以及能量轉(zhuǎn)化的知識。因為同一架飛機來說質(zhì)量不變，勻速運動的飛機速度沒有變，所以動能沒有變，隨著飛機的下降，高度減小，重力勢能減小，由于“機械能=動能+勢能”，則機械能減小。故正確答案選B。
二.外力對物體做功，也由“機械能=動能+勢能”來判斷：若質(zhì)量和速度不變，高度增加，動能不變，重力勢能增大，機械能增大。
例2.起重機豎直方向勻速吊起某一重物G，在這一過程中，物體的：()
A.動能增加，重力勢能減小，機械能不變;
B.動能不變，重力勢能增加，機械能增加;
C.動能減小，重力勢能增加，機械能不變;
D.動能減小，重力勢能不變，機械能減小。
解析：本題主要考查影響動能和勢能大小的因素，由于起重機吊物體是沿豎直方向勻速上升，質(zhì)量和速度不變，動能不變;但由于起重機吊起物體，使物體逐漸升高，起重機克服了物體的重力做功，它的重力勢能會越來越大，由于機械能等于不變的動能和增大的重力勢能之和，故正確答案選B。
三.在動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化的過程中，如果題目中有“光滑”、“自由”、“不計阻力”等詞語，說明不計摩擦，則機械能不變
例3.一個小孩從公園光滑的滑梯的頂端滑到底端，對于機械能的變化情況，下列說法正確的是()
A.重力勢能減小，動能不變，機械能減小;
B.重力勢能減小，動能增加，機械能減小;
C.重力勢能減小，動能增加，機械能增加;
D.重力勢能減小，動能增加，機械能不變。
解析：小孩是從“光滑”的滑梯的頂端滑到底端，說明不計摩擦，則機械能不變，又因為物體由“頂端”到“底端”，它的重力勢能減小了，所以動能就增大了。故可判斷正確答案為D。
四.在動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化的過程中，若考慮摩擦，則機械能減小
例4.滾擺運動過程中，每次上升的高度逐漸降低，對此以下說法錯誤的是：()
A.滾擺運動到最高處時，動能為零;
B.滾擺下落過程中重力勢能轉(zhuǎn)變成動能;
C.滾擺運動過程中克服阻力做功，機械能不斷的減小;
D.滾擺運動過程中重力勢能不變。
解析：滾擺運動過程中，在最高點時，速度等于零，此時，滾擺的重力勢能最大，動能最小;滾擺在上升的過程中，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能;在下降過程中，由于滾擺要不斷的克服摩擦阻力做功，所以滾擺的機械能減小，因此，A、B、C都是正確的，故本題應選答案D。
高一物理機械能守恒知識點
1.機械能:物體的動能和勢能統(tǒng)稱為機械能,即E=Ek+Ep.其中勢能包括重力勢能和彈性勢能.
2. 機械能守恒定律:在只有重力做功的情形下,物體的動能和重力勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,但機械能的總量保持不變.如果還有彈力做功,則發(fā)生動能、重力勢能和彈性勢能的相互轉(zhuǎn)化,但機械能的總量仍保持不變.
3.表達式:
(1) ;(2)
用⑴時,需要規(guī)定重力勢能的參考平面.用⑵時則不必規(guī)定重力勢能的參考平面，因為重力勢能的改變量與參考平面的選取沒有關(guān)系.
4.機械能守恒的條件:只有重力或彈力做功,包括以下三種情況:
(1)只有重力和彈力作用,沒有其他力作用;
(2)有重力、彈力以外的力作用,但這些力不做功;
(3)有重力、彈力以外的力做功,但這些力做功的代數(shù)和為零.
5.對機械能守恒定律的理解
(1)機械能守恒定律的研究對象一定是系統(tǒng)，至少包括地球在內(nèi).通常我們說“小球的機械能守恒”其實一定也就包括地球在內(nèi),因為重力勢能就是小球和地球所共有的.另外物體動能中的v,也是相對于地面的速度.
(2)當研究對象(除地球以外)只有一個物體時,往往根據(jù)是否“只有重力做功”來判定機械能是否守恒;當研究對象(除地球以外)由多個物體組成時,往往根據(jù)是否“沒有摩擦和介質(zhì)阻力”來判定機械能是否守恒.
