高一物理中,机械能守恒定律的应用可以如何解析?

作者:弓宝轩时间:2023-07-23 13:00:33

导读:" 机械能守恒定律是物理学中的重要定律之一,它指出在没有外力做功的封闭系统中,机械能的总量保持不变。在高一物理学习中,我们经常会遇到一些与机械能守恒定律相关的问题,下面是一些常见问题的解析:1.物体在光滑水平面上的滑动问题-计算物体的动能和势能-利用机械能守恒定律,"

  机械能守恒定律是物理学中的重要定律之一,它指出在没有外力做功的封闭系统中,机械能的总量保持不变。在高一物理学习中,我们经常会遇到一些与机械能守恒定律相关的问题,下面是一些常见问题的解析:

1.物体在光滑水平面上的滑动问题

-计算物体的动能和势能

-利用机械能守恒定律,将动能和势能转化为速度和位移的表达式

-根据已知条件解方程,求解物体的速度和位移

2.弹簧振子的问题

-计算弹簧的势能和振子的动能

-利用机械能守恒定律,将势能和动能转化为位移和速度的表达式

-根据已知条件解方程,求解振子的位移和速度

3.自由落体问题

-计算物体的重力势能和动能

-利用机械能守恒定律,将重力势能和动能转化为高度和速度的表达式

-根据已知条件解方程,求解物体的高度和速度

4.简单机械问题

-计算机械系统中各个物体的势能和动能

-利用机械能守恒定律,将势能和动能转化为速度和位移的表达式

-根据已知条件解方程,求解物体的速度和位移

5.能量转化问题

-计算不同形式能量的大小

-利用机械能守恒定律,将能量转化为其他形式的表达式

-根据已知条件解方程,求解能量转化的过程

  需要注意的是,在使用机械能守恒定律解析问题时,要考虑能量损失的情况,例如摩擦力、空气阻力等。

  在实际问题中,这些能量损失通常会导致机械能不守恒,需要将其考虑在内,进行修正。

  此外,还需要注意单位的选择和换算,以保证计算结果的准确性。

  总之,机械能守恒定律在高一物理学习中有着广泛的应用,通过解析各种问题,可以帮助我们更好地理解和应用这一定律,加深对物理学知识的理解。

高一 物理 机械能守恒定律应用 请详细解答,谢谢! (17 13:18:24)_百度...

  (1)小球刚好能从c端出来时,在c端速度为0。

  根据能量守恒,1/2m*v的平方=mg(2R)。

  解得v。

  (2)当小雹漏举球从C端出来的搜碰瞬间,对管壁无压力时,向心力刚好由重力提供。

在c点处,m/R*v2的平方=mg,解得v2

  根据能量守恒,1/2m*v1的平方=mg(2R) 1/2m*v2的平方。解得v1

  当初速度等于v1时,对管壁无压力;

  当初速度小于v1时,对管壁内侧有压力;

  当初速度大于源碧v1时,对管壁外侧有压力。

高一物理题机械能守恒及应用,帮忙解决一下.要具体步骤.谢谢

(1)求解如下:

初始动能

=

(1/2)mv^2

=

0.5*1*10^2

=

50

(焦耳);

初始势能

=

mgh

=

1*10*10

=

100(焦耳);

初始总机械能

=

初始动能

初始势能

=

100

50

=

  150(焦耳)。

  如果不计空气阻力则整个运动过程中物体的总机械能应保持不变。

动能是势能的2倍意味着势能只占总机械派察能的1/3,即50(焦耳).

假设此时高度为h,则mgh

=

  50,将m和g代入即可计算出高度是5米。

  (2)由上一问的计算可知初始的总机械能是150焦耳。

  当物体落地时因为高度为0,所以势能也就为0,总的机械能就等于其动能。

而落地时的速度是12m/s,所以落地时的动能可以算出是:

(1/2)mv^2

=

0.5*1*12^2

=

72(焦耳)

  初始总的机械能150焦耳减去落地时的总春芹机械能72焦耳就是飞行中物体克服空气阻力所做的功78焦耳。这些机械能全都因为与空气摩擦由扒羡毕机械能转化成了热能。

高中物理关于机械能守恒的知识点详解

  高中物理关于机械能守恒的知识点

  机械能守恒表达式

    在只有重力或系统内弹力做功的物体系统内,物体的动能和势能可以相互转化,但机械能保持不变。其数学山伍兆表达式可以有以下两种形式:

