機(jī)械能守恒定律習(xí)題

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機(jī)械能守恒定律習(xí)題范文第1篇

一、實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)

1. 實(shí)驗(yàn)的思路.

在只有重力做功的自由落體運(yùn)動(dòng)中，物體的重力勢(shì)能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化，但總的機(jī)械能守恒，若物體某時(shí)刻即時(shí)速度為v，下落高度為h，恒有：■mv2=mgh .

故可借助打點(diǎn)記時(shí)器，通過(guò)紙帶測(cè)出重物某時(shí)刻下落高度h和該時(shí)刻的即時(shí)速度，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.

2. 如何求出某點(diǎn)的瞬時(shí)速度v？

圖1是豎直紙帶由下而上實(shí)際打點(diǎn)后的情況。從O點(diǎn)開(kāi)始依次取計(jì)數(shù)點(diǎn)1，2，3，……，圖中h1，h2，h3，……分別為O與計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3…… 的距離。根據(jù)做勻加速運(yùn)動(dòng)的物體在某一段時(shí)間t內(nèi)的平均速度等于該時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度可求出某點(diǎn)的瞬時(shí)速度vA.

如計(jì)數(shù)點(diǎn)點(diǎn)1的瞬時(shí)速度：v1=■。依次類推可求出點(diǎn)2，3，……處的瞬時(shí)速度v2，v3，…….

3. 如何確定重物下落的高度？

圖3中h1、h2、h3、……分別為紙帶從O點(diǎn)下落的高度.

二、注意事項(xiàng)：

1. 該實(shí)驗(yàn)中選取被打點(diǎn)紙帶應(yīng)注意兩點(diǎn)：一是第一點(diǎn)O為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，O點(diǎn)的速度應(yīng)為零.怎樣判別呢？因?yàn)榇螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02S打點(diǎn)一次，在最初的0.02S內(nèi)物體下落距離應(yīng)為0.002m，所以應(yīng)從幾條紙帶中選擇第一、二兩點(diǎn)間距離接近兩年2mm 的紙帶進(jìn)行測(cè)量；二是在紙帶上所選的點(diǎn)就是連續(xù)相鄰的點(diǎn)，每相鄰兩點(diǎn)時(shí)間間隔 t=0.02S.

2. 因?yàn)椴恍枰牢矬w在某點(diǎn)動(dòng)能和勢(shì)能的具體數(shù)值，所以不必測(cè)量物體的質(zhì)量 m，而只需驗(yàn)證■vn2=ghn就行了.

3. 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要豎直架穩(wěn)，使其兩限位孔在同一豎直平面內(nèi)，以盡量減少重物帶著紙帶下落時(shí)所受到的阻力作用.

4. 實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后才能松開(kāi)紙帶讓重物下落.

5. 測(cè)量下落高度時(shí)，都必須從起始點(diǎn)算起，不能弄錯(cuò).為了減小測(cè)量 h值的相對(duì)誤差，選取的各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)要離起始點(diǎn)適當(dāng)遠(yuǎn)些.

三、熱點(diǎn)題型

熱點(diǎn)一 基本物理量的測(cè)量與計(jì)算

【例1】小明用圖2的裝置來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，問(wèn)：

（一）實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要測(cè)量物體由靜止開(kāi)始自由下落到某點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度v和下落高度h.某同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，設(shè)計(jì)了以下四種測(cè)量方案：

A. 用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h，并測(cè)出下落時(shí)間t，通過(guò)v=gt計(jì)算出瞬時(shí)速度v.

B. 用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h，并通過(guò)v=■計(jì)算出瞬時(shí)速度.

C. 根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度，等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，測(cè)算出瞬時(shí)速度，并通過(guò)計(jì)算出高度h.

D. 用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h，根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度，等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，測(cè)算出瞬時(shí)速度v.

以上方案中只有一種正確，正確的是 .（填入相應(yīng)的字母）

（二）完成下列相關(guān)問(wèn)題：

（1）在下列器材中：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、鐵架臺(tái)、帶鐵夾的重物、復(fù)寫紙、紙帶、秒表、導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)、天平，其中不必要的器材是 ；缺少的器材是 .

（2）實(shí)驗(yàn)中得到了甲、乙、丙三條實(shí)驗(yàn)紙帶，如圖3，則應(yīng)選 紙帶好.

（3）圖4是選出的一條紙帶，其中O是起始點(diǎn)，A、B、C是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下的3個(gè)點(diǎn).用毫米刻度尺測(cè)量O到A、B、C各點(diǎn)的距離，并記錄在圖中，問(wèn)：

①這三個(gè)數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是

，應(yīng)記作 cm.

②現(xiàn)用重錘在OB段的運(yùn)動(dòng)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒，g=10m/s2，則該段重錘重力勢(shì)能的減少量為 ，而動(dòng)能的增加量為 ，（均保留3位有效數(shù)字，重錘質(zhì)量為m）.由于系統(tǒng)誤差總是使重力勢(shì)能的減少量 （填大于、等于或小于）動(dòng)能的增加量，原因是 .

