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高中三年级物理

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    荡秋千:也叫“打秋千”,是朝鲜族妇女喜爱的民间游戏。每逢节日聚会,人们便会看到成群结队的朝鲜族妇女,身穿鲜艳的民族服装,在人们的欢呼、叫好声中荡起了秋千,她们一会腾空而起,一会俯冲而下,尽情地欢乐,长长的裙子随风飘舞,大有飘飘欲仙之感。如图所示是朝鲜族少女“长今”打秋千的情景,设秋千摆绳长为3.0m,悬点在大树上,长今连同底板的质量共为60kg。开始时,长今坐在秋千上,在外力的作用下,摆绳与竖直方向成37°角处于静止状态。某时刻外力撤掉,让秋千由静止开始摆动,假设摆动过程中,长今与底板始终没有相对运动。取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
    (1)秋千静止时所施加的最小外力是多少?
    (2)若秋千第一次摆动到最低点时摆线的拉力为780N,那么长今和秋千在从最高点摆到最低点的过程中克服阻力做的功是多少?
    (3)长今发现,自己所坐的秋千越荡越低,可她却看到别人的秋千能够越荡越高,她不知为什么会是这样,你能给她解释:
    ①为什么她的秋千越荡越低吗?
    ②她怎样做才能像别人那样在不借助外力的情况下把秋千越荡越高?

    本题信息:2011年北京模拟题物理计算题难度极难 来源:马凤霞
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本试题 “荡秋千:也叫“打秋千”,是朝鲜族妇女喜爱的民间游戏。每逢节日聚会,人们便会看到成群结队的朝鲜族妇女,身穿鲜艳的民族服装,在人们的欢呼、叫好声中荡起了...” 主要考查您对

机械能守恒定律

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  • 机械能守恒定律
机械能守恒定律:

1、内容:只有重力(和弹簧弹力)做功的情形下,物体动能和重力势能(及弹性势能)发生相互转化,但机械能的总量保持不变。
2、表达式:

3.条件
机械能守恒的条件是:只有重力或弹力做功。可以从以下三个方面理解:
(1)只受重力作用,例如在不考虑空气阻力的情况下的各种抛体运动,物体的机械能守恒。
(2)受其他力,但其他力不做功,只有重力或弹力做功。例如物体沿光滑的曲面下滑,受重力、曲面的支持力的作用,但曲面的支持力不做功,物体的机械能守恒。
(3)其他力做功,但做功的代数和为零。

判定机械能守恒的方法:

 (1)条件分析法:应用系统机械能守恒的条件进行分析。分析物体或系统的受力情况(包括内力和外力),明确各力做功的情况,若对物体或系统只有重力 (或弹力)做功,没有其他力做功或其他力做功的代数和为零,则系统的机械能守恒。
(2)能量转化分析法:从能量转化的角度进行分析:若只有系统内物体间动能和重力势能及弹性势能的相互转化,系统跟外界没有发生机械能的传递,机械能也没有转化成其他形式的能(如内能),则系统的机械能守恒。
(3)增减情况分析法:直接从机械能的各种形式的能量的增减情况进行分析。若系统的动能与势能均增加或均减少,则系统的机械能不守恒;若系统的动能不变,而势能发生了变化,或系统的势能不变,而动能发生了变化,则系统的机械能不守恒;若系统内各个物体的机械能均增加或均减少,则系统的机械能不守恒。
(4)对一些绳子突然绷紧、物体间非弹性碰撞等,除非题目特别说明,否则机械能必定不守恒。

竖直平面内圆周运动与机械能守恒问题的解法:

在自然界中,违背能量守恒的过程肯定是不能够发生的,而不违背能量守恒的过程也不一定能够发生,因为一个过程的进行要受到多种因素的制约,能量守恒只是这个过程发生的一个必要条件。如在竖直平面内的变速圆周运动模型中,无支撑物的情况下,物体要到达圆周的最高点,从能量角度来看,要求物体在最低点动能不小于最高点与最低点的重力势能差值。但只满足此条件物体并不一定能沿圆弧轨道运动到圆弧最高点。因为在沿圆弧轨道运动时还需满足动力学条件:所需向心力不小于重力,由此可以推知,在物体从圆弧轨道最低点开始运动时,若在动能全部转化为重力势能时所能上升的高度满足时,物体可在轨道上速度减小到零,即动能可全部转化为重力势能;在,物体上升到圆周最高点时的速度)时,物体可做完整的圆周运动;若在时,物体将在与圆心等高的位置与圆周最高点之间某处脱离轨道,之后物体做斜上抛运动,到达最高点时速度不为零,动能不能全部转化为重力势能,物体实际上升的高度满足。故在解决这类问题时不能单从能量守恒的角度来考虑。


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