  2.△Ek=-△Ep

  机械能守恒的条件

    只有系统内的弹力或重力所做的功,而且是系统内机械能守恒。一般做题的时候好多是机械能不守恒的,但是可以用能量守恒,比如说把丢失的能量给补回来,

    从功能关系式中的WF外=△E机可知:更广义的机械能守恒条件应是系统外的力所做的功为零。

    当系统不受外力或所受外力做功之和为零,这个系统的总动量保持不变,叫动量守恒定律。

    当只有动能和势能(包括重力势能和弹性势能)相互转换时,机械能才守恒。

  守恒方法

  (1)做功条件分析法:

    当橘行发生动能与重力势能的转化时,只有重力做功,当发生动能与弹性势能的转化时,只有弹力做功,其他力均不做功,则系统的机械能守恒。

  (2)能量转换分析法:

    若只有系统内物体间动能和重力势能及弹性势能的转化,系统跟外界没有发生机械能的传递,机械能也没有转化成其他形式的能(如没有内能的增加,比如温度升高),则系统的机械能守恒。

  (3)增减情况分析法:

    若系统的动能与势能均增加或均减少,则系统的机械能不守恒:若系统的动能或势能不变,而势能或动能却发生了变化,则系统的机械能不守恒:若系统内各个物体的机械能均增加或均减少,则系统的机械能也不守恒。

  机械能守恒解题技巧

  在动能和势能的相互转化的过程中,若考虑摩擦,则机械能减小滚摆运动过程中,每次上升的高度逐渐降低,对此以下说法错误的是:()

  A.滚摆运动到最高处时,动能为零;

  B.滚摆下落过程中重力势能转变成动能;

  C.滚摆运动过程中克服阻力做功,机械能不断的减小;

    D.滚摆运动过程中重力势能不变。

    解析:滚摆运动过程中,在最高点时,速度等于零,此时,滚摆的重力势能最大,动能最小;滚摆在上升的过程中,动能转化为重力势能;在下降过程中,由于滚摆要不断的克服摩擦阻力做功,所以滚摆的机械能减小,因此,A、B、C都是正确的,故本题应选答案D。

  高中物理比较难的知识点的介绍

  法拉第电磁感应定律概念

    基于电磁感应现象,大家开始探究感应电动势大小到底怎么计算?法拉第对此进行了总结并得到了结论。

  感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律确定,电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通变化率成正比。

  公式:e=-n(dφ)/(dt)。

  对动生的情况,还可用e=blv来求。

    电动势的方向可以通过楞次定律来判定。

  高中物理wuli.in楞次定律指出:感应电流的磁场要阻碍原磁通的变化。

  对于动生电动势,同学们也可用右手定则判断感应电流的方向,也就找出了感应电动势的方向。

  需要注意的是,楞次定律的应用更广,其核心在”阻碍”二字上。

  (1)e=n*δφ/δt(普适公式){法拉第电磁感应定律,e:感应电动势(v),n:感应线圈匝数,δφ,δt磁通量的变化率}

    (2)e=blvsina(切割磁感线运动)e=blv中的v和l不可以和磁感线平行,但可以不和磁感线垂直,其中sina为v或l与磁感线的夹角。{l:有效长度(m)}

  (3)em=nbsω(交流发电机最大的感应电动势){em:感应电动势峰值}

  (4)e=b(l2)ω/2(导体一端固定以ω旋转切割)其中ω:角速度(rad/s),v:速度(m/s)

    电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一,它显示了电、磁现象之间的相互联系和转化,对其本质的深入研究所揭示的电、磁场之间的联系,对麦克斯韦电磁场理论的建立具有重大意义。电磁感应现象在电工技术、电技术以及电磁测量等方面都有广泛的应用。

  动力学分逗租析

    纵观整个高中物理,最难的地方还是在于力学。

  我们的力学模块非常清晰,这也就是为什么多次进行力学体系的改革总是换汤不换药。

  整个高中物理的力学部分只有三大部分,分别是:。

  (1)牛顿动力学(包括直线运动、受力分析与牛顿定律);

  (2)曲线运动(包括平抛运动、圆周运动、天体运动);

    (3)机械能与动量。

  电学实验

  (1)关于实验要注意

  描图要时分析点的走势,确定直线或曲线;用直线或圆滑曲线连线,点不一定都在线上;

  反比关系常画成一个量与另一个量倒数成正比;

    用多次测量求平均值的方法能减小偶然误差。

  (2)测量仪器的读数方法

    需要估读的仪器:在常用的测量仪器中,刻度尺、螺旋测微器、电流表、电压表、天平、弹簧秤等读数时都需要估读。

  根据仪器的最小分度可以分别采用1/2、1/5、1/10的估读方法,一般:

  最小分度是2的,(包括0.2、0.02等),采用1/2估读,如安培表0~0.6a档;

