专题11 匀质链条、绳索、流体模型中的功能关系-2021年高考物理机械能守恒微专题突破

«机械能守恒定律»考点微专题11 匀质链条、绳索、流体模型中的功能关系 一、知能掌握 在应用机械能守恒定律、能量守恒定律处理实际问题时，经常遇到像“链条”“液柱”类的物体，其在运动过程中将发生形变，其重心位置相对物体也发生变化，因此这类物体不能再看成质点来处理．物体虽然不能看成质点来处理，但在只有重力做功条件下，物体整体机械能守恒．一般情况下，可将物体分段处理，确定质量分布均匀的规则物体各部分的重心位置，根据初、末状态物体重力势能的变化列式求解，有些情形下，选择系统为对象，虽然有内力做功，但对系统而言满足能量守恒定律，则可依据能量守恒定律列式求解。． 1.匀质链条绳索类物体的重力做功和重力势能的变化问题，多用分段法、等效法． 对绳索、链条之类的物体，由于常发生形状改变，对于每一部分来讲都是变力，难以分析重力做功的问题。可以用重力做功与重力势能变化的关系，先求出重力势能的变化。但其重心的位置相对物体来说并不是固定不变的，能否正确判定重心的位置，是解决该类问题的关键，求解重力势能时一般情况下常用分段处理或取其等效重心位置代入计算式。分段考虑各部分势能，把物体的重力势能集中于重心处．各部分的重力势能之和即为总的重力势能．各部分的重力势能变化之和即为总的重力势能变化。 2.解答流体或具有流动性质的(如链条和绳等)物体的重力做功和重力势能的变化问题，多用等效法． 对于流体，重力势能的变化与发生过程无关，只与初末状态有关，故可用等效法求解.其整体重力势能的变化相当于某一部分重力势能的变化.要注意流体有一定的体积，找到其重心位置，ΔEp＝mgΔh中的Δh就是重心位置间的高度差.注意容器中水平面高度的变化是否考虑. 3.匀质链条、绳索、流体类物体的运动问题 匀质绳索、链条、流体之类的物体的运动问题，由于其长度、位置发生变化,所以重心的位置相对于物体来说并不是固定不变的。对于每一部分来讲都是变力，运用牛顿运动定律、动能定理难以解决过程中变力作用下的运动问题。但是这类问题还有一个特点，那就是绳索、链条、流体各处的速度大小是一样的。如果运用机械能守恒定律只需要知道流体、绳索、链条的初末两个运动的状态，不必考虑运动过程，可以分段考虑，也可以用等效法分析，先求解系统总的重力势能的变化，则运动问题也就迎刃而解 二、探索提升 题型一 链条绳索重力做功及重力势能的变化 【典例1】　如图１所示