機(jī)械能守恒定律4

機(jī)械能守恒定律（3）[例1]如圖所示，位于豎直方向的輕彈簧下端固定在水平面上，一個(gè)鋼球從彈簧的正上方自由落下，在小球向下壓縮彈簧的整個(gè)過(guò)程中，彈簧形變均在彈性限度內(nèi)。則從小球接觸彈簧到小球到達(dá)最低點(diǎn)的過(guò)程中，以下說(shuō)法中正確的是A、小球的加速度一直在增大B、小球的速度先增大后減小C、小球動(dòng)能的減小量等于彈簧彈性勢(shì)能的增加量D、小球動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈簧彈性勢(shì)能的總和保持不變提示：判斷小球的速度和加速度的變化情況需從小球的受力情況做出判斷。分析受力情況關(guān)鍵認(rèn)識(shí)到小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)一非常重要的位置，即小球受到的重力與彈簧彈力相等的位置。在這個(gè)位置之上和之下都很容易比較出重力與彈力的大小，從而得出合力的變化情況，進(jìn)一步得出加速度與速度變化情況。判斷小球的能量情況，要從做功的情況做出判斷，在小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，只有重力和彈簧彈力做功，所以機(jī)械能守恒。重力做功，引起重力勢(shì)能發(fā)生變化，彈簧彈力做功引起彈性勢(shì)能發(fā)生變化，但機(jī)械能的總量保持不變，此問(wèn)題中的機(jī)械能的總量為動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能之和。參考答案：如圖所示的位置是小球受到的重力和彈力相等的位置。從小球開(kāi)始接觸彈簧到小球運(yùn)動(dòng)到重力和彈力相等的位置的過(guò)程中，彈簧的彈力始終小于重力，（因?yàn)橹辉趶椈傻男巫兞窟_(dá)到X0時(shí)彈力才和重力相等。形變小于X0時(shí)，彈力小于重力。）所以小球所受的合力方向豎直向下，只是合力在不斷的減小，（因?yàn)殡S著小球壓縮彈簧，彈簧的形變量增大，彈力逐漸增大，而重力是不變的。）加速度方向豎直向下，速度方向也豎直向下，所以小球作加速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到彈力和重力相等的位置時(shí)，合力為零，加速度為零，小球的速度達(dá)到最大。由于慣性小球仍向下運(yùn)動(dòng)，再向下運(yùn)動(dòng)，則彈力將大于重力，彈力方向豎直向上，所以合力方向豎直向上，加速度方向豎直向上。由于速度方向豎直向下，加速度方向和速度方向相反，小球作減速運(yùn)動(dòng)，只是作的是加速度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng)，直至速度減為零，彈簧的壓縮量達(dá)到最大。所以小球的速度是先增加后減小。小球從開(kāi)始接觸彈簧到把彈簧壓縮到最低點(diǎn)的過(guò)程中，重力始終做正功，重力勢(shì)能在減小。彈力始終作負(fù)功，彈性勢(shì)能始終在增加。小球的動(dòng)能是先增加后減小，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程只有重力和彈簧彈力做功，所以機(jī)械能的總量保持不變。即重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、動(dòng)能的總量保持不變。這當(dāng)中小球的動(dòng)能的變化不是僅僅與重力勢(shì)能或僅僅與彈性勢(shì)能之間進(jìn)行轉(zhuǎn)化，而是三個(gè)量的總量保持不變。所以本題的正確選項(xiàng)為B、D說(shuō)明：本題有一定的難度，受力分析比較難、能量變化分析也比較難，關(guān)鍵是克服錯(cuò)誤的感覺(jué)經(jīng)驗(yàn)的影響而回到物理規(guī)律上來(lái)。小球碰到彈簧就減速，這是典型的錯(cuò)誤；應(yīng)在分析清楚彈力變化情況的基礎(chǔ)上，得出合力變化情況，根據(jù)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系、判斷速度變化情況，并根據(jù)做功情況判斷能量變化情況。嚼[例跨2]貧從地杰球表己面豎航直上巖拋兩聯(lián)個(gè)質(zhì)酷量不臭同的毀物體惕，設(shè)疼它們他的初寄動(dòng)能倦相同貢。上財(cái)升過(guò)照程中沙，當(dāng)盈上升指到同樸一高德度時(shí)戲（不圍計(jì)空斷氣阻叮力）拍，它狹們（狀）桑泳視（棄A）窗所具今有的類重力灶勢(shì)能侵相等才急直（偵B）蓄所具鍋有的浮機(jī)械馬能相拌等卻丈礎(chǔ)（浮C）暫所具害有的任動(dòng)能咸相等物征按（帳D）恭所具榆有的勞速度孕相等償扁潮提示例：閑僅布以拋謊出點(diǎn)喪為零宵勢(shì)能漏位置蘿，拋摧出時(shí)漁的動(dòng)捆能相鵲等，速勢(shì)能到又均偽為零刷，則菊決定典了以過(guò)后運(yùn)摘?jiǎng)舆^(guò)慢程中煙它們相的機(jī)賭械能旁的總淺量是鋼相等養(yǎng)的。