房進權
初中生在解答有關機械能的題目時,往往會感到不知從什么方面入手,現(xiàn)舉幾例談談它們的解答方法。
一、機械能的轉化情況分析題
方法:(1)分過程分析,找出特殊的位置;(2)先分析“變化”情況,再確定“轉化”情況。
例1.(烏魯木齊)如圖,在空氣阻力不計的情況下,一只皮球從高處由靜止下落,被地面彈起后不能再回到原來的高度,在整個過程中:說明皮球機械能的轉化情況。
解析:根據(jù)題目的情景,我們可以找到五個特殊位置:最高處、剛接觸地面、壓縮到形變最大、完全恢復原狀、下一個最高處,由此可將整個過程分為四個過程:(1)皮球下落過程:重力勢能轉化為動能;(2)落地變形壓縮過程:動能轉化為彈性勢能;(3)恢復形狀反彈過程:彈性勢能轉化為動能;(4)皮球上升過程:動能轉化為重力勢能。
例2.直升飛機在空中勻速下降過程中,以下說法正確的是
( )
A.直升飛機的動能轉化為重力勢能
B.直升飛機的重力勢能轉化為動能
C.直升飛機的動能不變,機械能也不變
D.直升飛機的重力勢能減小,機械能也減小
解析:部分學生看到題目中的下降后,輕易選出答案B。但仔細思考題目中的“勻速”這一條件,會發(fā)現(xiàn)此過程中的動能不變,答案B錯,正確答案應選D。
二、機械能轉化的守恒的應用問題
在機械能的轉化過程中,若沒有摩擦、空氣阻力等則機械能的總量保持不變。這是機械能轉化過程中的規(guī)律,在運用這個規(guī)律解題時,要注意前提條件是否滿足及某種情況下機械能的形式。
例3.(浙江臺州)小明分別沿三條路徑滑到地面(如右圖所示),在不考慮空氣阻力和摩擦的情況下,滑到地面時速度最大的路徑是( )
A.1 B.2
C.3 D.都一樣
解析:從三條路徑滑下前,小明的機械能(即重力勢能)相等,因為不考慮空氣阻力和摩擦,所以滑到地面時的機械能(即動能)相等。在小明質量不變的情況下,到達地面時的速度相等。所以選D。
例4.(山東菏澤)甲乙兩個長度相同的滑道,一個為凸形,一個為凹形,兩個物體以相同的速度分別進入甲乙兩個滑道,如圖所示若不計滑道的摩擦,通過甲滑道用的時間為t甲,通過乙滑道用的時間為t乙,則( )
A.t甲=t乙
B.t甲>t乙
C.t甲 D.無法比較t甲和t乙的大小 解析:解答此題的關鍵是比較出兩次平均速度的大小。根據(jù)題目的條件,在某個滑道上運動時,物體的機械能總量是不變的。取甲滑道上除兩端以外的其他任意一點與進入滑道時比較,因重力勢能大,動能就小,所以速度也就小,整個過程的平均速度v甲小于進入滑道時的速度。對乙滑道而言,則相反,即v乙大于進入滑道時的速度。從而v甲 (作者單位 江蘇省興化市中堡中心校)