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判斷機(jī)械能是否變化的方法

 然荻讀書 2012-03-25
判斷機(jī)械能是否變化的方法
甘肅省正寧縣周家初中 張 超 侯富存

機(jī)械能包含動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能。重力做功使重力勢(shì)能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化;彈簧彈力做功使動(dòng)能和彈性勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化;重力和彈簧彈力同時(shí)做功,使動(dòng)能、彈性勢(shì)能和重力勢(shì)能三者間相互轉(zhuǎn)化,機(jī)械能總量不變。除此之外其他任何外力對(duì)物體做了功,物體所具有的機(jī)械能都要改變。判斷機(jī)械能的變化情況,是中考的一個(gè)熱點(diǎn),又是物理學(xué)習(xí)的重點(diǎn)之一。

 

一、由“機(jī)械能=動(dòng)能+勢(shì)能”判斷

 

若速度和高度不變,質(zhì)量減小,動(dòng)能減小,重力勢(shì)能減小,機(jī)械能減小;若質(zhì)量和速度不變,高度減小,動(dòng)能不變,重力勢(shì)能減小,機(jī)械能減小。

 

1.直升飛機(jī)在空中勻速下降的過(guò)程中,以下說(shuō)法正確的是:(   

 

A.直升飛機(jī)的動(dòng)能不變,機(jī)械能也不變;

 

B.直升飛機(jī)的重力勢(shì)能減小,機(jī)械能也減小;

 

C.直升飛機(jī)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能;

 

D.直升飛機(jī)的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。

 

解析:這道題涉及到?jīng)Q定動(dòng)能、重力勢(shì)能的因素和機(jī)械能是動(dòng)能和勢(shì)能的總和以及能量轉(zhuǎn)化的知識(shí)。因?yàn)橥患茱w機(jī)質(zhì)量不變,勻速運(yùn)動(dòng)的飛機(jī)速度沒(méi)有變,所以動(dòng)能沒(méi)有變,隨著飛機(jī)的下降,高度減小,重力勢(shì)能減小,由于“機(jī)械能=動(dòng)能+勢(shì)能”,則機(jī)械能減小。故正確答案選B。

 

二、外力對(duì)物體做功,也由“機(jī)械能=動(dòng)能+勢(shì)能”來(lái)判斷

 

若質(zhì)量和速度不變,高度增加,動(dòng)能不變,重力勢(shì)能增大,機(jī)械能增大。

 

2.起重機(jī)豎直方向勻速吊起某一重物G,在這一過(guò)程中,物體的:(   

 

A.動(dòng)能增加,重力勢(shì)能減小,機(jī)械能不變;

 

B.動(dòng)能不變,重力勢(shì)能增加,機(jī)械能增加;

 

C.動(dòng)能減小,重力勢(shì)能增加,機(jī)械能不變;

 

D.動(dòng)能減小,重力勢(shì)能不變,機(jī)械能減小。

 

解析:本題主要考查影響動(dòng)能和勢(shì)能大小的因素,由于起重機(jī)吊物體是沿豎直方向勻速上升,質(zhì)量和速度不變,動(dòng)能不變;但由于起重機(jī)吊起物體,使物體逐漸升高,起重機(jī)克服了物體的重力做功,它的重力勢(shì)能會(huì)越來(lái)越大,由于機(jī)械能等于不變的動(dòng)能和增大的重力勢(shì)能之和,故正確答案選B。

 

三、根據(jù)題中的關(guān)鍵詞語(yǔ)判斷

 

在涉及動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化問(wèn)題中,如果題目中有“光滑”、“自由”、“不計(jì)阻力”等詞語(yǔ),說(shuō)明不計(jì)摩擦,則機(jī)械能不變

 

3.一個(gè)小孩從公園光滑的滑梯的頂端滑到底端,對(duì)于機(jī)械能的變化情況,下列說(shuō)法正確的是(    

 

A. 重力勢(shì)能減小,動(dòng)能不變,機(jī)械能減??;

 

B. 重力勢(shì)能減小,動(dòng)能增加,機(jī)械能減??;

 

C. 重力勢(shì)能減小,動(dòng)能增加,機(jī)械能增加;

 

D. 重力勢(shì)能減小,動(dòng)能增加,機(jī)械能不變。

 

解析:小孩是從“光滑”的滑梯的頂端滑到底端,說(shuō)明不計(jì)摩擦,則機(jī)械能不變,又因?yàn)槲矬w由“頂端”到“底端”,它的重力勢(shì)能減小了,所以動(dòng)能就增大了。故可判斷正確答案為D。

 

在涉及動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化的問(wèn)題中,若題中說(shuō)明考慮摩擦,則機(jī)械能減小

 

4.滾擺運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,每次上升的高度逐漸降低,對(duì)此以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是:(   

 

A.滾擺運(yùn)動(dòng)到最高處時(shí),動(dòng)能為零;

 

B. 滾擺下落過(guò)程中重力勢(shì)能轉(zhuǎn)變成動(dòng)能;

 

C. 滾擺運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服阻力做功,機(jī)械能不斷的減??;

 

D. 滾擺運(yùn)動(dòng)過(guò)程中重力勢(shì)能不變。

 

解析:滾擺運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,在最高點(diǎn)時(shí),速度等于零,此時(shí),滾擺的重力勢(shì)能最大,動(dòng)能最??;滾擺在上升的過(guò)程中,動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能;在下降過(guò)程中,由于滾擺要不斷的克服摩擦阻力做功,所以滾擺的機(jī)械能減小,因此,A、B、C都是正確的,故本題應(yīng)選答案D。

 

可見,對(duì)于判斷機(jī)械能是否變化這一類問(wèn)題,要緊扣題中的關(guān)鍵字、詞,還要分析哪些能量的影響因素發(fā)生了變化,哪些能量的影響因素沒(méi)有發(fā)生變化,再利用機(jī)械能的影響因素知識(shí)及機(jī)械能守恒知識(shí)進(jìn)行分析解題。在解題過(guò)程中要認(rèn)真思考總結(jié),方能達(dá)到舉一反三、觸類旁通的效果。

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