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判断机械能是否变化的方法  

2013-02-23 07:10:36|  分类: 物理教学 |  标签: |举报 |字号 订阅

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判断机械能是否变化的方法



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判断机械能是否变化的方法



判断机械能是否变化的方法
甘肃省正宁县周家初中 张 超 侯富存

机械能包含动能、重力势能和弹性势能。重力做功使重力势能与动能相互转化;弹簧弹力做功使动能和弹性势能相互转化;重力和弹簧弹力同时做功,使动能、弹性势能和重力势能三者间相互转化,机械能总量不变。除此之外其他任何外力对物体做了功,物体所具有的机械能都要改变。判断机械能的变化情况,是中考的一个热点,又是物理学习的重点之一。

 

一、由“机械能=动能+势能”判断

 

若速度和高度不变,质量减小,动能减小,重力势能减小,机械能减小;若质量和速度不变,高度减小,动能不变,重力势能减小,机械能减小。

 

例1.直升飞机在空中匀速下降的过程中,以下说法正确的是:(   )

 

A.直升飞机的动能不变,机械能也不变;

 

B.直升飞机的重力势能减小,机械能也减小;

 

C.直升飞机的动能转化为重力势能;

 

D.直升飞机的重力势能转化为动能。

 

解析:这道题涉及到决定动能、重力势能的因素和机械能是动能和势能的总和以及能量转化的知识。因为同一架飞机质量不变,匀速运动的飞机速度没有变,所以动能没有变,随着飞机的下降,高度减小,重力势能减小,由于“机械能=动能+势能”,则机械能减小。故正确答案选B。

 

二、外力对物体做功,也由“机械能=动能+势能”来判断

 

若质量和速度不变,高度增加,动能不变,重力势能增大,机械能增大。

 

例2.起重机竖直方向匀速吊起某一重物G,在这一过程中,物体的:(   )

 

A.动能增加,重力势能减小,机械能不变;

 

B.动能不变,重力势能增加,机械能增加;

 

C.动能减小,重力势能增加,机械能不变;

 

D.动能减小,重力势能不变,机械能减小。

 

解析:本题主要考查影响动能和势能大小的因素,由于起重机吊物体是沿竖直方向匀速上升,质量和速度不变,动能不变;但由于起重机吊起物体,使物体逐渐升高,起重机克服了物体的重力做功,它的重力势能会越来越大,由于机械能等于不变的动能和增大的重力势能之和,故正确答案选B。

 

三、根据题中的关键词语判断

 

在涉及动能和势能的相互转化问题中,如果题目中有“光滑”、“自由”、“不计阻力”等词语,说明不计摩擦,则机械能不变

 

例3.一个小孩从公园光滑的滑梯的顶端滑到底端,对于机械能的变化情况,下列说法正确的是(    )

 

A. 重力势能减小,动能不变,机械能减小;

 

B. 重力势能减小,动能增加,机械能减小;

 

C. 重力势能减小,动能增加,机械能增加;

 

D. 重力势能减小,动能增加,机械能不变。

 

解析:小孩是从“光滑”的滑梯的顶端滑到底端,说明不计摩擦,则机械能不变,又因为物体由“顶端”到“底端”,它的重力势能减小了,所以动能就增大了。故可判断正确答案为D。

 

在涉及动能和势能的相互转化的问题中,若题中说明考虑摩擦,则机械能减小

 

例4.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。

 

可见,对于判断机械能是否变化这一类问题,要紧扣题中的关键字、词,还要分析哪些能量的影响因素发生了变化,哪些能量的影响因素没有发生变化,再利用机械能的影响因素知识及机械能守恒知识进行分析解题。在解题过程中要认真思考总结,方能达到举一反三、触类旁通的效果。

 

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