乘因?yàn)槟笤诳帐羞\(yùn)粉動(dòng)過(guò)至程中宇僅受行重力執(zhí)的作皇用。竭只有胸重力圈對(duì)物碼體做虜功，洋機(jī)械盆能守小恒。與這個(gè)涼概念堪貫穿姻在解考題的滿過(guò)程社中就家能夠液做出墳正確稍的判撇斷。逝勒義參考峰答案屯：閱硬季升到倆同一虎高度可時(shí)，百由于摘兩個(gè)圖物體奪的質(zhì)對(duì)量不雞同，纏所以萬(wàn)具有諒的重豬力勢(shì)像能不巧同，裝又因桃為兩需物體家具有披相同石的機(jī)冶械能鴨，所牌以在囑同一舊高度呈處，腸具有真的動(dòng)線能不治同。簡(jiǎn)所以欠選觀A、岸C錯(cuò)兩誤，況B選巨項(xiàng)正獅確。招殼哄對(duì)哄D，爺從運(yùn)草動(dòng)學(xué)掙豎直翅上拋袖運(yùn)動(dòng)意，初賽速度抵不同練，上就升高羨度相壤同，怨則末去速度且必定胖不同況。木梅老說(shuō)明待：罩所嚼本題梁要求東我們剖牢固漿把握狼機(jī)械堂能守棚恒，吵并用漁它去猴分析血問(wèn)題跳。匠牽葉[例宣3]撒一個(gè)終人站欺在距對(duì)地面踩20礙m的糠高處樹(shù)，將氣質(zhì)量頂為0串.2梁mg趙的石握塊以休v算0億=1榜2m規(guī)/s僑的速調(diào)度斜邀向上熄拋出拼，石評(píng)塊的印初速渡度方滾向與率水平末方向匠之間基的夾碗角為拜30抹°，鋪g取騎10正m/地s成2窗，求壯（新1）宋人拋成石塊支過(guò)程堂對(duì)石覺(jué)塊做蓋多少犯功？危（2常）若季不計(jì)撞空氣牙阻力位，石否塊落津地時(shí)問(wèn)的速號(hào)度大大小是曾多少準(zhǔn)？（遮3）積若落腫地時(shí)握的速吐度大青小為慈22專m/妄s，候石塊探在空抵中運(yùn)襲動(dòng)過(guò)堅(jiān)程中多克服擦阻力界做多慶少功寒？麻佩典提示必：撈域糊對(duì)于柔（子1）渡石塊古出手抽時(shí)具盞有的滔機(jī)械輪能是衰人對(duì)評(píng)石塊亞做功屯的結(jié)盾果。剝?nèi)藢?duì)劉石塊夾做功額的過(guò)截程實(shí)床現(xiàn)了木人體等的化挎學(xué)能動(dòng)向機(jī)公械能突轉(zhuǎn)化兼的過(guò)渡程。心人對(duì)形石塊艇做多殃少功膽，石榜塊就旺獲得蘿多少館機(jī)械錢(qián)能。瞇慌壞對(duì)于哄（坡2）谷題目傳指出墓不計(jì)汗空氣朵阻力徑，則籌石塊騙在空鄉(xiāng)中運(yùn)險(xiǎn)動(dòng)過(guò)戰(zhàn)程機(jī)康械能舞守恒目，根由據(jù)機(jī)禍械能旱守恒黎定律種可求炊出石棕塊落寨地時(shí)巴的速惜度的介大小閥。醋托辛對(duì)于膀（柳3）弱已知濱落地遙時(shí)的藍(lán)速度些大小埋，可麗知落母地時(shí)津的動(dòng)厚能，知拋出林時(shí)石享塊的鐘動(dòng)能集也可烈求出京，利茅用動(dòng)戀能定翁理可袋求出貓運(yùn)動(dòng)動(dòng)過(guò)程脅石塊鍛克服服空氣拌阻力慎做的屬功。錦半墻參考典答案蒜：密次駐說(shuō)明旦：鵝渾饒（饞1）辯在解鞠決本困題中車(chē)，實(shí)泛際上美已經(jīng)蒜做了癢近似癥計(jì)算堆，即貝在計(jì)趴算石虜塊拋戚出時(shí)但的機(jī)引械能折中，侮認(rèn)為巧石塊午的高窯度為袍20臉m，奔這當(dāng)效中沒(méi)屬有考軌慮人膏的身朝高。枕因此役本題輩的結(jié)慌果是液近似秀的。厭憂網(wǎng)（織2）錄學(xué)習(xí)奴了機(jī)已械能篩守恒啄定律辜，守昂恒的毫問(wèn)題掃應(yīng)當(dāng)俘會(huì)解井決，體對(duì)于模不守嫌恒的癢問(wèn)題似，也涂應(yīng)該暗有思魔路去閥解決管。涉接及機(jī)清械能句的問(wèn)氧題，怠解決稱問(wèn)題滅的思分路一輔般是桂：看逮物體呢運(yùn)動(dòng)飼過(guò)程柔機(jī)械睬能是材否守貢恒。荷若機(jī)淹械能儉守恒于，則急用機(jī)問(wèn)械能之守恒扮定律幫解決輩是最送好的腿方法統(tǒng)。徒功恐若物欠體運(yùn)暴動(dòng)過(guò)搜程機(jī)醒械能蕉不守別恒，工在題岡目不金涉及悅時(shí)間詞的情以況下半一般遞就考午慮用獵動(dòng)能忘定理拐解決輩。本溫題的控(1季)、科(3皂)過(guò)胸程中葉石塊量的機(jī)騙械能渣都不符守恒玩，（挽1）號(hào)是由廊人作蘭功機(jī)界械能濤增加邪，（正3）駱是空眼氣阻漁力作贊功機(jī)石械能蠻減少挎，這遭兩個(gè)鐵過(guò)程蜂中都莊應(yīng)用草了動(dòng)屢能定楚理。仆紋餅有些緣問(wèn)題糾可以紅從功罵能