高二物理機(jī)械能守恒有以下幾種情況:
1. 只有重力和彈簧彈力做功時(shí),物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化,而總的機(jī)械能保持不變。例如:自由落體運(yùn)動(dòng),物體在只有重力作用下從靜止開始下落,由于只受重力,因此機(jī)械能守恒。
2. 除重力和彈簧彈力做功之外,還有其他力做功(一般不做分析),但其他力做正功或負(fù)功轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,機(jī)械能也守恒。
3. 子彈射穿木塊模型:子彈射穿木塊后,子彈和木塊具有共同的速度,系統(tǒng)機(jī)械能守恒。
4. 相互作用的物體由于發(fā)生相互摩擦而使部分或全部機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,這種轉(zhuǎn)化是普遍存在于各種能量的轉(zhuǎn)換過程中的。
以上就是高二物理機(jī)械能守恒的一些常見情況,具體問題還需要根據(jù)具體情境進(jìn)行分析。
題目:一個(gè)質(zhì)量為5kg的物體,在離地面10m高處被一個(gè)水平拋出。物體落地點(diǎn)與拋出點(diǎn)的水平距離為20m,取地面為參考平面,g取10m/s^2。求:
(1)物體被拋出時(shí)的動(dòng)能和重力勢(shì)能;
(2)物體在空中運(yùn)動(dòng)過程中重力做的功和重力勢(shì)能的改變量;
(3)物體在空中運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能的改變量。
解:
(1)物體被拋出時(shí)的動(dòng)能為:
E_{k0} = \frac{1}{2}mv^{2} = \frac{1}{2} \times 5 \times 400J = 1000J
(2)物體在空中運(yùn)動(dòng)過程中重力做的功為:
W_{G} = mgh = 5 \times 10 \times 10J = 500J
(3)物體在空中運(yùn)動(dòng)過程中重力勢(shì)能的改變量為:
ΔE_{pG} = mgh_{終} - mgh_{初} = 5 \times 10 \times ( - 10)J = - 500J
由于物體在空中運(yùn)動(dòng)過程中除了重力做功外,沒有其他力做功,因此機(jī)械能的改變量等于重力做的功,即:
ΔE = W_{G} = - 500J
所以,物體在空中運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能的改變量為-500J。
這個(gè)例子展示了如何使用機(jī)械能守恒定律來解決一個(gè)實(shí)際問題,其中涉及到了物體的平拋運(yùn)動(dòng)和重力勢(shì)能的改變量。通過這個(gè)例子,你可以更好地理解機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用和意義。