动能定理、机械能守恒定律及能量守恒定律应用技巧25383.pdf

动能定理、机械能守恒定律及能量守恒定律应用技巧 例题 1 一质量为 1kg的物体被人用手由静止向上提升 1m，这时物体的速度为2m/s，则下列说法中正确的是（ACD ）A手对物体做功 12J B合外力对物体做功 12J C合外力对物体做功 2J D 物体克服重力做功 10J 【外力】,外力是其他物体作用在物体上的力，即一个物体或一个系统以外对这物体或系统的力就叫做外力。【内力】一个物体的各部分之间或一个系统内部各组成之间的力就是内力.【动能定理】：所有外力对物体做的功之和，（也叫做合外力的功）等于物体动能的变化量。【机械能的转化和守恒定律】：在只有重力或弹力对物体做功的条件下(或者不受其他外力的作用下），物体的动能和势能（包括重力势能和弹性势能）发生相互转化，但机械能的总量保持不变。合外力（不包括重力和弹性力、万有引力）对物体没有做功或所做的功为零时，任何物体在势能和动能相互转化过程中，物体的总机械能（即势能和动能的总和）保持恒定不变。机械能守恒条件是：只有重力（或弹簧弹力）做功。【能量守恒定律】能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变。【分析】物体受向下重力 mg 和手对其向上的拉力 F，合外力=手的拉力-物体重力,即：F 合=F-mg 方法 1、根据动能定理：合外力对物体做的功等于其动能的改变量，即：Fh-mgh=221mv-0=2J 所以：手对物体做的功也即是拉力做的功，即：Fh=mgh+221mv=12J 方法 2、根据能量守恒定律：【重力、弹力、万有引力不能改变物体或系统的初始总能量】【即除了上述三个力以外的外力才能改变物体或系统的初始总能量】物体运动初始能量总和+外力做的功（除重力、弹力、万有引力）=物体运动末能量总和，即：0+Fh=mgh+221mv 例题 2 如图 5 所示，物体以 100J 的初动能从斜面底端沿斜面向上运动，当它向上通过斜面上某一点 M 时，其动能减少了 80J，克服摩擦力做功 32J，则物体返回到斜面底端时的动能为（）A 20J；B48J；C60J；D68J。因为：【物体正整个运动过程中除受重力、摩擦力外不受其他力的作用】所以：在斜面底端物体动能为 100J，势能为 0；运动至斜面上某一点时，动能减少了 80J，剩余为 20J，机械能减少了 32J，剩余为 100J+0J-32J=68J，势能为 68J-20J=48J。物体在斜面上运动，受摩擦力影响有能量损耗，损失的机械能与在斜面上运动的距离正比，即与物体在斜面上升高长度，与增加的势能正比。减少 80J 的动能，转化为 48J 势能、损失 32J 机械能。如果物体刚好运动到斜面顶端，动能为 0，则从斜面上某点 M 开始，剩余 20J 的动能将按照 48：32=3：2 的比例，60%转化为势能，40%损失，即有 20J*0.6=12J 能量转变为势能，摩擦力损失的机械能 20J*0.4=8J，物体运动到斜面最高点时，全部的动能 100J，转化为势能 48J+12J=60J，摩擦损失的机械能=32J+8J=40J，从最高点滑到底端又损失 40J，总共损失 80J。剩余的动能为 20J