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…     

动能定理有分量形式吗？

在一次物理测试中笔者出了下面的一道题 :质量图 1为 m、带电量为 q的小球从距地面高为 h处以一定的初速度水平抛出 .在距抛出点水平距离为 L处 ,有一根管口比小球直径略大的竖直细管 ,管的上口距地面 h/ 2 ,为使小球能无碰撞地通过竖直细管 ,可在管子上方的整个区域加一场强方向向左的匀强电场 ,如图 1所示 .求小球落地时的动能 Ek.一位同学是这样解答的 :全过程中在竖直方向上小球只受重力的作用 ,根据动能定理 ,重力做的功等于小球在竖直方向动能的增加 ,即 Eky=mgh.而在水平方向上的末动能为零 ,即 Ekx=0 ,所以Ek=Ekx2 Eky2 =mgh.…     

专题六 机械能和能源

知识梳理很深的内涵,在高考试题中经常出现相关的考题,是高考复习中必须掌握,也是重点要理解的概念.动能和势能是两种最基本的能量形式,可以与其它形式的能发生转化,同时它们也是构成物体机械能的基本因素;动能定理、机械能守恒定律是物理学中重要的规律,是能量守恒定律建立的基础.本专题对应的基本概念有:功、功率、动能、重力势能、机械能等;对应的物理规律有:功的公式、功率的公式、动能的公式、重力势能的公式、动能定理等.本专题对应的基本公式有:W=Fscos!,P=Wt,P=Fvcos!,Ek=12mv2,Ep=gh,W总=21mv22-12mv12,21mv21+mgh1=21mv22+mgh…     

"验证机械能守恒定律"实验探究

一、验证机械能守恒定律的基本原理 1.实验原理 (1)机械能守恒的判断:物体在自由下落时,如果重力势能的减少等于动能的增加,也就是从下落起点计算1/2mv2=mgh,即验证了机械能守恒定律.     

一道解法“完美”的错题

题1　水平轨道与半径R=2m,高为h=0.8m的一段圆弧光滑轨道连接。如图1所示,一个物体从水平轨道上以初速度v0冲上圆弧轨道并通过最高点而没有脱离轨道,求物体的初速度的范围。解析　物体从水平轨道至圆弧道顶端的过程,由机械能守恒定律得:12mv20=mgh 12mv2,①式中v是物体在顶端的     

对式子mgh1-mgh2=1/2mv2的审视及修正

自由落体运动是一种我们很熟悉的运动.有一质量为m的物体从地面上方h1高度处自由下落到h2高度,此时物体的速度为v.分析此过程,我们很容易得出这样的式子 mgh1-mgh2=1/2mv2.(1) (1)式看似很严密,然而如果进一步审视和追问就会发现这个式子只是一个近似表达.     

当取开始下落处为参考平面时……

现行高级中学物理课本(甲种本第一册,P245)新增加上这样一道练习题: 一个物体从距地面40米的高处自由落下,经过几秒后,该物体的动能和重力势能相等?(g=10米/秒~2) 按常规解法,是很容易的:取地面为参考平面(零势面),下落过程中机械能总保持mgh不变,可以求得:t=2秒,即在     

从一道题深度剖析功能

例1质量为50 kg的某人沿一竖直悬绳匀速向上爬（两手交替抓绳子）,在爬高3 m的过程中,手与绳子之间均无相对滑动,重力加速度取g,则下列说法正确的是（）（A）绳子对人的静摩擦力做功为1500 J（B）绳子对人的拉力做功为1500 J（C）绳子对人的静摩擦力做功为0（D）绳子对人的拉力做功等于其机械能的增加解析：笔者从学生收集到两种典型思维过程,过程一：认为人匀速上爬,绳子对人的拉力等于人的重力（绳子对人的静摩擦力等于人的重力）,爬高3m的过程中,绳子对人做功为W=fs=mgh=1500J;过程二：从功能关系角度出发,功是能量转化的量度,人爬高的过程中机械能增加了,拉力（静摩擦力）对人做功了,W=△E=EP=mgh=1500J。     

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；     

6 验证机械能守恒定律

[实验目的]验证机械能守恒定律.[实验原理]在只有重力作用的自由落体运动中,物体的重力势能和动能可以互相转化,但总机械能守恒.若某一时刻物体下落的瞬时速度为v,下落高度为h,则应有:mgh=1/2mv~2.借助打点计时器,测出重物某时刻的下落高度h和该时刻的瞬时速度v,即可验证机械能是否守恒.实验装置如图1.     