  最小分度是5的,(包括0.5、0.05等),采用1/5估读,如安培表0~15v档;

    最小分度是1的,(包括0.1、0.01等),采用1/10估读,如刻度尺、螺旋测微器、安培表0~3a档、电压表0~3v档等。

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  小球摆动过程中,只有小球的重力做功。当不考虑细线碰钉时的能量损失时,无论小球绕钉来回摆动,或绕钉做圆周运碰辩带亩动,小球的机械能都守恒笑行缺。

(1)设PO′=x,当0

(2)小球绕钉做圆周运动的半径r=L-x,在圆周运动的最高点速度v≥①,

由动能定理得:mg[L(1-cosθ)-2r]=-0②,由①②得当≤x≤L时可使小球绕钉做圆周运动.

高一物理必修二知识点总结之机械能守恒定律

3、判断一个力是否做功的几种方法

(1)根据力和位移的方向的夹角判断,此法常用于恒力功的判断,由于恒力功W=Flcosα,当α=90°,即力和作用点位移方向垂直时,力做的功为零.

(2)根据力和瞬时速度方向的夹角判断,此法常用于判断质点做曲线运动时变力的功.当力的方向和瞬时速度方向垂直时,作用点在力的方向上位移是零,力做的功为零.

(3)根据质点或系统能量是否变化,彼此是否有能量的转移或转化进行判断.若有能量的变化,或系统内各质点间彼此有能量的转移或转化,则必定有力做功.

4、各种力做功的特点

(1)重力做功的特点:只跟初末位置的高度差有关,而跟运动的路径无关.

(2)弹力做功的特点:对接触面间的弹力,由于弹力的方向与运动方向垂直,弹力对物体不做功;对弹簧的弹力做的功,高中阶段没有给出相关的公式,对它的求解要借助其他途径如动能定理、机械能守恒、功能关系等.

(3)摩擦力做功的特点:摩擦力做功跟物体运动的路径有关,它可以做负功,也可以做正功,做正功时起动力作用.如用传送带把货物由低处运送到高处,摩擦力就充当动力.摩擦力的大小不变、方向变化(摩擦力的方向始终和速度方向相反)时,摩擦力做功可以用摩擦力乘以路程来计算,即W=F·l.

(1)W总=F合lcosα,α是F合与位移l的夹角;

(2)W总=W1 W2 W3 ?-为各个分力功的代数和;

(3)根据动能定理由物体动能变化量求解:W总=ΔEk.

5、变力做功的求解方法

(1)用动能定理或功能关系求解.

(2)将变力的功转化为恒力的功.

①当力的大小不变,而方向始终与运动方向相同或相反时,这类力的功等于力和路程的乘积,如滑动摩擦力、空气阻力做功等;

②当力的方向不变,大小随位移做线性变化时,可先求出力对位移的平均值=2F1 F2,再由W=lcosα计算,如弹簧弹力做功;

③作出变力F随位移变化的图象,图线与横轴所夹的?°面积?±即为变力所做的功;

④当变力的功率P一定时,可用W=Pt求功,如机车牵引力做的功.

二、功率

1.计算式

(1)P=tW,P为时间t内的平均功率.

(2)P=Fvcosα

5.额定功率:机械正常工作时输出的功率.一般在机械的铭牌上标明.

6.实际功率:机械实际工作时输出的功率.要小于等于额定功率.

方式

过程

恒定功率启动

恒定加速度启动

过程分析

设牵引力为F

阶段一:

v↑?F=v(P↓?a=m(F-F阻↓

阶段二:F=F阻?a=0?P=F·vm=F阻·vm

阶段一:

a=m(F-F阻不变?F不变?v↑?P=F·v↑,直到P=P额=F·vm′

阶段二:

v↑?F=v(P额↓?a=m(F-F阻↓

阶段三:

F=F阻时?a=0?v达值vm=F阻(P额

运动规律

加速度逐渐减小的变加速直线运动(对应下图的OA段)?以vm匀速直线运动(对应下图中的AB段)

以加速度a做匀加速直线运动(对应下图中的OA段)?匀加速运动能维持的时间t0=a(vm′?以vm匀速直线运动,对应下图中的BC段

v-t图象

三、动能

1.定义:物体由于运动而具有的能.2.公式:Ek=21mv2.单位:焦耳(J),1J=1N·m=1kg·m2/s2.4.矢标性:动能是标量,只有正值.

四、动能定理

1.内容:所有外力对物体做的总功等于物体动能的变化量,这个结论叫做动能定理.