解析：（一）物體下落的時(shí)間由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄，無(wú)需測(cè)出，由于空氣阻力、摩擦阻力等的影響，重物實(shí)際下落的加速度小于重力加速度g，故用v=gt和v=■計(jì)算某點(diǎn)的瞬時(shí)速度時(shí)會(huì)使動(dòng)能增量測(cè)量值偏大，故選項(xiàng)A、B都錯(cuò).

由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律知紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度；紙帶開(kāi)始打出的點(diǎn)比較密集，測(cè)出的時(shí)間誤差很大，實(shí)驗(yàn)中的加速度是小于實(shí)驗(yàn)當(dāng)?shù)氐膅，故不能用公式h=■gt2來(lái)計(jì)算第一點(diǎn)到某點(diǎn)的距離，而是用刻度尺來(lái)測(cè)量，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤.

通過(guò)上述分析可知選項(xiàng)D對(duì).

（二）（1）其中不必要的器材是秒表，天平；缺少的器材是低壓交流電源和刻度尺.

（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)紙帶靜止釋放做自由落體運(yùn)動(dòng)，則第一個(gè)點(diǎn)與第二個(gè)點(diǎn)間的距離是h=■gt2=■×9.8×0.022mm=1.96mm；因此應(yīng)選甲紙帶好.

（3）①不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是OC，應(yīng)記作15.70 cm.

② 重力勢(shì)能的減少量為EP=mghOB=1.24m.

重物在B點(diǎn)的瞬時(shí)速度為vB=■=■=1.55m/s.

動(dòng)能的增加量為EK=EK=■■=1.20m.

由以上計(jì)算可知重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量，原因是因?yàn)橛心Σ粒瑴p少的重力勢(shì)能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.

點(diǎn)評(píng)：本實(shí)驗(yàn)主要測(cè)量的物理量有：①某點(diǎn)的瞬時(shí)速度；②兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間距離的測(cè)量；③紙帶加速度的計(jì)算；④物體通過(guò)某兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)重力勢(shì)能的變化量和動(dòng)能的變化量.

熱點(diǎn)二 用圖像探究機(jī)械能守恒定律

【例2】小明用圖1的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，他從打出的紙帶中選出了一條比較理想的紙帶，舍去開(kāi)始密集的點(diǎn)，得到了如圖5所示的一條紙帶，然后根據(jù)紙帶得到了下表中的數(shù)據(jù)：其中？駐hi=hi-h1是h2、h、h4、h5、h6與h1之間的高度差；？駐vi2=vi2-v12計(jì)數(shù)點(diǎn)2、3、4、5各點(diǎn)瞬時(shí)速度平方與計(jì)數(shù)點(diǎn)1瞬時(shí)速度的平方差，問(wèn)：

（1）完成表中所缺的數(shù)據(jù)；

（2）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)得到了如圖6所示的Δv2—h圖像，由該圖像可得出的結(jié)論是 .

（3）由圖像可求得該地的重力加速度g= .

解析：（1）Δh4=h5-h1=67.2-5.8=61.4mm.

（2）由mg·Δh=■mΔvi2可知Δh∝Δvi2，因此由圖像可得：在只有重力做功的條件下物體的機(jī)械能守恒.

（3）由mg·Δh=■mΔvi2可知圖像的斜率為：k=■=■.為求直線斜率可在直線上取兩個(gè)距離較遠(yuǎn)的點(diǎn)，如（0.58，30.0×10-3）和（1.00，52.0×10-3），則直線的斜率為：k=■=0.052，則當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹椋篻=■=9.62m/s2.

點(diǎn)評(píng)：用圖像來(lái)探究機(jī)械能守恒定律時(shí)，一定要把握以下幾種作圖象所依據(jù)的原理：

①?gòu)撵o止開(kāi)始采用“守恒式”：0+mghoc=■mvc2+0；

②從靜止開(kāi)始采用“增減式”：■mΔvc2=mg·Δhoc；

③不從靜止開(kāi)始采用“守恒式”：■m■+mghBC=■m■+0；

④不從靜止開(kāi)始采用“增減式”：■m（■-■）=mg·ΔhBC .

熱點(diǎn)三 如何用連接體來(lái)探究機(jī)械能守恒定律

【例3】如圖7所示，兩質(zhì)量分別為m1、m2的小物塊A和B（B包括擋光片質(zhì)量），分別系在條垮過(guò)定滑輪的軟繩兩端，已知m1>m2，現(xiàn)要用此裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。物體B中固定擋光片，當(dāng)擋光片經(jīng)過(guò)兩光電門時(shí)，會(huì)分別記錄下物體B通過(guò)光電門的時(shí)間，先用手托著m1靜止不動(dòng)，實(shí)驗(yàn)時(shí)釋放m1，實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①安裝好實(shí)驗(yàn)器材：

②用刻度尺測(cè)量出兩光電門之間的距離；

③靜止釋放m1，在物體A沒(méi)落地之前讓B通過(guò)兩光電門；

④分別記錄B通過(guò)兩光電門的時(shí)間Δt1、Δt2；

問(wèn)：本實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)m2通過(guò)兩光電門時(shí)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)滿足一個(gè)怎樣的關(guān)系式才算是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律？（設(shè)重力加速度為g，兩光電門的距離為h）.