值得商榷的一道练习题

人教社《全日制普通高级中学教科书(必修)物理第一册》第七章练习二中的第3题值得商榷.原题:一台抽水机每秒能把30 kg 的水抽到10 m高的水塔上,不计额外功的损失,这台抽水机的输出功率是多少?如果保持这一输出功率,半小时能做多少功?取 g=10m/s~2.教学参考中的解:抽水机的功率为P=W/t=(mgh)/t=(30×10×10)/W=3×10~3 W.     

对式子mgh1-mgh2=1/2mv2的再修正

仔细阅读本刊2010年第7期题为《对式子mgh1-mgh2=1/2mv2的审视及修正》一文(以下简称"原文"),收获颇多,该文立意新颖,重新审视中学物理中的最常见、最基础的定律.但是赏析之余,发现原文有两处隐蔽性很高的问题值得商榷,而这两处问题的存在会直接影响对此定律修正的准确性,所以在此对该文作进一步研究.     

做好“验证机械能守恒定律”学生实验的几个问题

用电磁打点计时器做实验验证自由落体重力势能的减少等于动能的增加,在现用的必修课本中改用由终点两侧的间隔位移s_1、s_2之和除以所用的时间2T,即V_(1/2)=(?)=s_1+s_2/2T来定终点的速度v,比过去引用自由落体末速度公式v=gt好得多,即mgh中的h、1/2mv~2中的v均由实验得出,其客观性大大增强。 但学生做这个实验时,常出现以下一些问题,使实     

非弹性碰撞问题解法商榷

有这样一道考题:质量为m的皮球,从某一高度h自由落下,反弹起来的高度均为原来的43,现要使皮球总能弹回到h高度,如图1,那么每次拍球需要对皮球做多少功?很多考生的解答为:根据题设条件,皮球与地面碰后反弹起来的高度为原来的43,因此皮球由于碰撞而损失的机械能△E损=mgh-34mgh=1     

物理白痴

我是一个物理白痴。当我趴在桌子上,将手百般扭曲做着高难度动作,运用左右手定则解一道物理习题时,我看见老师的头上仰45度,然后垂下打了一个喷嚏。这个动作持续了5秒后,有白色的唾沫亲吻地面,我慌忙掏出计算器开始计算唾沫做自由落体运动后做了多少功。h=1/2gt2W=mgh(g=9.8m/s2)W=4.082×10-4J可是我依旧不会做眼前的这道题,我用了半小时的时间从牛顿骂到法拉第,从释加牟尼祈祷到真主安拉。但白白的卷子纸还是那么刺眼,明晃晃的眼光在卷子上跳华尔兹。我摸了一下额头,有汗珠在跳踢踏。这是一次期中考试,下午1:00-2:30的物理考试,我在考场…     

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(…     

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.     

重力势能和引力势能在地表附近一致吗

物体重力势能的表达式mgh,学生学习后很容易推导和记忆。但在进行竞赛辅导后,知道引力势能的表达式为—G(Mm/r),其中r是物体到地心的距离,M是地球质量,m是物体质量。爱思考、好质疑的学生会想到:mgh的适用范围是地面附近,—G(Mm/r)的适用范围是从地面到无穷远,共同区域是地面附近,那么,在地面附近两种表达式是否一致?本文就想给爱思考、好质疑的学生一个满意的解答,在地面附近两种表达式是一致的。     

2003年高考理综压轴题正误分析

今年高考理科综合能力测试的最后一题,是各种参考书上常规题的改造,把传送带上运输一个物体变成运输N个物体,使试题的难度达到了压轴题的难度。同时又是与工农生产相联系的实际问题,该题的设计真是令人拍案叫绝。现根据笔者在阅卷中掌握的情况作一简单分析。(原题及参考答案见2003年全国高考理综第34题)一、考生错解情况分析1.能量守恒表达错误误解1:漏丢小货箱的数目N,使得表达式写成PT=12mv2+mgh+Q,造成误解的原因是选错对象,没有以N个小箱为研究对象。误解2:更多的考生没有想到摩擦生的热,使表达式写成PT=12Nmv2+Nmgh,造成误解的原因…     

善于用能量守恒解题

能量转化和守恒定律是十分重要的定律,其内容为:能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,它只能从一种形式转化为别的形式,或者从一个物体转移到别的物体。在中学阶段涉及到这几种形式的能量:机械能(动能E_k=(1/2)mυ~2,重力势能E_p=mgh,弹性势能)、内能、电能、光能、原子能以及化学能等。守恒定律告诉我们,在一定条件下它们可以相互转化,但总的能量保持不变。如果我们能分析具体情况下有哪几种能量参与转化,就可以根据能量守恒来解决问题,这样既能掌握物理现象中的本质,又能简化问题,特别是某些变力作