过程中,小球的机械能守恒定律,是不是不守恒

在杆的转动过程中,杆对小球的支持力并不是总是沿着杆的方向,因此杆能对小球做功,机械能就不守恒,可是在
提问:级别:大三来自:云南省
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在杆的转动过程中,杆对小球的支持力并不是总是沿着杆的方向,因此杆能对小球做功,机械能就不守恒,可是在
一轻杆一端固定质量为m的小球,以另一端O为圆心,使小球在竖直平面内作半径为R的圆周运动,如图所示,
我认为:在杆的转动过程中,杆对小球的支持力并不是总是沿着杆的方向,因此杆能对小球做功,机械能就不守恒,可是在处理相关问题时还经常用到机械能守恒,不知这种情况下机械能为什么还守恒?
&提问时间: 23:52:17
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回答:级别:二级教员 21:49:36来自:河南省平顶山市
这个是高中学习机械能守恒问题中最容易产生疑问的地方,因为杆的作用力确实不一定沿杆的方向这个结论已经深入人心了,但是强调一点的是这个不一定,不是一定不,也就是说还是可以沿着杆的方向的,呵呵。当然对于这个题目到底力沿杆的方向吗?杆对物体做功了吗?小球机械能还守恒吗?要解答这些问题,不要直接找杆是否做功,然后根据功的定义找力的方向,那就困难了!正确的思路应该是这样:
因为功是能量转化的量度,一个力如果做了功,肯定是转化了能量形式,或者从一个物体转移到另外一个物体。如果杆做了正功,小球机械能会增加,那么杆消耗的是哪里的能量呢?杆是轻杆,没有动势能。同样,如果杆做了负功,那么小球机械能会减小,杆占用了什么能量呢?杆是轻杆,没有动势能。也就是说杆无法输出或者得到能量,当然小球机械能守恒了,这样就知道杆不做功了,那杆的作用力也肯定沿杆的方向了!
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为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞(碰撞过程中没有机械能损失),某同学选取了两个体积相同、质量不等的小球,按下述步骤做了如下实验:①用天平测出两个小球的质量分别为m1和m2,且m1>m2.②按照如图所示的那样,安装好实验装置.将斜槽AB固定在桌边,使槽的末端点的切线水平.将一斜面BC连接在斜槽末端.③先不放小球m2,让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下,记下小球在斜面上的落点位置.④将小球m2放在斜槽前端边缘处,让小球m1从斜槽顶端A处滚下,使它们发生碰撞,记下小球m1和小球m2在斜面上的落点位置.⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离.图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置,到B点的距离分别为LD、LE、LF.根据该同学的实验,回答下列问题:(1)小球m1与m2发生碰撞后,m1的落点是图中的&点,m2的落点是图中的 &点.(2)用测得的物理量来表示,只要满足关系式 &&
本题难度:一般
题型:解答题&|&来源:2011-浙江省高考物理模拟试卷(十四)
分析与解答
习题“为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞(碰撞过程中没有机械能损失),某同学选取了两个体积相同、质量不等的小球,按下述步骤做了如下实验:①用天平测出两个小球的质量分别为m1和m2,且m1>m2...”的分析与解答如下所示:
(1)小球m1和小球m2相撞后,小球m2的速度增大,小球m1的速度减小,都做平抛运动,由平抛运动规律不难判断出;(2)设斜面BC与水平面的倾角为α,由平抛运动规律求出碰撞前后小球m1和小球m2的速度,表示出动量的表达式即可求解;(1)小球m1和小球m2相撞后,小球m2的速度增大,小球m1的速度减小,都做平抛运动,所以碰撞后m1球的落地点是D点,m2球的落地点是F点;(2)碰撞前,小于m1落在图中的E点,设其水平初速度为v1.小球m1和m2发生碰撞后,m1的落点在图中的D点,设其水平初速度为v1′,m2的落点是图中的F点,设其水平初速度为v2. 设斜面BC与水平面的倾角为α,由平抛运动规律得:,LDcosα=v′1t解得:同理可解得:,所以只要满足m1v1=m2v2+m1v′1即:则说明两球碰撞过程中动量守恒;故答案为:(1)D,F;&(2)
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为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞(碰撞过程中没有机械能损失),某同学选取了两个体积相同、质量不等的小球,按下述步骤做了如下实验:①用天平测出两个小球的质量分别为m1和m2,且...