解析：擋光片經(jīng)過(guò)光電門的時(shí)間很短，可以認(rèn)為是勻速通過(guò)，因此v1=■，v2=■

當(dāng)B剛通過(guò)光電門2時(shí)，m2增加的的重力勢(shì)能為EP1= m2gh，m1減少的重力勢(shì)能為EP1= -m1gh，則系統(tǒng)變化的重力勢(shì)能為EP=（m1- m2）gh；

在滑塊從光電門1運(yùn)動(dòng)到光電門2的過(guò)程中，系統(tǒng)變化的動(dòng)能為：

ΔEE=■（m1+m2）2（■）2-■（m1+m2）2（■）2

系統(tǒng)變化的重力勢(shì)能為：EP=（m2-m1）gh

因此實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)滿足公式（m1-m2）gh=■（m1+m2）2

（■）2-■（m1+m2）2（■）2才算是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。

點(diǎn)評(píng)：從近幾年的高考命題來(lái)看，對(duì)該實(shí)驗(yàn)的考查都是以一個(gè)系統(tǒng)為背景而命題，因此在備考該實(shí)驗(yàn)的時(shí)除了掌握探究單個(gè)物體機(jī)械能守恒的方法外，還要把握好一個(gè)系統(tǒng)機(jī)械能守恒的驗(yàn)證方法。

熱點(diǎn)四 實(shí)驗(yàn)的拓展與創(chuàng)新

【例4】現(xiàn)用圖8裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.實(shí)驗(yàn)時(shí)讓一擺球由靜止開(kāi)始從A點(diǎn)擺到B點(diǎn)，懸點(diǎn)O正下方P點(diǎn)處放有水平放置的熾熱電熱絲，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時(shí)能輕易被燒斷，小球?qū)⑺綊伋?某次實(shí)驗(yàn)小球的拋出落地點(diǎn)為C點(diǎn)，用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2，算出A、B兩點(diǎn)的豎直距離，再量出M、C間的距離s.已知重力加速度為g，小球的質(zhì)量為m.問(wèn)：

（1）用題中所給字母表示出小球平拋時(shí)的初速度v0= ；

（2）用測(cè)出的物理量表示出小球從A到B過(guò)程中，重力勢(shì)能的減少量ΔEp= ，動(dòng)能的增加量ΔEk= .

解析：（1）小球平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t=■ ，小球平拋的初速度為v0=■=s■.

（2）小球從A下降到B重力勢(shì)能減少量為ΔEp=mg（h1-h2），由第（1）問(wèn)求得的速度得動(dòng)能增加量為ΔEk=■mv02=■m（s■）2=■.

點(diǎn)評(píng)：本實(shí)驗(yàn)中利用平拋運(yùn)動(dòng)巧妙地求出了小球到達(dá)B點(diǎn)的速度。

四、跟蹤練習(xí)

1. 物理小組利用圖9裝置來(lái)探究機(jī)械能守恒定律，分析下列問(wèn)題：

⑴圖9是某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，某同學(xué)做了如下的處理：

①為驗(yàn)證重錘由O到B機(jī)械能是否守恒，他做了如下計(jì)算：由圖中數(shù)據(jù)計(jì)算出計(jì)數(shù)點(diǎn)B的瞬時(shí)速度vB= m/s；若重錘質(zhì)量為m，則重錘到達(dá)“B”點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為 J，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?.80m/s2，則重錘減少的重力勢(shì)能為 J.

②上述驗(yàn)證合理嗎？若不合理請(qǐng)說(shuō)明原因。

（2）另一同學(xué)選出實(shí)驗(yàn)中一條比較理想的紙帶，然后以各點(diǎn)到起始點(diǎn)的距離h為橫坐標(biāo)，以各點(diǎn)速度的平方v2為縱坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系，用實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)繪出了如圖10所示的v2-h圖線。從圖像中求得重錘下落的加速度g′= m/s2.（保留3位有效數(shù)字）

答案⑴.①：1.55；1.20m；1.18m （2）10.0

點(diǎn)撥：（1）B點(diǎn)的瞬時(shí)速度為vB=■=■=1.55；重錘在B點(diǎn)的動(dòng)能為：EKB=■m■=1.20m；重錘由A運(yùn)動(dòng)到B減少的重力勢(shì)能為EP=mghOB=m×9.80×0.1201=1.18m.

②不合理，因?yàn)镺點(diǎn)對(duì)應(yīng)的動(dòng)能不為零.