2.表达式:w=Ek2-Ek1变化的大小由外力的总功来度量.

4.适用条件:动能定理既适用于直线运备此动,也适用于曲线运动;既适用于恒力做功,也适用于变力做功.

5.动能定理中涉及的物理量有F、s、m、v、W、Ek等,在处理含有上述物理量的力学问题时,可以考虑使用动能定理.无需注意其中运动状态变化的细节

6.应用动能定理解题的一仿散迅般思路

(1)确定研究对象和研究过程.注意,动能定理一般只应用于单个物体,如果是系统,那么系统内的物体间不能有相对运动.

(2)对研究对象进行受力分析.(研究对象以外的物体施于研究对象的力都要分析,含重力)

(3)写出该过程中合外力做的功,或分别写出各个力做的功(注意功的正负).如果研究过程中物体受掘袭力情况有变化,要分别写出该力在各个阶段做的功.

(4)写出物体的初、末动能.

(5)按照动能定理列式求解.

五、机械能

1.重力做功的特点:重力做功与路径无关,只与初、末位置的高度差h有关.重力做功的大小WG=mgh,若物体下降,则重力做正功;若物体升高,则重力做负功(或说物体克服重力做功).

2.重力势能

(1)概念:物体的重力势能等于物体的重力和高度的乘积.(2)表达式:Ep=mgh,

(3)重力势能是标量,且有正负.其正、负表示大小.物体在参考平面以下,其重力势能为负,在参考平面以上,其重力势能为正.

六、机械能守恒定律

1.内容:在只有重力(或弹簧的弹力)做功的情况下,动能和势能发生相互转化,但总量保持不变,这个结论叫做机械能守恒定律.

2.机械能守恒的条件:

(1)只有重力或系统内弹力做功.

(2)受其他外力但其他外力不做功或做功的代数和为零.

3.表达式:

(1)Ek Ep=Ek′ Ep′,表示系统初状态机械能的总和与末状态机械能的总和相等.

(2)ΔEk=-ΔEp,表示系统(或物体)机械能守恒时,系统减少(或增加)的重力势能等于系统增加(或减少)的动能,在分析重力势能的增加量或减少量时,可不选参考平面.

(3)ΔEA增=ΔEB减,表示若系统由A、B两部分组成,则A部分物体机械能的增加量与B部分物体机械能的减少量相等.

4.判断机械能是否守恒方法:

(1).利用机械能的定义判断(直接判断):若物体在水平面上匀速运动,其动能、势能均不变,机械能不变.若一个物体沿斜面匀速下滑,其动能不变,重力势能减少,其机械能减少.

(2).用做功判断:若物体或系统只有重力(或弹簧的弹力)做功,虽受其他力,但其他力不做功,机械能守恒.

(3).用能量转化来判断:若物体系统中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化,则物体系统机械能守恒.

(4).对一些绳子突然绷紧、物体间非弹性碰撞等,除非题目特别说明,否则机械能必定不守恒.

七.功能关系

1.合外力对物体做功等于物体动能的改变.W合=Ek2-Ek1,即动能定理.

2.重力做功对应重力势能的改变.WG=-ΔEp=Ep1-Ep2

重力做多少正功,重力势能减少多少;重力做多少负功,重力势能增加多少.

3.弹簧弹力做功与弹性势能的改变相对应.WF=-ΔEp=Ep1-Ep2

弹力做多少正功,弹性势能减少多少;弹力做多少负功,弹性势能增加多少.

4.除重力弹力以外的力的功与物体机械能的增量相对应,即W=ΔE.

5.克服滑动摩擦力在相对路程上做的功等于摩擦产生的热量:Q=Wf=f·s相

四、能量转化和守恒定律

能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变.

急!!!高一物理,关于机械能守恒定律。希望给出详细分析过程,谢谢。

  首先小球要越过去需要满足什么条件呢?当小球在最高点是速度小于睁庆肆M则下一时刻任然在M上,当小球速度悉轿大于M是下一刻就越过,所以速度相等时是个临界点。假设速度相等时能量守恒可以这样:1/2(m M)v*2 mgh=1/2mv0*2,这里还用到了动量定理:水平方向合外力为0,则水平方向用动量守恒得:mV0=(m M)V,则带入上式就可以求的为你看到的答案了。

  这里我想说几句:对于动量定理的条件差誉是系统不受外力或系统所受的外力的合力为0,;当然水平方向也可以使用。

  还有就是你有没想过为什么速度大于这个v就一定能越过呢?我给你讲下,因为他的运行过程中对M的推力是一样的。

  M的加速过程也一样,故大于V是M到那点时的速度必然小于m,故越过。

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