- 高三物理必修二机械能
高三物理必修二中的机械能包括:
重力势能:物体由于被举高而具有的能。
弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能。
机械能:动能和势能统称为机械能。
此外,常见的内力做的功,包括重力、弹力等,会改变物体动能的大小。注意,动能和势能的总和,叫作机械总能量。
相关例题:
题目:
质量为 m 的小球从高为 H 的地方自由下落,不计空气阻力,当它的动能达到重力势能的多少时,小球将与地面发生碰撞,碰撞过程中动量守恒。求小球与地面碰撞后反弹的高度。
分析:
1. 小球自由下落时,重力势能转化为动能;
2. 小球与地面碰撞时,动量守恒;
3. 碰撞后小球反弹,动能转化为重力势能。
解题:
设小球下落的高度为 h 时,动能达到重力势能的二分之一,即:
Ek = 0.5mv² = mgh
其中 m 为小球质量,v 为小球下落时的速度。
根据能量守恒定律,小球下落时重力势能转化为动能,即:
mgH = 0.5mv² + mgh
解得 h = H/2
接下来,小球与地面发生碰撞。由于动量守恒,所以碰撞前后的动量大小相等,方向相反。设小球反弹后上升的高度为 h',则有:
mg(H-h) = 0.5mv¹² + 0.5mv²¹
其中 v¹ 为小球反弹后的速度,v² 为碰撞前的速度。
根据能量守恒定律,碰撞后小球的重力势能转化为动能和弹性势能,即:
mgh' = 0.5mv²¹ + 弹性势能
其中弹性势能的大小未知,但可以假设为 E。因此有:
E = 0.5mv²² - 0.5mv¹²
将上述三个式子代入并联立求解,可得:
h' = (H-h) + √[(H-h)(H+h)]/2 = H/2 + √(H²/4) - h
所以,小球与地面碰撞后反弹的高度为 H/2 + √(H²/4) - h。
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