（2）由mgh=■mv2可知圖像的斜率表示g的2倍，由圖像可知圖像的斜率為：

k=■=20.0；g=k/2=■=10.0m/s2.

2. 現(xiàn)用氣墊導(dǎo)軌裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，先把導(dǎo)軌調(diào)成水平，然后依圖11所示用墊塊把導(dǎo)軌一端墊高H，滑塊m上面裝l=3cm的遮光條，使它由軌道上端任一處滑下.若滑塊通過(guò)G1和G2的時(shí)間分別為5.0×10-2s和2.0×10-2s，兩光電門之間的高度差為h=0.1m，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=9.80m/s2，滑塊的質(zhì)量m=0.5kg。試判斷機(jī)械能是否守恒.

答案：滑塊通過(guò)兩電門時(shí)的瞬速度為：

v1=■=■=0.6m/s

v2=■=■=1.5m/s

動(dòng)能增量ΔEk=■m（v22-v12）=×0.5×（1.52-0.62）

J≈0.473 J.

重力勢(shì)能減少量ΔEp=mgh=0.5×9.80×0.1 J=0.490 J.

誤差范圍內(nèi)機(jī)械能守恒.

機(jī)械能守恒定律習(xí)題范文第2篇

【關(guān)鍵詞】高中物理　有效教學(xué)　方法　探討

【中圖分類號(hào)】G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2012）11-0105-01

在高中課程教學(xué)中，物理是重要組成部分，也是一門難點(diǎn)課程，學(xué)生平均成績(jī)普遍不高。因而，如何教好物理，是高中物理教師值得思考的課題。筆者認(rèn)為，教師首先應(yīng)把握學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，分析其學(xué)習(xí)困難的原因；其次，創(chuàng)新教學(xué)方法，重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)。另外，還需解析習(xí)題要點(diǎn)，以指導(dǎo)學(xué)生解題方法，從而增強(qiáng)教學(xué)有效性，提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)水平。

一、把握學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)，改進(jìn)教學(xué)方法

1.把握學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)，分析學(xué)困原因

由心理上看，學(xué)生感覺(jué)物理難學(xué)的原因在于心理畏懼。在初中階段，通常側(cè)重現(xiàn)象，主要是直觀地分析，側(cè)重形象思維，因而學(xué)生可輕松學(xué)習(xí)知識(shí)。但在高中物理中，直觀現(xiàn)象被模型所替代，形象思維轉(zhuǎn)為抽象思維，因而不少學(xué)生不能很好地適應(yīng)這些變化。同時(shí)，在初中學(xué)習(xí)時(shí)，學(xué)生也形成了一些思維定式，這影響著高中物理的學(xué)習(xí)。若不能解決這些問(wèn)題，學(xué)生在心理上會(huì)產(chǎn)生物理難的認(rèn)識(shí)。若學(xué)生學(xué)習(xí)方法不正確，則會(huì)強(qiáng)化這一消極心理，產(chǎn)生厭學(xué)情緒。其次，一些學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)信心，亦或死學(xué)，課堂上聽(tīng)懂了，但在實(shí)際練習(xí)時(shí)，則出現(xiàn)不少問(wèn)題。因此，在高中物理教學(xué)中，教師需要分析學(xué)生的不同特點(diǎn)，采取不同的方法引導(dǎo)學(xué)生正確學(xué)習(xí)，使其體驗(yàn)成功感，以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)信心。

2.巧用多媒體教學(xué)，增強(qiáng)教學(xué)直觀性

在物理教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)是重要組成部分，也是學(xué)生認(rèn)識(shí)物理的有效方法。在教學(xué)過(guò)程中，一些實(shí)驗(yàn)為演示性實(shí)驗(yàn)，如電池感應(yīng)、振動(dòng)圖像的形成等，對(duì)學(xué)生理解與把握物理知識(shí)有著十分重要的功效。然而，由于條件限制，難以直接實(shí)驗(yàn)演示，必須通過(guò)多媒體等現(xiàn)代電教化手段進(jìn)行輔助教學(xué)，以幫助學(xué)生構(gòu)建一個(gè)形象的、直觀的物理模型。

例如：教學(xué)“拋體運(yùn)動(dòng)”時(shí)，可讓學(xué)生觀看圖片，了解平拋運(yùn)動(dòng)演示實(shí)驗(yàn)：先讓兩球正碰撞，可看到一個(gè)自由落體，一個(gè)平拋；以小木槌打放于桌面上的小球，讓學(xué)生認(rèn)真觀察，看小球離開(kāi)桌面時(shí)是怎樣的運(yùn)動(dòng)軌跡？然后通過(guò)多媒體對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行演示，讓學(xué)生對(duì)比所學(xué)的幾類曲線，可明白平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡為拋物線，然后教師適當(dāng)解釋在數(shù)學(xué)上為何將這一曲線稱為拋物線。

3.加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐操作，增強(qiáng)學(xué)生知識(shí)體驗(yàn)