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等考点的理解。
因为篇幅有限,只列出部分考点,详细请访问。
验证动量守恒定律
与“为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞(碰撞过程中没有机械能损失),某同学选取了两个体积相同、质量不等的小球,按下述步骤做了如下实验:①用天平测出两个小球的质量分别为m1和m2,且m1>m2...”相似的题目:
A、B两滑块在同一气垫导轨上,碰撞前B滑块静止,A滑块匀速向B滑块运动并发生碰撞,利用闪光照相的方法连续4次拍摄得到的闪光照片如图所示.已知相邻两次闪光的时间间隔为T,在这4次闪光的过程中,A、B两滑块均在0~80cm范围内,且第1次闪光时,滑块A恰好位于x=10cm处.若A、B两滑块的碰撞时间及闪光持续的时间极短,均可忽略不计,则&&&&碰撞发生在第1次闪光后的3T时刻碰撞后A与B的速度大小相等、方向相反碰撞后A与B的速度大小之比为1:3A、B两滑块的质量之比为2:3
(选修模块3-5)(1)下列四幅图涉及到不同的物理知识,其中说法正确的是&&&&A.图甲:普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念,成为量子力学的奠基人之一B.图乙:玻尔理论指出氢原子能级是分立的,所以原子发射光子的频率也是不连续的C.图丙:卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,发现了质子和中子D.图丁:根据电子束通过铝箔后的衍射图样,可以说明电子具有粒子性(2)目前核电站是利用核裂变产生的巨大能量来发电的.请完成下面铀核裂变可能的一个反应方程:+n→Ba+Kr+&&&&.已知U、Ba、Kr和中子的质量分别为m1、m2、m3和m4,则此反应中一个铀核裂变释放的能量为&&&&;(3)(4分)一同学利用水平气垫导轨做《探究碰撞中的不变量》的实验时,测出一个质量为0.8kg的滑块甲以0.4m/s的速度与另一个质量为0.6kg、速度为0.2m/s的滑块乙迎面相撞,碰撞后滑块乙的速度大小变为0.3m/s,此时滑块甲的速度大小为&&&&m/s,方向与它原来的速度方向&&&&(选填“相同”或“相反”).
某同学用如图所示的装置,利用两个大小相同的小球做对心碰撞来验证动量守恒定律,图中AB是斜槽,BC是水平槽,它们连接平滑,O点为重锤线所指的位置.实验时先不放置被碰球2,让球1从斜槽上的某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹,重复10次.然后将球2置于水平槽末端,让球1仍从位置G由静止滚下,和球2碰撞.碰后两球分别在记录纸上留下各自的痕迹,重复10次.实验得到小球的落点的平均位置分别为&M、N、P.(1)在此实验中,球1的质量为m1,球2的质量为m2,需满足m1&&&&m2(选填“大于”、“小于”或“等于”).(2)被碰球2飞行的水平距离由图中线段&&&&OP&&&&
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1(1)用示波器观察频率为900Hz的正弦电压信号.把该信号接入示波器Y输入.①当屏幕上出现如图1所示的波形时,应调节&&&&钮.如果正弦波的正负半周均超出了屏幕的范围,应调节&&&&钮或&&&&钮,或这两个钮配合使用,以使正弦波的整个波形出现在屏幕内.②如需要屏幕上正好出现一个完整的正弦波形,应将&&&&钮置于&&&&位置,然后调节&&&&钮.(2)碰撞的恢复系数的定义为e=|ν2-ν1|ν20-ν10,其中v10和v20分别是碰撞前两物体的速度,v1和v2分别是碰撞后物体的速度.弹性碰撞的恢复系数e=1,非弹性碰撞的e<1.某同学借用验证动力守恒定律的实验装置(如图所示)验证弹性碰撞的恢复系数是否为1,实验中使用半径相等的钢质小球1和2(它们之间的碰撞可近似视为弹性碰撞),且小球1的质量大于小球2的质量.实验步骤如下:安装好实验装置,做好测量前的准备,并记下重锤线所指的位置O.第一步,不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上.重复多次,用尽可能小的圆把小球的所落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置.第二步,把小球2&放在斜槽前端边缘处C点,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞.重复多次,并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后小球落点的平均位置.第三步,用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O点的距离,即线段OM、OP、ON的长度.上述实验中,①P点是&&&&平均位置,M点是&&&&平均位置,N点是&&&&平均位置.②请写出本实验的原理&&&&,写出用测量量表示的恢复系数的表达式&&&&.③三个落地点距O点的距离OM、OP、ON与实验所用的小球质量是否有关系?
