物理机械能守恒解题方法 物理机械能守恒解题方法机械能守恒定律是高中物理中一个重要规律也是历年高考的重点和热点下面我们就来看看物理机械能守恒解题方法吧 一、机械能守恒的判定方法 (1)用做功来判断：分析物体系统的受力情况(包含内力和外力)明确各力做功情况若对物体系统只有重力做功或弹力做功没有其他力做功或其他力做功的代数和为零则机械能守恒; (2)用能量转化来判断：若物体系统中只有动能和势能之间的相互转化而无机械能与其它形式能的转化则机械能守恒; (3)对于绳子突然绷紧除非题目特别说明机械能必定不守恒 二、机械能守恒的解题思路 应用机械能守恒解题时相互作用的物体间的力可以是变力也可以是恒力只要符合守恒定律机械能就守恒而且机械能守恒定律只涉及物体系初、末状态的物理量而不需分析中间过程的复杂变化使物理问题得到简化 应用的基本思路如下： 1.选取研究对象0;0; 物体系或物体; 2.根据研究对象所经历的物理过程进行受力、做功分析判断机械能是否守恒; 3.恰当的选取参考面确定研究对象在过程的初、末态时的机械能; 4.用机械能守恒定律建立方程求解并验证结果 三、典例剖析 1.单个物体的守恒问题 例1如图1所示某人以3m/s的速度斜向上抛出一个小球小球落地时速度为7m/s不计空气阻力求小球抛出时离地面的高度h (g=10m/s2) 解析选小球为研究对象以抛出时和落地时为初、末状态速度大小分别为和在小球运动过程中只有重力做功故小球的机械能守恒 我们用机械能守恒定律的两种表达式来求解： 解法1用求解 取地面为零势能参考面则有：由机械能守恒定律可得：代入数据解得：h=2m 解法2应用 不用再选零势能参考面 小球减少的重力势能小球增加的动能为由可得：代入数据可得：h=2m 点评同学们可比较两种解法谁优谁劣? 2.物体系的守恒问题 例2如图2所示物块M和m用一不可伸长的轻绳通过定滑轮连接m放在倾角为的固定的光滑斜面上而穿过竖直杆PQ的物块M可沿杆无摩擦地下滑M=3m开始将M抬高到A点使细绳水平此时OA段的绳长为L=4.0m现让M由静止开始下滑求M下滑3.0m到B点时的速度?(g=10m/s2) 解析M下滑过程中M、m组成的系统只有重力做功而且无摩擦力和介质阻力做功所以M、m组成的系统机械能守恒设M由A至B下落了hM落至B点时M、m的速度分别为、此过程中m在斜面上移动的距离为s： 根据机械能守恒系统重力势能的减少等于动能的增加可列方程 由几何关系可得由M、m运动的关系及速度分解可得代入数据可解得： 点评由上例可看出应用机械能守恒定律解题的关键有两条：(1)判断机械能是否守恒即只有重力(或弹力)做功; (2)找出守恒的初、末状态 (3)对于系统中的两个物体运动方向不在一条直线上的问题注意两者速度大小的关系 3.绳索类物体的守恒问题 例3如图3所示总长为L的光滑匀质铁链跨过一光滑的轻质小定滑轮(滑轮大小不计)开始时底端相平当略有扰动时某一端下落则铁链刚离开滑轮的瞬间其速度有多大? 解析铁链的一端上升一端下降是变质量问题利用牛顿第二定律求解比较麻烦也起出了高中物理大纲的要求但由题目的叙述可知铁链的重心位置变化过程只有重力做功或“光滑”提示我们无机械能损失则机械能守恒因此可用机械能守恒定律求解 解法设铁链单位长度的质量为且选铁链的初态的重心位置所在平面为参考面如图3所示初态滑离滑轮时为终态重心离参考面距离(请考虑为什么取负值)故终态时 由机械能守恒定律有：所以 点评对绳索、链条之类的物体由于在考查过程中常发生形变其重心位置则是解决这类问题的关键顺便指出的是均匀质量分布的规则物体常以重心的位置来确定物体的重力势能此题初态的重心位置不在滑轮的顶点由于滑轮很小大小不计可视为对折来求重心也可分段考虑求出各部分的重力势能后求出代数和作为总的重力势能至于零势能参考面可任意选择但以系统重力势能便于计算为宜 erun:yes;font-family:宋体;line-height:150%;color:rgb(0,0,0);font-size:14.0000pt;mso-font-kerning:0