内容正文:
对单个物体能用机械能守恒定律解的题一般都能用动能定理解决,而且省去了确定是否守恒和选定零势能面的麻烦。反过来,能用动能定理来解决的题却不一定都能用机械能守恒定律来解决,在这个意义上讲,动能定理比机械能守恒定律应用更广泛更普遍。故机械能守恒定律主要应用在多个物体组成的系统中。[来源:学科网]
1. 多物体机械能守恒问题的分析方法:
(1) 对多个物体组成的系统要注意判断物体运动过程中,系统的机械能是否守恒。
(2) 注意寻找用绳或杆相连接的物体间的速度关系和位移关系。[来源:学科网ZXXK]
(3) 列机械能守恒方程时,一般选用ΔEk =-ΔEp 或 ΔEA= -ΔEB的形式。
2. 多物体机械能守恒问题的三点注意:[来源:学科网]
(1) 正确选取研究对象。
(2) 合理选取物理过程。
(3) 正确选取机械能守恒定律常用的表达形式列式求解。
【典例1】 (多选) 如图所示,滑块a、b 的质量均为m,a 套在固定竖直杆上,与光滑水平地面相距h,b 放在地面上,a、b 通过铰链用刚性轻杆连接,由静止开始运动,不计摩擦,a、b 可视为质点,重力加速度大小为g。则( )
A. a 落地前,轻杆对b 一直做正功
B. a 落地时速度大小为
C. a 下落过程中,其加速度大小始终不大于g
D. a 落地前,当a的机械能最小时,b 对地面的压力大小为mg
速度为零,则mgh = ,选项B正确;a、b的先后受力如图所示。
+0,即va = mv
【答案】BD
【典例2】 半径为R 的光滑圆环竖直放置,环上套有两个质量分别为m和R 的轻杆相连,如图所示。开始时,A、B都静止,且A在圆环的最高点,现将A、B 释放,试求:m的小球A和B。A、B之间用一长为
(1) B 球到达最低点时的速度大小;
(2) B 球到达最低点的过程中,杆对A球做的功;
(3) B 球在圆环右侧区域内能达到的最高点位置。
【审题指导】
(1) A、B和轻杆组成的系统机械能守恒。[来源:学科网ZXXK]
(2) 因OA⊥OB,两球沿杆方向的分速度相等,两球速度大小始终相同。
(3) 由系统机械能守恒可知,B球一定能到达右侧区域高于O点的位置。
【解析】 (1) 释放后B 到达最低点的过程中A、B 和杆组成的系统机械能守恒,
mAgR+mBgR=mBvB2,
mAvA2+
又OA⊥OB,AB 杆长=R,故O