2为了验证碰撞中的动量守恒,实验宜在气垫导轨上进行,这样就可以大大减小阻力,使滑块在碰撞前后的运动可以看成是匀速运动,使实验的可靠性及准确度得以提高,在某次实验中,A、B两铝制滑块在一个水平气垫导轨上相碰,用闪光照相每隔0.2s的时间拍摄一次照片,每次拍摄闪光的延续时间很短,可以忽略不计,如图所示,已知A、B之间的质量关系是mB=1.5mA,拍摄进行了4次,第一次是在两滑块相撞之前,以后的三次是在碰撞之后,A原来处于静止状态,设A、B滑块在拍摄闪光照片的这段时间内是在10cm至105cm这段范围内运动,(以滑块上的箭头位置为准),根据闪光照片得出的结论中说法正确的是&&&&
3(1)已知打点计时器接的交流电源频率是f,用它记录一个匀变速直线运动小车的位移,打出的一条纸带和已选好的计数点0、1、2、3、4、5、6如图1所示(已知相邻两计数点中间有四个点未画出).某同学测量出1与2两点间的距离为S12,5与6两点间的距离为S56,由此可算出小车运动的加速度为a=&&&&.(2)图2为某次实验中用游标卡尺测量硬塑环外径(甲图)与内径(乙图)的图示,由图可知该硬塑环的外径为&&&&cm,内径为&&&&cm,平均厚度为&&&&cm.(3)气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵将压缩空气通过导轨的众多小孔高速喷出,在导轨与滑块之间形成薄薄一层气垫,使滑块悬浮在导轨上.由于气垫的摩擦力极小,滑块在导轨上的运动可很好地近似为没有摩擦的运动.我们可以用固定在气垫导轨上的光电门A、B和光电计时装置,以及带有I形挡光条的滑块C、D来验证动量守恒定律.已知I形挡光条的持续挡光宽度为L,实验装置如图3所示,采用的实验步骤如下:a.调节气垫导轨底座螺母,观察导轨上的气泡仪,使导轨成水平状态;b.在滑块C、D间放入一个轻质弹簧,用一条橡皮筋捆绑箍住三者成一水平整体,静置于导轨中部;c.将光电门尽量靠近滑块C、D两端;d.烧断捆绑的橡皮筋,使滑块C、D在弹簧作用下分离,分别通过光电门A、B;e.由光电计时器记录滑块C第一次通过光电门A时I形挡光条持续挡光的时间tC,以及滑块D第一次通过光电门B时I形挡光条持续挡光的时间tD.①实验中还应测量的物理量是&&&&;②根据上述测量的实验数据及已知量,验证动量守恒定律的表达式是&&&&;上式中算得的C、D两滑块的动量大小并不完全相等,产生误差的主要原因是&&&&;③利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小?如能,请写出计算表达式&&&&.
