参照系平动变换中的动能定理和机械能守恒定律

动能定理和机械能守恒定律都是力学中的重要规律 .按照经典力学的相对性原理 ,它们在不同的惯性参照系中 ,应有相同的形式 .本文将以地球及对地匀速运动的升降机为参照系来作一些具体探讨 .1　升降机参照系出现了麻烦图 1如图 1,设在地球参照系中 ,质量为 m的物体从高处自由落下 ,经过时间 t,下落位移 h,速度为 v,则重力做功 W=mgh,动能增量Δ EK=12 mv2 - 0 .对物体的动能定理是 :W=ΔEK,或mgh=12 mv2 . (1)mgh也可以理解为重力势能的减少 (ΔEP=-mgh) ,故上式又可以看作是机械能守恒定律的表达式 .现再取一个相对地面以 u匀速上升的升…     

摩擦力做功的特点及其应用

一、摩擦力做功的特点1.摩擦力既可以做正功或负功,也可以不做功.2.在静摩擦力做功的过程中,只有机械能的相互转化(静摩擦力起着传递机械能的作用),而没有机械能转化为其他形式的能.在滑动摩擦力做功的过程中,既有机械能之间的相互转化,又有机械能与其他形式的能量之间的相互转化.3.在系统内,一对静摩擦力所做功的代数和一定为零.在系统内,一对滑动摩擦力所做的总功总是负值,其绝对值等于滑动摩擦力与相对位移的乘积(系统损失的机械能),也等于该系统增加的内能,即ΔE机械能=ΔE内能=fs相对.二、应用1.判断摩擦力做功的情况及计算摩擦力做功…     

对机械能守恒定律条件的探讨

机械能守恒定律是中学物理中的一个重要定律,是高考的热点、重点问题.要彻底掌握机械能守恒定律的应用,首先最重要的是判断物体或系统在整个过程中机械能是否守恒,然后才能应用机械能守恒定律解决问题,所以对机械能是否守恒条件的判断尤为重要.下面对机械能守恒条件归类如下:一、只有重力做功只有重力做功包括两种情况,一是物体只受重力;二是物体除受重力外,还受其它力,但其它力不做功.例1从离地面h高度以初速度v0竖直上抛一个质量为m的小球,如图1所示,取地面为参考平面,忽略空气阻力则小球着地时的机械能是()(A)mgh(B)mgh+m2v02(C)m2v02(…     

机械能守恒判断中的“陷阱”

系统机械能守恒的条件是：只有重力或弹力做功．如果系统“明显”克服除重力或弹力之外的力做功，则明显可知有机械能损失；但是在非弹性碰撞、绳子突然绷紧等过程中，由于物体（绳子）不能完全恢复原状而损失的机械能（转化为内能）则不易看出，成为机械能守恒判断中的一个“陷阱”．     

有关滑轮组机械效率的计算

“机械效率”是初中物理教学的难点之一 .学生对机械效率公式 η=W有用W总 及 W总 =W有用 W额外 记忆牢固 ,但涉及到具体的问题时感到无从下手 ,或者得出错误的结论 .笔者在教学实践中 ,选择典型例题帮助学生正确理解额外功产生的原因 .额外功是由两方面的因素产生的 :(1 )克服摩擦力所做的功 ;(2 )克服机械的重力所做的功 .使用同一机械提升不同重物 ,机械效率也不相同 .下面笔者通过两个例题来说明 .例 1　用滑轮组匀速提升重为 2 0 0 0 N的物体 ,作用在绳子自由端的拉力大小为 6 2 5 N,拉力做功为 1 2 5 0 0 J,滑轮组的机械效率为80…     

关于人体输出功率的估测题

关于人体输出功率的估测题是近几年中考的热点,如结合引体向上、俯卧撑、跳绳等活动。让学生领悟了物理学的原理和方法。充分体现了素质教育的要求．例1如何估测你搬箱子上楼时的功率,请写出实验步骤,列出公式．分析：搬着物体上楼时,是克服物体重力做功,W=Fs=Gh=mgh,再据P=W/t可以求出人对箱子做功的功率．解答：(1)用磅秤测出箱子的质量m；     

