幼教  教案  范文  作文  资格考试  高中教学  【网站地图】 【+收藏本站
在线投稿
您当前位置:乐学网学习网教学设计物理教学设计高一物理教学设计对象不同 用法有异──谈机械能守恒定律的应用

对象不同 用法有异──谈机械能守恒定律的应用

11-07 14:56:20   浏览次数:281  栏目:高一物理教学设计
标签:高一物理教学设计大全,http://www.lexue88.com 对象不同 用法有异──谈机械能守恒定律的应用,

能量转化和守恒定律是自然界四大基本规律之一,机械能守恒定律又是能量守恒定律在机械运动中的具体表现形式,由于机械能守恒定律不涉及运动过程中的加速度和时间,用它来处理动力学问题要远比牛顿运动定律方便。机械能守恒定律适用的对象可以是单个物体(弹簧)和地球组成的系统,也可以是多个物体(弹簧)和地球组成的系统。不过,对象不同,在守恒的判断上、运用的方式上略有差异。

    机械能包括动能、重力势能和弹性势能三种,由于重力势能属于物体和地球组成的系统,因此,只要涉及重力势能,地球就必定是研究对象的一部分,也正因为如此,在交代研究对象时地球可以不特别指明。     一、单个物体(弹簧)和地球组成的系统     机械能守恒条件:     (1)只受重力或系统内弹簧弹力;(注意:从研究对象的组成可知,重力也属内力)     (2)受其它外力,但其它外力不做功;     (3)其它外力做功,但其它外力做功的代数和始终为0。     满足上述三个条件中任何一个,该系统的机械能都守恒。其中第三个条件需要进行一点补充说明,以沿水平公路匀速直线运动的汽车为例,运行过程中,发动机内部燃烧汽油,一部分化学能转化为机械能,同时,汽车克服阻力做功,一部分机械能又转化为内能,两个转化过程中机械能变化的数值相等,因此汽车机械能的总量保持不变。正因如此,严格地讲,第三个条件不属于机械能守恒的条件之列,只是研究过程中机械能的数值始终保持不变而已。     例:如图所示,小球从某一高处自由下落到竖直放置的轻弹簧上,在将弹簧压缩到最短的过程中,下列关于机械能的叙述中正确的是(    )       (A)重力势能和动能之和总保持不变     (B)重力势能和弹性势能之和总保持不变     (C)动能和弹性势能之和总保持不变     (D)重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变     分析:这是一个经典问题,难点在于研究对象的选择。若以小球、地球组成的系统为对象,弹簧弹力属于外力,系统机械能不守恒;若以小球、弹簧、地球组成的系统为对象,弹簧弹力属于内力,系统机械能守恒。     解:应选D选项。     说明:涉及弹簧的问题一定要注意弹簧是否为系统的组成部分,因为这将决定弹簧弹力到底属于内力还是外力,有没有外力对系统做功,系统的机械能是否守恒?     例:如图所示,均匀铁链长为,平放在距离地面高为的光滑水平面上,其长度的悬垂于桌面下,从静止开始释放铁链,求铁链下端刚要着地时的速度?       分析:将铁链与地球组成一个系统,由于桌面的弹力对铁链不做功,只有重力做功,因此系统的机械能守恒。另外,铁链下落前,形状不规则,重力势能最好分段计算,但要注意质量的对应性。     解:选取桌面为零势能面,对铁链与地球组成的系统由机械能守恒定律可得:          即     解得:


www.lexue88.com     说明:此题也可选取地面为零势能面求解。零势能面选取不同,列出的表达式不同,虽然最后解得的结果是一样的,但解方程时的简易程度明显不同。因此,灵活、准确地选取零势能面,往往会给题目的求解带来方便。如果想避开零势能面的选取,可考虑使用列方程。     二、多个物体(弹簧)和地球组成的系统     机械能守恒的条件:     (1)系统外部无作用力对系统内部物体做功确保系统外部与内部之间无机械能的转移;     (2)系统内部无滑动摩擦力、流体的阻力、爆炸力等做功确保系统内部无机械能与其它形式能的转化。     必须同时满足这两个条件,该系统的机械能才守恒。而且系统的机械能应理解成内部包含的所有物体机械能的总和。当然处理实际问题时,往往有部分物体的部分种类能量没有发生变化,因此,对多个物体(弹簧)和地球组成的系统使用机械能守恒定律时,表达式写成

[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8]  下一页

,对象不同 用法有异──谈机械能守恒定律的应用
《对象不同 用法有异──谈机械能守恒定律的应用》相关文章

tag: 机械  守恒定律  , 高一物理教学设计,高一物理教学设计大全,教学设计 - 物理教学设计 - 高一物理教学设计

发表评论
发表读后感言(游客无需登录,即可直接发表感言。)
匿名评论  
联系我们 | 网站地图 | 幼教大全 | 免费教案 | 范文大全 | 作文大全 | 资格考试 | 高中教学