该知识点易错题
1(1)在弹性限度内,弹簧弹力的大小与弹簧伸长(或缩短)的长度的比值,叫做弹簧的劲度系数.为了测量一轻弹簧的劲度系数,某同学进行了如下实验设计:如图所示,将两平行金属导轨水平固定在竖直向下的匀强磁场中,金属杆ab与导轨接触良好,水平放置的轻弹簧一端固定于O点,另一端与金属杆连接并保持绝缘.在金属杆滑动的过程中,弹簧与金属杆、金属杆与导轨均保持垂直,弹簧的形变始终在弹性限度内,通过减小金属杆与导轨之间的摩擦和在弹簧形变较大时读数等方法,使摩擦对实验结果的影响可忽略不计.请你按要求帮助该同学解决实验所涉及的两个问题.①帮助该同学完成实验设计.请你用低压直流电源()、滑动变阻器()、电流表()、开关()设计一电路图,画在图中虚线框内,并正确连在导轨的C、D两端.②若已知导轨间的距离为d,匀强磁场的磁感应强度为B,正确连接电路后,闭合开关,使金属杆随挡板缓慢移动,当移开挡板且金属杆静止时,测出通过金属杆的电流为I1,记下金属杆的位置,断开开关,测出弹簧对应的长度为x1;改变滑动变阻器的阻值,再次让金属杆静止时,测出通过金属杆的电流为I2,弹簧对应的长度为x2,则弹簧的劲度系数k=&&&&.(2)气垫导轨(如图甲)工作时,空气从导轨表面的小孔喷出,在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层,使滑块不与导轨表面直接接触,大大减小了滑块运动时的阻力.为了验证动量守恒定律,在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块,每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连,两个打点计时器所用电源的频率均为b.气垫导轨正常工作后,接通两个打点计时器的电源,并让两滑块以不同的速度相向运动,两滑块相碰后粘在一起继续运动.图乙为某次实验打出的、点迹清晰的纸带的一部分,在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带,用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s3.若题中各物理量的单位均为国际单位,那么,碰撞前两滑块的动量大小分别为&&&&、&&&&,两滑块的总动量大小为&&&&;碰撞后两滑块的总动量大小为&&&&.重复上述实验,多做几次.若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等,则动量守恒定律得到验证.
2(1)用示波器观察频率为900Hz的正弦电压信号.把该信号接入示波器Y输入.①当屏幕上出现如图1所示的波形时,应调节&&&&钮.如果正弦波的正负半周均超出了屏幕的范围,应调节&&&&钮或&&&&钮,或这两个钮配合使用,以使正弦波的整个波形出现在屏幕内.②如需要屏幕上正好出现一个完整的正弦波形,应将&&&&钮置于&&&&位置,然后调节&&&&钮.(2)碰撞的恢复系数的定义为e=|ν2-ν1|ν20-ν10,其中v10和v20分别是碰撞前两物体的速度,v1和v2分别是碰撞后物体的速度.弹性碰撞的恢复系数e=1,非弹性碰撞的e<1.某同学借用验证动力守恒定律的实验装置(如图所示)验证弹性碰撞的恢复系数是否为1,实验中使用半径相等的钢质小球1和2(它们之间的碰撞可近似视为弹性碰撞),且小球1的质量大于小球2的质量.实验步骤如下:安装好实验装置,做好测量前的准备,并记下重锤线所指的位置O.第一步,不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上.重复多次,用尽可能小的圆把小球的所落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置.第二步,把小球2&放在斜槽前端边缘处C点,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞.重复多次,并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后小球落点的平均位置.第三步,用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O点的距离,即线段OM、OP、ON的长度.上述实验中,①P点是&&&&平均位置,M点是&&&&平均位置,N点是&&&&平均位置.②请写出本实验的原理&&&&,写出用测量量表示的恢复系数的表达式&&&&.③三个落地点距O点的距离OM、OP、ON与实验所用的小球质量是否有关系?
3为了验证碰撞中的动量守恒,实验宜在气垫导轨上进行,这样就可以大大减小阻力,使滑块在碰撞前后的运动可以看成是匀速运动,使实验的可靠性及准确度得以提高,在某次实验中,A、B两铝制滑块在一个水平气垫导轨上相碰,用闪光照相每隔0.2s的时间拍摄一次照片,每次拍摄闪光的延续时间很短,可以忽略不计,如图所示,已知A、B之间的质量关系是mB=1.5mA,拍摄进行了4次,第一次是在两滑块相撞之前,以后的三次是在碰撞之后,A原来处于静止状态,设A、B滑块在拍摄闪光照片的这段时间内是在10cm至105cm这段范围内运动,(以滑块上的箭头位置为准),根据闪光照片得出的结论中说法正确的是&&&&
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第六章 机械能(宋小红)
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机械能不守恒问题收藏
一个物块光滑斜面顶端开始下滑,下滑到底端后沿光滑水平面以速度 v 匀速直线运动下去。然后,假设你坐在一个以 v 的速度向右做匀速直线运动的车里。如果以你为参照物,,斜面顶端的物块初始时机械能为 物块重力势能+ (1/2)MV²,M为物块重量,而到了斜面底端后,机械能竟变为 0 了!能量不是守恒吗?消失的能量去了哪里?