初中物理的"变力做功"

恒力(做功过程中力的大小、方向都不变)问题,初中阶段直接应用公式W=Fs来求解,高中阶段应用公式W=Fscosα来求解。变力(力的大小、方向在做功过程中发生了变化)做功问题,就很难套用公式了,而且初中教材对该类问题没有任何提及。然而,在初中物理竞赛试题中,变力做功试题常有出现。那么,在初中知识的范围内如何处理有关变力做功的问题呢?下面介绍几种方法。1用功能原理求解功能原理是除重力以外其它力的功等于机械能的变化。因此我们只需知道机械能的变化便可求变力的功。例1(2003·浙江)学校教室朝正南窗户的气窗,窗框长L=0.8m,宽D=0.5m,…     

6 验证机械能导恒定律

[实验目的]验证机械能守恒定律.[实验原理]在只有重力做功的自由落体运动中,物体的重力势能和动能可以相互转化,但总的机械能守恒.若某时刻瞬时速度为υ,下落高度为h,则恒有:mgh=(1/2)mυ~2.     

浅谈摩擦力做功(高一)

1.静摩擦力做功的特点静摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功.在静摩擦力做功的过程中,只有机械能的相互转移(静摩擦力起着传递机械能的作用),而没有机械能转化为其它形式的能.在相互摩擦的系统内,一对静摩擦力做功的和总是等于零.2.滑动摩擦力做功的特点如图1所示,顶端粗糙     

探究滑轮组机械效率的对话

学生 :为什么要使钩码匀速上升 ?老师 :因为当钩码匀速上升时 ,钩码受到向上的拉力才等于其重力 ,有用功才等于钩码的重力G与上升高度h的乘积 ,同时弹簧测力计的示数也等于作用在滑轮组绳子末端的拉力F ,总功才等于弹簧测力计示数F与上升距离S的乘积。若钩码上升的速度增大 ,算     

功和能(高一、高二、高三)

1.力做功与能量变化相对应例1 一个物体在某一运动过程中,所受各力做的功分别为:拉力做功10J,弹簧弹力做功-5J,摩擦力做功-15J,重力做功12J.则在此过程中,物体的动能增加了____J,物体的重力势能增加____J,弹簧的弹性势能增加了____J,物体、弹簧和地球组成的系统机械能增加了____J.     

一道滑轮组问题的错解分析

例题：用滑轮组匀速提升重为2000牛的物体，作用于绳子自由端的拉力大小为625牛，拉力做功功率为1250瓦，滑轮组的机械效率为80％，不计摩擦和绳，求．①重物上升的速度；②如果使用这个滑轮组匀速提升3500牛的重物，每段绳子承担多大的拉力?     

一道用心良苦的物理竞赛题

初中物理竞赛中，有这样一道题目：用滑轮组匀速提升2400N的物体，作用在绳自由端的拉力为750N，拉力做功的功率为1500W，滑轮组的机械效率为80％，不计绳与滑轮间的摩擦。     

“机械能守恒”与“机械能不变”是一回事吗?

在与学生的交流活动中,有学生提出这样一个问题:“用一水平力F拉着一物块M在粗糙的水平面上做匀速直线运动,这个物块的机械能守恒吗?”面对这个大家既熟悉又不易说清楚的问题,立刻引起了同学们关注.一部分学生认为,这个物块的动能和重力势能都没有发生变化,它的机械能总量也没有改变,因而机械能是守恒的.另一部分学生则认为,物块在运动过程中,它的动能与势能之间没有发生相互转化,因而机械能是不守恒的.这些观点中谁对谁错呢?下面来做一些具体的分析.实际上,物块在运动过程中受到重力G、水平面的支持力N、水平拉力F和水平面对它的摩擦力等四个力作用,其中重力和支持力不做功,但拉力和摩擦力要做功.这里的拉力和摩擦力属于外力,外力做功必然引起系统(这里的系统是指物块和地球组成的系统)的机械能跟外界其他形式能之间的转化,因而,机械能是不守恒的.具体地说,物块克服摩擦力做功,使物块的机械能转化为物块和水平面的内能,物块的机械能减少;拉力对物块做功,使外界其他形式的能转化为物块的机械能,物块的机械能增加.显然,在物块运动过程中,物块的机械能与其他形式的能在发生着转化.只是拉力对物块做的功刚好跟物块克服摩擦力做的功绝对值相等,用外界其他形式的能...     

