高一物理机械能守恒有以下几种情况:
1. 只有重力和弹力做功时,动能和重力势能相互转化,而总的机械能保持不变。例如:自由落体运动,竖直上抛运动等。
2. 物体在两个力作用下,相对于同一个参照系,在某一参考平面内匀速直线运动,也叫做机械能守恒。
3. 相互作用的物体组成系统,在相互摩擦或发生弹性形变时,系统的机械能也可以守恒。例如:考虑空气阻力时滑块运动。
4. 除了重力以外的其他力做功时,动能和势能相互转化,总的机械能保持不变。例如:单摆、在有阻力作用下的摆动等。
以上就是高一物理机械能守恒的一些情况,希望对你有所帮助。请注意,机械能守恒的条件是过程量,即在整个过程中只有动能和势能的相互转化,而没有其他能量的介入(如摩擦产生的热能)。
题目:一个质量为5kg的物体,在离地面10m高处,以10m/s的速度水平抛出。求物体在空中运动过程中重力所做的功和重力势能的变化。
解析:
物体在空中运动过程中,重力所做的功为:
W = mgh = 5kg × 10m/s² × 10m = 500J
重力势能的变化量为:
ΔEp = mgh = 5kg × 10m/s² × (10m - 0) = 500J
由于物体只受重力作用,所以机械能守恒。即物体的动能和重力势能之和保持不变。
根据动能定理,物体抛出时的动能:
Ek0 = 1/2mv² = 1/2 × 5kg × (10m/s)² = 250J
物体落地时的动能为:
Ek = Ek0 + ΔEp = 250J + 500J = 750J
由于物体在空中运动过程中只有重力做功,所以物体的机械能守恒。即物体的动能和重力势能之和保持不变。因此,物体落地时的动能等于抛出时的动能加上重力势能的变化量。
答案:重力所做的功为500J,重力势能的变化量为500J。
希望这个例题能够帮助您理解高一物理机械能守恒的概念和应用。