在物理學(xué)習(xí)中，不少學(xué)生覺(jué)得理論知識(shí)太多枯燥，在課堂上易于走神。但是他們對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)，則有強(qiáng)烈的興趣。因此，在物理教學(xué)中，教師應(yīng)該重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，尤其是學(xué)生實(shí)驗(yàn)，以刺激學(xué)生多種感官。通過(guò)做一做、摸一摸、想一想，學(xué)生在頭腦中則會(huì)構(gòu)建實(shí)物模型，從而加深知識(shí)印象。

如探究平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的教學(xué)，教師可提問(wèn)：若將平拋運(yùn)動(dòng)看作豎直方向與水平方向的運(yùn)動(dòng)之合運(yùn)動(dòng)，平拋運(yùn)動(dòng)于豎直方向是怎樣運(yùn)動(dòng)？然后讓學(xué)生猜想假設(shè)，分析討論，并分組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案來(lái)驗(yàn)證猜想。（學(xué)生交流、提出方案；全班討論，補(bǔ)充完善，選出最佳方案；對(duì)比現(xiàn)成儀器，借鑒優(yōu)良設(shè)計(jì)。）

二、解析習(xí)題要點(diǎn)，指導(dǎo)學(xué)生解題方法

在物理教學(xué)過(guò)程中，教師還需布置一些相關(guān)的習(xí)題、例題，讓學(xué)生進(jìn)行解答，然后解析要點(diǎn)，促進(jìn)學(xué)生把握題目分析方法。在解題過(guò)程中，當(dāng)構(gòu)建不同模型后，則需要認(rèn)真分析題目，讀題審題。在讀題時(shí)，教師還需引導(dǎo)學(xué)生注意細(xì)節(jié)問(wèn)題，如將題目中的重點(diǎn)畫出來(lái)，在圖形上標(biāo)出相關(guān)量。在讀題時(shí)，學(xué)生會(huì)在頭腦中構(gòu)建大概的物理模型，這時(shí)，教師可讓學(xué)生講講自己構(gòu)建的物理模型，這樣，可實(shí)現(xiàn)師生互動(dòng)。亦或讓學(xué)生大聲讀題，當(dāng)讀到問(wèn)題的重點(diǎn)時(shí)則停住，然后讓學(xué)生相互交流，分享看法，譬如：如何構(gòu)建模型？由這些條件我們可以獲得什么？等。這樣，通過(guò)習(xí)題學(xué)法指導(dǎo)，學(xué)生逐漸學(xué)會(huì)自主分析問(wèn)題，解答問(wèn)題。在這一過(guò)程中，教師則是發(fā)揮著引導(dǎo)、指導(dǎo)的作用，讓學(xué)生能夠大膽地表達(dá)自己的解題思路，解題看法，就算是不正確的看法，也能夠?yàn)榻處煫@得信息反饋，可分析原因所在以便各個(gè)擊破，從而幫助學(xué)生科學(xué)分析，解答問(wèn)題。

例如：教學(xué)《機(jī)械能守恒定律》后，教師可優(yōu)選例題與練習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生分析解題思路，提高解題能力。例題：用一根細(xì)線將一個(gè)小球懸掛起來(lái)，則變成一個(gè)擺（如圖所示），其擺長(zhǎng)是，而最大餓擺角是，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)至最低位置時(shí)，其速度有多大？

然后讓學(xué)生于實(shí)物投影儀上說(shuō)說(shuō)自己的解答，同時(shí)學(xué)生互相交流、討論。接著教師可總結(jié)歸納借助機(jī)械能守恒定律解題的步驟與要點(diǎn)，讓學(xué)生感受機(jī)械能守恒定律在解答物理題目上的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)：①借助機(jī)械能守恒定律來(lái)解答物理題目時(shí)，需要確定初末狀態(tài)機(jī)械能，也需研究機(jī)械能守恒條件。②機(jī)械能守恒定律沒(méi)有包含運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的時(shí)間與加速度，通過(guò)這一定律來(lái)解決問(wèn)題時(shí)，要比運(yùn)用牛頓定律更具簡(jiǎn)便性。

習(xí)題：如圖所示，如下選項(xiàng)中，木塊都運(yùn)動(dòng)于固定斜面上，其中圖B中是粗糙的斜面，而A、C、D中則是光滑的斜面；在圖A、C中，是木塊受到的外力，其方向如圖中箭頭所示，在圖A、B、C中木塊均向下運(yùn)動(dòng)，而在圖D中木塊則向上運(yùn)動(dòng)。請(qǐng)問(wèn)在如下四圖中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒的為（　）。

機(jī)械能守恒定律習(xí)題范文第3篇

【關(guān)鍵詞】均勻分布 重心 機(jī)械能守恒

江蘇省蘇北四市高三3月聯(lián)考第Ⅱ卷第十題是下面這樣的一道習(xí)題：

問(wèn)題：某同學(xué)為了探究桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能表達(dá)式，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)：質(zhì)量為m的均勻長(zhǎng)直桿一端固定在光滑轉(zhuǎn)軸O處，桿由水平位置靜止釋放，用光電門測(cè)出另一端A經(jīng)過(guò)某位置的瞬時(shí)速度vA，并記下該位置與轉(zhuǎn)軸O的高度差h。