(3)“只有重力做功”不等于“只受重力作用”,在該過程中,物體可以受其它力的作用,只要這些力不做功,或所做功的代數(shù)和為零,就可以認為是“只有重力做功”.
6.應用機械能守恒定律解題的基本步驟
(1)根據(jù)題意選取研究對象(物體或系統(tǒng)).
(2)明確研究對象的運動過程，分析對象在過程中的受力情況，弄清各力做功的情況，判斷機械能是否守恒.
(3)恰當?shù)剡x取零勢面，確定研究對象在過程中的始態(tài)和末態(tài)的機械能.
(4)根據(jù)機械能守恒定律的不同表達式列式方程，若選用了增(減)量表達式，(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.
高一物理知識點
一、運動學的基本概念
1、參考系： 運動是絕對的，靜止是相對的。一個物體是運動的還是靜止的，都是相對于參考系在而言的。通常以地面為參考系。
2、質(zhì)點：
(1)定義：用來代替物體的有質(zhì)量的點。質(zhì)點是一種理想化的模型，是科學的抽象。
(2)物體可看做質(zhì)點的條件：研究物體的運動時，物體的大小和形狀對研究結(jié)果的影響可以忽略。且物體能否看成質(zhì)點，要具體問題具體分析。
(3)物體可被看做質(zhì)點的幾種情況:
?、倨絼拥奈矬w通?？梢暈橘|(zhì)點。
?、谟修D(zhuǎn)動但相對平動而言可以忽略時，也可以把物體視為質(zhì)點。
?、弁晃矬w，有時可看成質(zhì)點，有時不能.當物體本身的大小對所研究問題的影響不能忽略時，不能把物體看做質(zhì)點，反之，則可以。
【注】質(zhì)點并不是質(zhì)量很小的點，要區(qū)別于幾何學中的“點”。
3、時間和時刻：
時刻是指某一瞬間，用時間軸上的一個點來表示，它與狀態(tài)量相對應;時間是指起始時刻到終止時刻之間的間隔，用時間軸上的一段線段來表示，它與過程量相對應。
4、位移和路程：
位移用來描述質(zhì)點位置的變化，是質(zhì)點的由初位置指向末位置的有向線段，是矢量;
路程是質(zhì)點運動軌跡的長度，是標量。
5、速度：
用來描述質(zhì)點運動快慢和方向的物理量，是矢量。
(1)平均速度：是位移與通過這段位移所用時間的比值，其定義式為，方向與位移的方向相同。平均速度對變速運動只能作粗略的描述。
(2)瞬時速度：是質(zhì)點在某一時刻或通過某一位置的速度，瞬時速度簡稱速度，它可以精確變速運動。瞬時速度的大小簡稱速率，它是一個標量。
6、加速度：用量描述速度變化快慢的的物理量，其定義式為。
加速度是矢量，其方向與速度的變化量方向相同(注意與速度的方向沒有關(guān)系)，大小由兩個因素決定。
補充：速度與加速度的關(guān)系
1、速度與加速度沒有必然的關(guān)系，即：
(1)速度大，加速度不一定也大;
(2)加速度大，速度不一定也大;
(3)速度為零，加速度不一定也為零;
(4)加速度為零，速度不一定也為零。
2、當加速度a與速度V方向的關(guān)系確定時，則有：
(1)若a 與V方向相同時，不管a如何變化，V都增大。
(2)若a 與V方向相反時，不管a如何變化，V都減小。
二、勻變速直線運動的規(guī)律及其應用：
1、定義：在任意相等的時間內(nèi)速度的變化都相等的直線運動。
2、勻變速直線運動的基本規(guī)律，可由下面四個基本關(guān)系式表示：
(1)速度公式
(2)位移公式
(3)速度與位移式
(4)平均速度公式
3、幾個常用的推論：
(1)任意兩個連續(xù)相等的時間T內(nèi)的位移之差為恒量
△x=x2-x1=x3-x2=……=xn-xn-1=aT2
(2)某段時間內(nèi)時間中點瞬時速度等于這段時間內(nèi)的平均速度，。
(3)一段位移內(nèi)位移中點的瞬時速度v中與這段位移初速度v0和末速度vt的關(guān)系為。
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