高一物理機(jī)械能守恒例題解析
高一物理機(jī)械能守恒例題解析
機(jī)械能守恒是高一物理課本中的重要知識點，學(xué)生可以根據(jù)例題來學(xué)好能機(jī)械能守恒內(nèi)容。下面學(xué)習(xí)啦小編給大家?guī)淼母咭晃锢頇C(jī)械能守恒例題及解析，希望對你有幫助。
高一物理機(jī)械能守恒例題
一.由“機(jī)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(jī)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(jī)械能減小。
例1.直升飛機(jī)在空中勻速下降的過程中，以下說法正確的是：()
A.直升飛機(jī)的動能不變，機(jī)械能也不變;
B.直升飛機(jī)的重力勢能減小，機(jī)械能也減小;
C.直升飛機(jī)的動能轉(zhuǎn)化為重力勢能;
D.直升飛機(jī)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(jī)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(jī)來說質(zhì)量不變，勻速運動的飛機(jī)速度沒有變，所以動能沒有變，隨著飛機(jī)的下降，高度減小，重力勢能減小，由于“機(jī)械能=動能+勢能”，則機(jī)械能減小。故正確答案選B。
二.外力對物體做功，也由“機(jī)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(jī)械能增大。
例2.起重機(jī)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(jī)械能不變;
B.動能不變，重力勢能增加，機(jī)械能增加;
C.動能減小，重力勢能增加，機(jī)械能不變;
D.動能減小，重力勢能不變，機(jī)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(jī)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(jī)吊起物體，使物體逐漸升高，起重機(jī)克服了物體的重力做功，它的重力勢能會越來越大，由于機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)械能減小;
B.重力勢能減小，動能增加，機(jī)械能減小;
C.重力勢能減小，動能增加，機(jī)械能增加;
D.重力勢能減小，動能增加，機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)械能減小，因此，A、B、C都是正確的，故本題應(yīng)選答案D。
高一物理機(jī)械能守恒知識點
1.機(jī)械能:物體的動能和勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能,即E=Ek+Ep.其中勢能包括重力勢能和彈性勢能.
2. 機(jī)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(jī)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(jī)械能的總量仍保持不變.
3.表達(dá)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(jī)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(jī)械能守恒定律的理解
(1)機(jī)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(jī)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(dāng)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(jī)械能是否守恒;當(dāng)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(jī)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(rèn)為是“只有重力做功”.
6.應(yīng)用機(jī)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(jī)械能是否守恒.
(3)恰當(dāng)?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(jī)械能.
(4)根據(jù)機(jī)械能守恒定律的不同表達(dá)式列式方程，若選用了增(減)量表達(dá)式，(3)就應(yīng)成為確定過程中，動能、勢能在過程中的增減量或各部分機(jī)械能在過程中的增減量來列方程進(jìn)行求解.
高一物理知識點
一、運動學(xué)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(xué)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通常可視為質(zhì)點。
②有轉(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(dāng)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(xué)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(yīng);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(yīng)。
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(biāo)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(biāo)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(bǔ)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(dāng)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(yīng)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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