在运动轨迹的最高点还有动能吗?在讲机械能守恒时,我发现很多同学忘记了以前学过的力学知识。例如下面的问题:图为实心球从a点释放后抛向空中的轨迹。球最终停在水平地面上的e 处。 一种选择是:“球在最高点b?”当学生听到“它有动能”时,他们可能会认为因为球已经到达最高点且速度为0,所以它也有动能马苏动能。
扔药球后,最高点b处的速度真的是0吗?显然不是!如果我们将速度分解为垂直向上的速度分量和水平向右的速度分量,我们发现在最高点b处:
球不再升起。即向上的速度分量为0。向右的速度分量不为0,因为球在经过顶点后继续向右移动。与抛物线运动轨迹的问题类似,我们讨论的是:正如我之前多次说过的,牛顿第一运动定律的例子有很多。例如下面的问题:
照片显示当贝壳到达最高点时,当外力突然消失时,贝壳变成()。
A. 静止B. 向左匀速直线运动C. 垂直向下匀速直线运动D. 沿原来的轨迹运动
牛顿第一运动定律:当不受力作用时,所有物体要么静止,要么匀速直线运动。根据牛顿第一定律,当没有外力作用于物体时,物体保持外力暂时消失时的状态。壳在最高点的速度是否为0?如果为0,则外力撤除后壳将静止。从前面的分析可以看出,炮弹仍然有向左运动的速度。当施加在其上的所有外力消失时,壳保持其原始速度(向左)并以恒定速度沿直线运动。所以选B。
课堂上,有些学生不明白“抛物线的轨迹”和“垂直抛出的球的轨迹”之间的区别。如图所示,如果你垂直扔球,球的轨迹将是直线上下(只有垂直速度,没有水平速度)。 球到达最高点时的瞬时速度。显然,此时小球的动能也为0。忽略空气阻力,球损失的所有动能都转化为增加的重力势能。也就是说,机械能是守恒的。
“平衡态”误判这是一个铁球,A点重力为G,其轨道右侧有弹簧。铁球经过B、C、D 点,到达E 点(在D 和E 的高度)时,弹簧处于最短状态,球的速度为0 和________。 (可选是或否)平衡状态。关于这个问题,有的同学误解了球处于平衡状态,原因是“此时球的速度为零,因此根据牛顿第一定律可以认为它是静止的”。这是可以理解的。”就是这样。 “球处于平衡状态。”这种理解是有问题的。让我们回顾一下均衡的定义。当一个物体受到某种力的作用时,如果它保持静止或匀速直线运动,我们说:这些力是平衡的,这意味着物体处于平衡状态。当弹簧最短时,球的速度为零,但这只是球的瞬时速度,并不能使其静止。从另一个层面来看,物体只有“保持”静止或匀速直线运动状态才能说处于平衡状态。即使球被认为在E点“静止”,球显然也不能在E点保持这种所谓的“静止”,因此不处于平衡状态。
寻找平衡是中学生的一项基本技能。最合理的判断方法是分析物体所受的力,而不是看速度是否为零。如果一个物体在各个方向上受到的力都是平衡的,那么它就处于平衡状态;如果不是,那么作用在该物体上的力就是不平衡的,当然就不会处于平衡状态。以上一题为例,当球在E点时,轨迹是光滑的,球是水平的,因此球受到垂直平衡力(垂直向下的重力,垂直向上的支撑力)。方向仅仅受到弹簧的弹力,受力是不平衡的,当然不会处于平衡状态。
学生常犯的一个错误是认为速度为零,同时得出物体处于平衡状态的结论。示例包括:
当球到达最高点时,将其垂直向上扔出。如果你向上扔一个球,当它到达最高点时,它的轨迹将是一条抛物线。当球到达两侧的最高点时,钟摆就会移动。蹦极或蹦床,当一个人到达最低点时。篮球落地后,变形达到最大时刻。此时物体的瞬时速度为零,但在分析物体是否处于平衡状态时,需要从平衡状态的定义角度来判断,而不是简单地看瞬时速度是否处于平衡状态。是零。或受力分析:
A. 确定物体是否可以“保持”静止或匀速直线运动。如果速度连续变化,显然不满足“维持”条件。
B. 作用在物体上的力是否平衡?如果作用在物体上的力不平衡,则运动状态将不可避免地发生变化,物体将不处于平衡状态。
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