⑴設(shè)桿的寬度為L(zhǎng)（L很小），A端通過(guò)光電門的時(shí)間為t，則A端通過(guò)光電門的瞬時(shí)速度vA的表達(dá)式為 。

⑵調(diào)節(jié)h的大小并記錄對(duì)應(yīng)的速度vA，數(shù)據(jù)如下表。為了形象直觀地反映vA和h的關(guān)系，請(qǐng)選擇適當(dāng)?shù)目v坐標(biāo)并畫出圖象。

⑶當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭取10m/s2，結(jié)合圖象分析，桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能。

Ek= （請(qǐng)用質(zhì)量m、速度vA表示）。

試題分析：本題以考察機(jī)械能守恒定律為主線，考察了力學(xué)中的以下知識(shí)點(diǎn)：

1）瞬時(shí)速度的極限定義和計(jì)算方法。

2）通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)掌握繪圖方法，并由圖像斜率的物理意義求解問(wèn)題。

3）機(jī)械能守恒定律的實(shí)際應(yīng)用。在此題中桿的長(zhǎng)度不可忽略。因此重力勢(shì)能的減少量和動(dòng)能的增加量應(yīng)以重心為研究對(duì)象。同時(shí)考察了重心的概念。

本題是一道綜合性比較強(qiáng)的力學(xué)問(wèn)題。通過(guò)分層次提出問(wèn)題，難度適宜。在解決第二問(wèn)時(shí)，必須通過(guò)觀察表格數(shù)據(jù)，總結(jié)出兩者的關(guān)系。然后對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行估計(jì)，確定下落的高度與速度的幾次方滿足正比例關(guān)系。從而選擇合適的縱坐標(biāo)。通過(guò)描點(diǎn)、連線。最后得出一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜的直線。此過(guò)程難度不是很大。是一種常規(guī)的解決問(wèn)題的方法。而且學(xué)生根據(jù)之前的知識(shí)，很容易選出合適的縱坐標(biāo)。但學(xué)生必須經(jīng)過(guò)一個(gè)逐一描點(diǎn)的過(guò)程，再結(jié)合圖象解決問(wèn)題。很多學(xué)生對(duì)描點(diǎn)這種理論上簡(jiǎn)單但實(shí)際操作枯燥而繁雜的問(wèn)題沒(méi)有足夠的耐心，同時(shí)對(duì)用圖像解決問(wèn)題很是感到吃力。此題恰好考察了學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)。很有針對(duì)性。

機(jī)械能守恒定律習(xí)題范文第4篇

一、系統(tǒng)機(jī)械能守恒問(wèn)題

由于在以前做的習(xí)題大多是一個(gè)物體的機(jī)械能守恒，因此在遇到系統(tǒng)機(jī)械能守恒時(shí)，學(xué)生往往容易犯經(jīng)驗(yàn)主義錯(cuò)誤，考慮不到系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，還是當(dāng)作個(gè)體的機(jī)械能守恒來(lái)處理。

例1：如圖所示，斜面置于光滑的水平面上，其光滑斜面上有一物體由靜止開(kāi)始下滑，在物體下滑的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）。

A.物體的重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加

B.物體的機(jī)械能不變

C.斜面對(duì)物體的支持力垂直于支持面，不對(duì)物體做功

D.物體和斜面組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

因?yàn)閷W(xué)生熟悉的是斜面固定不動(dòng)的情況：當(dāng)斜面固定不動(dòng)，物塊沿斜面運(yùn)動(dòng)時(shí)，支持力F與物塊位移方向垂直，不做功，此時(shí)對(duì)于物體來(lái)說(shuō)只有重力做功，物體的機(jī)械能守恒。有的學(xué)生照搬以前的經(jīng)驗(yàn)，而不加以分析，本題就易選成（A、B、C），其實(shí)當(dāng)斜面不固定時(shí)，在物塊沿斜面下滑的同時(shí)，斜面體也要向后退，此時(shí)斜面對(duì)物體的支持力雖然垂直于支持面，但它要做功，物體的機(jī)械能一部分要轉(zhuǎn)化為斜面的機(jī)械能，此時(shí)應(yīng)當(dāng)是斜面和物體這個(gè)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，故答案應(yīng)當(dāng)為（A、D）。

再如右圖，一固定的楔形木塊，頂上有一定滑輪，一柔軟的細(xì)線跨過(guò)定滑輪，兩端分別與物塊A和B連結(jié)，A的質(zhì)量大于B的質(zhì)量，讓A沿斜面下滑而B(niǎo)上升，物塊A與斜面間、繩與滑輪間的摩擦都不計(jì)。在A、B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，除重力對(duì)A、B做功外，細(xì)線的拉力對(duì)A、B均做功，所以對(duì)A、B個(gè)體而言機(jī)械能都不守恒，但拉力做功的代數(shù)和為零，所以A、B及細(xì)線組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。

