高考物理中,機械能守恒的常見類型有以下幾種:
1. 只有重力做功:這種情況下的機械能守恒表達式最為常見。
2. 只有彈簧力做功:這種情況下的機械能守恒常常出現在彈簧類問題中,除了重力之外,可能還受到彈簧力的作用。
3. 彈力與重力同時做功:這類問題往往涉及到摩擦力等其他力,但彈力和重力是其中的主要變化力。
4. 只有重力和彈力做功:這類問題往往涉及系統內物體間彈力和重力同時做功,常出現在多物體多接觸面系統中。
請注意,以上分類只是機械能守恒的常見類型,并非全部。高考時,可能以其他形式出現機械能守恒,因此需要全面掌握。
題目:一個質量為 m 的小球,在距離地面高為 H 的位置以初速度 v0 水平拋出。小球在運動過程中,受到一個大小與小球質量相等、方向與小球運動方向垂直的恒力作用。求小球在運動過程中,重力勢能和動能如何變化?
解析:
重力勢能的增加量等于物體克服重力做的功,即:
ΔEp = mgh
其中,h 為物體相對于地面上升的高度。
動能的增加量等于物體所受外力做的總功,即:
ΔEk = ΣW = Fh - mgh
其中,F 為物體所受外力的大小,h 為物體相對于地面上升的高度。
根據題目條件,物體所受外力的大小與重力相等,方向相反。因此,物體所受外力做的總功等于物體克服重力做的功。
解得:ΔEp = ΔEk = 0
答案:小球在運動過程中,重力勢能和動能的變化量相互抵消,機械能守恒。
希望這個例題能夠對您有所幫助!