2004年天津市中考物理答卷中的主要问题分析

2004年天津市物理中考考生答卷中的问题很多,不能一一列举,本文只就主要的、有共性的问题作简要的分析.一、基础知识不够扎实基础知识不够扎实的现象不是少数考生的问题,而是将近一半的考生存在的共同问题.第8题:如图1所示,在水平拉力F作用下,使重40N的物体A匀速移动5m,物体A受到地面的摩擦力为5N.不计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦,拉力F做的功为().A.50JB.25JC.100JD.200J该题有两种解法.第一种解法是设物体A与地面的摩擦力为f,而F=2f=10N,物体移动的距离为sA=5m,动滑轮图1移动的距离s=12sA=2.5m,所以力F做的功为W=F·s=…     

慧眼辨别机械能守恒条件

在动能、重力势能、弹性势能之间发生相互转化的过程中,如果只有重力、弹力做功.在只有重力和弹簧的弹力做功的情况下,物体的动能和势能发生相互转化,但机械能的总量保持不变.机械能守恒条件可以表述为如下形式:W=E_k2-E_k1     

功能关系的理解和应用

功和能的概念联系密切,体现在功和能的关系已有各种形式,学习中一定要理解和把握好这几点：一是理解做功的过程,就是能量转化的过程,做了多少功,就有多少能量发生了转化,二是明确几种典型的功能关系：①重力（或弹簧弹力）做功等于重力势能（或弹性势能）的变化量;②外力对物体做的总功等于物体动能的变化量;③重力和弹力之外的力对物体做的功等于物体机械能的变化量;     

如何一题多变

高中物理是许多同学头疼的一门学科,要学好物理,平时学会一题多变,一题多解就显得尤为重原要题,下如面就图—1例所来说说如何一题多变.示,一人用恒力F=80N拉绳的C端,绳子跨过光滑的定滑轮将一个静止的物体由位置A拉到位置B,图中H=2.0m,求此过程中绳子拉力对物体做的功.解析:在物体运动的过程中,作用在物体上力的拉F力的方作向用不点断C变作化,属变力做功问题.如果把为做功对象,求绳子拉物体的变力之功便转化为求人拉绳子的恒力之功.物体由A运动到B的过程中,绳C端的位移为Δs=H(sin130°-sin153°)=1.5m人拉绳子的恒力之功为W=FΔs=80…     

谈机械效率的变化

本刊1996年第11期的“力学检测卷(A)”中有这样一道题:用滑轮组匀速提升重为2000N的物体,作用在绳子自由端的拉力大小为625N,拉力做功的功率为1250W,滑轮组的机械效率为80%,不计摩擦和绳重,求:(1)重物上升的速度;(2)如果使用这个滑轮组匀速提升重3500N的物体,那么每段绳子承担的力是多少?     

机械能复习中的典型错例剖析

错误之一:认为“人做功的计算”与“某个具体力做功的计算”相同人做的功就是人体消耗化学能的量度,不少同学错误认为只是人对其它物体作用力所做的功郾例1质量为m1、m2的两物体,静止在光滑的水平面上,质量为m的人站在m1上用恒力F拉绳子,经过一段时间后,两物体的速度大小分别为v1和v2,位移分别为s1和s2,如图1所示郾则这段时间内此人所做的功的大小等于:A郾Fs2B郾F(s1+s2)C郾12m2v22+12(m+m1)v12D郾12m2v22错解:人所做的功等于拉力F对物体m2所做的功W=F·s2,由动能定理可得:Fs2=12m2v22即AC正确郾纠错:根据能量守恒可知,人通过做功消耗…