例2：如圖所示，一輕彈簧固定于O點(diǎn)，另一端系一重物，將重物從與懸點(diǎn)O在同一水平面且彈簧保持原長(zhǎng)的A點(diǎn)無(wú)初速釋放，讓它自由下擺，不計(jì)空氣阻力，在重物由A點(diǎn)擺向最低點(diǎn)的過(guò)程中（）。

A.重物的重力勢(shì)能減小B.重物的機(jī)械能不變

C.重物的機(jī)械能減小D.重物和彈簧系統(tǒng)的機(jī)械能不變

學(xué)生以前做過(guò)物體在細(xì)線的拉力作用下在豎直平面作圓周運(yùn)動(dòng)的習(xí)題，由于此時(shí)只有重力做功，所以物體的機(jī)械能守恒。而在本題的情境中，對(duì)重物重力做正功，重力勢(shì)能減小；但同時(shí)彈力做負(fù)功，重物的機(jī)械能也要減小。從能量的轉(zhuǎn)化角度講，物體機(jī)械能的減少量等于彈簧彈性勢(shì)能的增加量，所以重物的機(jī)械能不守恒，以重物和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。

由上可見(jiàn)，在我們遇到題目中出現(xiàn)了兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體組成的系統(tǒng)，或者是出現(xiàn)了彈簧時(shí)，就要思考是個(gè)體的機(jī)械能守恒還是系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，而不能直接從以前的經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，犯不該犯的錯(cuò)誤。

二、系統(tǒng)機(jī)械能不守恒問(wèn)題

一般情況下物體的碰撞或繩子的突然拉伸等，都會(huì)使一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此時(shí)機(jī)械能必定不守恒，而學(xué)生做題時(shí)總?cè)菀讓⑦@一點(diǎn)忽略，從而造成錯(cuò)誤。

例3：一長(zhǎng)為l的細(xì)繩固定在O點(diǎn)，O點(diǎn)離地的高度大于l，另一端系一質(zhì)量為m的小球。開(kāi)始時(shí)，繩與水平方向夾角為30°，如圖所示，求小球由靜止釋放后運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)C點(diǎn)時(shí)的速度。

分析：本題易犯的錯(cuò)誤是認(rèn)為小球運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中機(jī)械能守恒，從而得到：

mgh=mv，

代入數(shù)據(jù)可得v=。

其實(shí)，小球的運(yùn)動(dòng)可分為兩部分，如圖所示，小球從A點(diǎn)由靜止釋放后，先是做自由落體運(yùn)動(dòng)，到繩在水平線下方30°的B點(diǎn)時(shí)，繩才伸直開(kāi)始做圓周運(yùn)動(dòng)。在B點(diǎn)小球在繩的拉力作用下速度的方向由豎直向下改變?yōu)檠厍芯€方向，小球沿繩方向的分速度變?yōu)榱悖∏虻囊徊糠謾C(jī)械能轉(zhuǎn)化為繩子的內(nèi)能。因此在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小球的機(jī)械能并不守恒。

正確的解法應(yīng)為：A到B的過(guò)程中機(jī)械能守恒，可得：

mgh=mv帶入數(shù)據(jù)：v=，

在B點(diǎn)由于繩子的拉力作用，小球的速度只有切向分速度v=vcos30°=，

在B到C的過(guò)程中只有重力做功，機(jī)械能守恒，有：

Mgh+mv=mv得：v=。

例4：如下圖所示，光滑水平面上有A、B兩輛小車，C球用0.5m長(zhǎng)的細(xì)線懸掛在A車的支架上，已知m=m=1kg，m=0.5kg。開(kāi)始時(shí)B車靜止，A車以v=4m/s的速度駛向B車并與其正碰后粘在一起，若碰撞時(shí)間極短且不計(jì)空氣阻力，g取10m/s，求C球擺起的最大高度。

本題易犯的錯(cuò)誤是考慮不到AB碰撞是完全非彈性碰撞，系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒，從而得到：

A、B、C組成的系統(tǒng)在整個(gè)過(guò)程中動(dòng)量守恒，有

（m+m）v=（m+m+m）v，

再由能量守恒定律，系統(tǒng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，可得：

mgh=（m+m）v-（m+m+m）v代入數(shù)據(jù)得h=0.96m，

要考慮到AB碰撞的機(jī)械能損耗，正確的解法是：

由于A、B碰撞時(shí)間極短，C球尚未開(kāi)始擺動(dòng)，AB組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，有mv=（m+m）v，

由能量守恒定律，系統(tǒng)有部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即

E=mv-（m+m）v，

對(duì)A、B、C組成的系統(tǒng)，圖示狀態(tài)為初始狀態(tài)；C球擺起到最大高度時(shí)，A、B、C有共同速度v，該狀態(tài)為終了狀態(tài)，整個(gè)過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，有