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能量守衡是在同一个参考系中吧,物块在惯性系中不还在运动吗?
机械能变动能啦,如果有摩擦的话还变热能
能够问出这样的问题,说明你非常了不起。为了不让你的这个帖子被埋没,我帮你顶一下。这个帖子完全可以列入精品。你所给出的这一模型非常好。以地面为参考系,小球的确是机械能守恒的,这毫无疑问。但是,以匀速运动的车为参考系,机械能是不守恒的。因为,小球最终会与车保持相对静止,也就是说,在小球滚下的过程中,相对于车来说,小球是在向后运动的,也就是小球比车运动得慢。也就是说,以车为参考系,斜面对小球的支持力对小球是做负功的。有兴趣的话你可以自己证明一下,支持力对小球做的负功恰与初始时小球的重力势能大小相等。根据伽利略相对性原理,不同的惯性系应当是平权的。但很多人以为,相对于一惯性系机械能守恒,就对其他的惯性系同样守恒。这种理解是错误的,因为我们知道,只有符合机械能守恒条件时,机械能才会守恒。所以,当我们变换参考系的时候,应当看看相对于新参考系来说,是否符合机械能守恒条件。以上内容希望能够解答你的疑惑。作为初中生,你能够想到这个简单明了且一针见血的模型,说明你的思路很清晰,并且能够看出你是个敢于怀疑擅长思考的学生!希望吧主可以将他的帖子列为精品。
同意五楼的帅哥
恩,5楼一针见血以你为参考系,重力势能做了负功,正好等于小球的动能。
题目中建立的模型有问题。题目中存在的问题:物块在斜面上下滑,转为在水平面运动。下滑至底部速度为V,方向与斜面平行。接触地面后的运动轨迹为斜抛运动。设与水平面碰撞为完全完全弹性碰撞,物体水平速度为vcos(a),垂直速度为vsin(a),以后,将在水平面上一次次被弹起做斜抛运动(如下图)小车为参照系能量方程分析:1.对于以v速度运动的参照物而言,物体向相反方向的速度为v。初始时物体具有的能量为势能mgh,动能1/2mv^2,按题意恰好二者相等,于是,初始时总能量为二者之和:mv^22.自斜面顶运动到底,对所选参照系而言,物体势能降低至0,物体水平运动分速度减小至v(1-cos(a))垂直分速度增加为vsin(a),其总能量变为:mv^2(1-cos(a)),总能量减少量为mv^2cos(a)。能量减小的原因为,合力在水平方向的分力在做功,使得水平分速度减小。3.脱离斜面后,水平分力为零。因完全弹性碰撞,垂直方向发生动能、弹性势能、动能、势能/不断转化,物体总能量不再发生变化。
应该是摩擦和空气阻力使机械能转化为内能了吧……说实话再多我也不懂了(惭愧)
不是,摩擦与空气阻力都不考虑。
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再多我就没学了
lz思考真是有深度 这个定量的话 能作为高考选择最后一题了 lz你很有前途。
变换参考系后斜面的支持力对小球做了负功导致小球的动能变为了0系统的机械能就是斜面和小球总计的重力势能和动能 与之后比 明显是减小了 之后只剩下了斜面的重力势能与动能,而固定斜面速度不变的那个力是什么力呢?在正常参考系下这个力就是摩擦力,但是正常参考系下这个摩擦力没有做功因为沿里的方向作用点没有位移,可是变换参考系后,在摩擦力的方向上有了与摩擦力方向相反的位移,而且这个摩擦力就是那个刚好固定住斜面的速度不变的那个水平方向的力,它还是静摩擦,因为换了参考系地面也是有速度的。于是系统减少的那部分能量就可以知道是从哪里减少的了,就是地面静摩擦力所做的负功 但是显然在正常参考系下这是荒谬的。静摩擦力怎么会做负功呢。。这个负功转化为了什么绝不是内能,那是什么呢,这是个值得思考的问题。
