高考物理解题方法讲与练6机械能守恒在模型中的应用含解析.doc
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1、1 / 5【2019【2019 最新最新】精选高考物理解题方法讲与练精选高考物理解题方法讲与练 6 6 机械能守恒机械能守恒 在模型中的应用含解析在模型中的应用含解析李仕才 专题六:机械能守恒在模型中的应用 1连绳模型 此类问题要认清物体的运动过程,注意物体运动到最高点或最 低点时速度相同这一隐含条件例 1 如图所示,甲、乙两个物体的质量分别为 m 甲和 m 乙(m 乙m甲),用细绳连接跨在半径为 R 的光滑半圆柱的两端,连接体由图示位置从静止开始运动,当甲到达半圆柱体顶端时对圆柱体的压力为多大?解析 设甲到达半圆柱体顶部时,二者的速度为 v,以半圆 柱顶部为零势能面,由机械能守恒定律可得 (
2、m 乙m 甲)gR(m 乙m 甲)v2m 乙 g 或以半圆柱底部为零势能面,由机械能守恒定律有 0m 甲 gR(m 乙m 甲)v2m 乙 gR(与上式一样,可见零势 能面的选取与解题无关,可视问题方便灵活选择零势能面) 设甲到达顶部时对圆柱体的压力为 FN,以甲为受力分析对象, 则 m 甲 gFNm 甲 联立两式可得 FNm 甲 g.2连杆模型这类问题应注意在运动过程中各个物体之间的角速度、线速度的关系等例 2 一个质量不计的直角形支架两端分别连接质量为 m 和 2m的小球 A 和 B,支架的两直角边长度分别为 2L 和 L,支架可绕固定轴 O 在竖直平面内无摩擦地转动,如图所示,开始时 OA
3、 边处于水平位置,由静止释放,则( )2 / 5AA 球的最大速度为 2gLBA 球速度达到最大时,两小球的总重力势能最小CA 球速度达到最大时,两直角边与竖直方向的夹角都为 45DA、B 两球的最大速度之比为 vA:vB2:1解析 支架绕固定轴 O 转动,A、B 两球运动的角速度相同,速度之比始终为 2:1,又 A、B 两球组成的系统机械能守恒,所以B、D 正确,设 A 球速度最大时,OB 与竖直方向的夹角为 ,根据机械能守恒定律,有mg2Lsin2mgL(1cos)mv2m2所以 vgLsin(45)1gL由此可知,当 45时,A 球速度最大,C 项正确,A 项错误答案 BCD3滑槽模型滑
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