（m+m）v=（m+m+m）v，

系統(tǒng)能量守恒，有

E+mgh=（m+m）v-（m+m+m）v。

由上述方程分別求出A、B剛粘合在一起的速度v=2m/s，E=4J，系統(tǒng)最后的共同速度v=2.4m/s，最后求得小球C擺起的最大高度h=0.16m。

通過(guò)這兩道例題可以發(fā)現(xiàn)，學(xué)生之所以犯錯(cuò)是因?yàn)楹雎粤死K子忽然伸長(zhǎng)或是碰撞而消耗的機(jī)械能，如果在解題時(shí)注意到這一點(diǎn)就不會(huì)犯這樣的錯(cuò)誤。

機(jī)械能守恒定律習(xí)題范文第5篇

連接體問(wèn)題一直是高考的熱點(diǎn)，在不同的高考試卷中出現(xiàn)幾率很高.所謂的連接體就是把兩個(gè)或兩個(gè)以上物體相互連接參與運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng).此類問(wèn)題通常采用整體隔離的方法進(jìn)行分析處理.本文將對(duì)整體隔離法在力學(xué)中使用頻率較高的四個(gè)方面加以研究.

1處于平衡狀態(tài)的系統(tǒng)

如果系統(tǒng)整體都處于靜止?fàn)顟B(tài)或一起勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，或者系統(tǒng)內(nèi)一部分處于靜止?fàn)顟B(tài)，另一部分勻速運(yùn)動(dòng)，即系統(tǒng)內(nèi)各物體的加速度均為零，這些情況，都稱為整體平衡.整體內(nèi)每個(gè)物體所受合力為零，整體所受合力也為零.這樣，根據(jù)整體的平衡條件，就可以確定整體或某一個(gè)物體的受力情況.

需要注意的是，整體法不用分析內(nèi)力，而用隔離法時(shí)，要選取適當(dāng)?shù)母綦x對(duì)象進(jìn)行隔離分析，原則是求哪兩個(gè)物體間的作用力，取其中受力較少的物體為研究對(duì)象.有時(shí)大系統(tǒng)下還要選取小系統(tǒng)進(jìn)行受力分析，會(huì)使求解更方便快捷，也盡量選取受力情況簡(jiǎn)單的物體求解問(wèn)題.

3有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的非平衡狀態(tài)的系統(tǒng)

實(shí)際常見(jiàn)的連接體問(wèn)題還有系統(tǒng)內(nèi)一部分平衡另一部分不平衡的問(wèn)題 ，這種情況由于系統(tǒng)內(nèi)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同，物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，似乎應(yīng)該用隔離體法求解，但有些情況下利用整體法即整體牛頓第二定律求解，會(huì)使問(wèn)題簡(jiǎn)化易于求解.當(dāng)然，這種情況整體所受合力不為零，系統(tǒng)合外力等于組成系統(tǒng)的各物體質(zhì)量和加速度乘積的矢量和：F合=m1a1+m2a2，整體所受合力，用來(lái)提供不平衡物體的加速度.

4整體隔離思想在能量、動(dòng)量觀點(diǎn)中的應(yīng)用

功是能量的轉(zhuǎn)化量度，不同形式的能量發(fā)生轉(zhuǎn)化時(shí)通過(guò)做功來(lái)實(shí)現(xiàn)的，不同的力做功，對(duì)應(yīng)不同形式的能量間的轉(zhuǎn)化，功的正負(fù)體現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化的方向性.要明確的是功是一個(gè)過(guò)程量，它和空間過(guò)程相對(duì)應(yīng)；而能量是一個(gè)狀態(tài)量，它與一個(gè)時(shí)刻相對(duì)應(yīng).某一系統(tǒng)，如果物體間只有動(dòng)能、重力勢(shì)能及彈性勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，而系統(tǒng)與外界沒(méi)有發(fā)生機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒.有時(shí)研究一個(gè)物體時(shí)機(jī)械能不守恒，但把系統(tǒng)內(nèi)的兩個(gè)或兩個(gè)以上物體作為體系一起研究時(shí)，就滿足機(jī)械能守恒，我們把對(duì)于體系應(yīng)用機(jī)械能守恒定律的研究方法，稱為整體法，把對(duì)其中的某一個(gè)物體用動(dòng)能定理稱為隔離法.類似地把在體系內(nèi)應(yīng)用動(dòng)量守恒定律的研究方法也叫整體法，對(duì)其中的某一個(gè)物體應(yīng)用動(dòng)量定理也稱為隔離法.在研究系統(tǒng)內(nèi)某一個(gè)變力做功時(shí)，一般采用隔離法，規(guī)律用動(dòng)能定理.

本題（1）采用整體法，過(guò)程非常簡(jiǎn)潔，如果用一次一次累加的歸納法解題過(guò)程將會(huì)非常繁瑣.因此，在解題有時(shí)從整體思考，全程考慮，可以化繁為簡(jiǎn)，事半而功倍.