我猜这部分能量都转化为了地面的动能 但是地面太庞大了所以速度的改变微乎其微,因为你认为小球是光滑的,所以落地之后在变换后的参考系下会静止不动,所以斜面与地面的速度肯定会发生改变,根据动量守恒可知这一点,所以我猜测这部分能量转化为了地面的动能。如果对地球来说,那就是给地球旋转加速。包括在正常参考系下小球下滑过程中地面对斜面有静摩擦,但是绝对的静止是不存在的,无论地面的质量多大,都会发生微小的位移, 如何小球下落过程中都会损失一部分能量转化为了地面的动能,如果小球对地面有摩擦力的话,这部分因下落地面多出的动能会因之后小球与地面的共速过程而转化为内能,内能的大小便是小球的重力势能的减小量。如果没摩擦,那么就是给地面转动做了加速。所以小球的重力势能完全转化为动能是根本不存在的,因为在斜面下落过程中,必定会损失一部分能量给地表转速加速。这部分能量就是转化给地面的动能。以上的分析很滑稽,我也不知道对否,如果有兴趣,你可以继续深入思考,如有更好的说法,欢迎探讨。
所以 我还是信奉 机械能守恒的说法的 所以我千方百计地来证明他守恒。从你这个问题的提出我想明白了一点,绝对的静止是不存在的,小球从斜面上下滑,斜面能静止,是因为有地面,那么地面受到了摩擦力能静止么?肯定是不能的,所以实际上斜面也是有了微小的位移,但是初中高中我们都认为他就是静止的了,于是小球的全部的重力势能就全都转化为了小球的动能。但实际上却有可能是一部分转换为小球的动能,一部分转换为了地面能和斜面的动能,这两部分之和就是小球最初的重力势能。即Ek球+Ek地面==mgh然后变换参考系后,这两部分 小球动能减少了Ek 就是增加了-Ek 而地面动能多了E所以E-Ek==mgh E==mgh+Ek 刚好与损失的能量大小相同。因为参考系的变化,动能的增量被放大了。所以之前的所忽略的部分就显现出来了。如果最后小球与地面共速了,那么产生的焦耳热也就是内能也一定就是mgh这么大。无论在什么参考系下,结果也是一样的。这就是我的理解。
在正常参考系下Ek地面,就是下落过程地面动能的增量是微乎其微的,所以往往忽略而在变换后 地面动能的增量是不可忽略的这么给你举例子 速度从0变为0.01 动能变了多少? 你变个参考系以-10m/s的物体作为参照物那么就是速度从10变为了10.01 同样的物理情景,动能的增量却是不同的。从0到0.01你可以忽略而从10到10.01却是不能的,就是这个意思,所以之前的微乎其微,变换参考系后就成了你所谓的 机械能不守恒了。
我感觉你没有看清题。1.题目中说的很清楚,是“光滑斜面”、“光滑平面”,因此,物体自斜面顶部开始向下滑动,直到最后速度绝对值等于v,根本不存在摩擦力或者静摩擦力的问题。2.尽管题目中说:斜面上物体滑动到底部后以速度v水平运动有点小问题。但假如真的可以通过一定的“措施”使最终速度方向变为水平方向,不考虑速度方向转换的问题。楼主和5楼的分析是完全正确的。3.让运动速度转向也确实是可以实现的,例如向下滑动是在一个与地面相切的特殊曲面上。当坐标系转变后,物体相对于新坐标系具有的动能被曲面上水平分力做功全部消耗;物体对于新坐标系的势能,也被物体受曲面上不断变化垂直方向的分力与重力之和所做的功,全部“消耗”。
接17楼:另外,物体在曲面上运动、受力、做功也简单分析如下。1.物体受曲面弹力的水平分力不断变小(不是线性变化),最后为零,方向一直与物体相对于新参照系的速度方向相反,其水平分速度一直减小最终为零,即水平分力一直做负功。2.物体受的垂直分力由曲面弹力的垂直分力与重力组成。其变化为:最初时向下、变化至零、变化至向上、最终变化至零。因此,该力使物体在垂直方向上前阶段由速度0,向下加速至最大值,后减速,最后速度为零。所以,该力初始时做功将转化为垂直速度所具有的动能(份额),后又做负功将其消耗。
能量守恒是普遍规律,不能说你换个坐标,能量就不守恒了,这肯定是错误的。5楼貌似正确,实际是犯了根本性错误。动能是用绝对速度表示的,不是用相对速度表示的。对不同的坐标来说,相对速度是变的,绝对速度是不变的。绝对速度=牵连速度+相对速度。对楼主这个问题,牵连速度(即运动坐标的速度)为v,相对速度为0,则绝对速度=v+0=v,动能不变的。这个问题对学过大学物理的大学生来说,应该不是个问题。
学过大学物理的动力学普遍方程、拉格朗日方程的,平动动能都是用质心的绝对速度求的。用相对速度计算动能,哪是很低级错误,肯定是挂科的水平
速度与参考系有关,地球、车辆,动能也是一样,根本没有绝对速度之说。物体在地球参考系速度为零,但是对于车参考系速度不为零,动能也不为零。就如天上的鸟,以地为参考系的时候速度是零,动能为零,但是以高速飞机为参考系来说,其速度不为零动能也不为零,道理相同。以车为参考系时,你可以认为是斜坡顶面相对与地球速度为零的物体,以一定的速度向车撞来。能量守恒是没有错,对于这题来说,以车为参照系的能量守恒,是要把斜面、地球也放在参考系中考虑,明白吗?19~20楼的错误在于,把地球当做绝对静止了,没有进行参考系变换。假如斜面、地球不是相对与一辆车,而是相对于一个让自己仅仅像一个篮球大小的更大的星球,你还会这样理解吗?
如果不考虑地面摩擦那就简单了,动能全部转化为了斜面的动能,无论怎么换取参考系,机械能守恒都应该成立,换句话说,你现在认为的绝对速度一定就是绝对速度么。
惯性系下 机械能都守恒,无论你怎么变换参考系,我支持5楼,我前面的分析是建立在斜面和地面之间有摩擦保持斜面和地面在小球下滑过程中保持相对静止。如果不考虑斜面与地面的相对静止问题,那么太简单了,最初参考系,小球的重力势能变为了斜块与小球的动能。变换后小球的初动能和重力势能全部转化为了斜块的动能,丢失的能量就是斜块的动能增量。
看到19楼说动能的v只能是绝对速度,要么就挂科我就笑了。5楼的解答比你的说的明白很多,你到这来不是堆砌你那堆物理名词来的,收收吧。
其实,19楼说的不全错,他的错误在于,不是变化了参照系统,而是还以地球为参照系统,仅仅变化坐标系。24楼说的是错误的。当参照系统变化后。物体最终动能势能都是零。何来“变换后小球的初动能和重力势能全部转化为了斜块的动能”之说?之所以这样说,我感觉你可能不理解“速度”是矢量,但动能是“标量”的问题。假如初始时具有动能和势能,最终动能势能均为零,那些能量必然是转化了。本题中,是转移给斜面及地球了。请注意:车辆参照系,是完全独立与斜面、地球之外的参照系,因此,考虑能量消耗的时候,也需要把斜面地球当中参照系中的另外的物体考虑。
你读清楚我的回答行么
而且变换的不仅仅是坐标系 确实是变换了参考系
我说的斜块就是你嘴里的斜面。 而且你说不计斜块与地面间的摩擦力那么转化的能量又怎么会传导到地面上去。
我再举一个例子,如下图有一个很大的汽车,上面有一个小“地球”,地球上有一个斜面,斜面顶上有一个物体。最初,相对于下面的大汽车,地球、斜面、物体都以速度v向右运动(物体、斜面、地球之间相对静止)。后来物体滑落了,其相对静止打破了。到底部后产生了一个相对于地球、斜面数值为v向左的速度。当然,此时,物体相对于大汽车速度为零。此时大汽车的地球、斜面还在向右运动。原题参照系变化后,就是这样的模型。
如果这样说,那就没问题了。
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