分享到:

弹簧弹性势能零点选取及其应用

在动力学教学中 ,我们常常应用机械能守恒定律△ Ek+△ Ep=0。这时 ,我们就要考虑到如何选取势能零点的问题。如果势能零点选取恰当 ,解题过程就可以大为简化。对于弹性势能 ,也不例外。现在 ,我就弹簧的弹性势能及简谐振动系统的势能进行分析。1 弹簧的弹性势能 Epe=12 kx2成立的条件对于弹性系统 ,通常规定弹簧无任何形变 (不伸长也不缩短 )时的势能为零 ,那末 ,弹簧伸长或缩短x时系统的弹性势能为 Epe=12 kx2 。因此 ,把 12 kx2 作为弹性势能的条件是 :零势能点选取在弹簧无形变的端点。如图 1所示 ,弹簧的倔强系数是 k,原长为 l0 端点位置 0′作为坐标原点 ,取竖直向下为正方向。弹簧拉至 l1时 ,端点坐标为 x1,我们取 0′作为弹性势能的零点。此时的弹性势能是 12 kx21,同理 ,若把弹簧端点压至 -x1的位置 ,弹簧的弹性势能则是 12 k( -x1) 2 =12 kx21。依照这种...  (本文共4页) 阅读全文>>

《科技经济导刊》2017年26期
科技经济导刊

巧用物理力学知识分析生活实例的思考

1重力在生活实例中的应用重力是由于地球的吸引而产生的方向垂直向下的力,生活在地球上的我们,无时无刻不在感受着重力的存在。比如,成熟的苹果会自动从树上掉落下来、水会往低处流、人们在跳跃的之后总是会回到地面,这些都是由于重力的作用。另外,我们可以观察到,羽毛球的下端会做的重一些,这是为了降低羽毛球的重心,可以在羽毛球落地的时候保证下端接触地面,以此来保护羽毛球的羽毛,同样的,在大货车装载货物时,会将相对较重的货物装在货车的下面,比较轻的货物放在上面,而且货车的货物不能装载的过高,这是应用降低重心的方法来提高货车的稳定程度;建筑工人在砌墙的时候,会使用重锤线来检测墙身是否做得竖直,这正是利用了重力的方向是垂直向下的这一原理;司机在下坡的时候会关闭发动机,而车还是会继续向下滑行,这正是因为车受到了重力的作用;由于相同质量的物体所受到的重力是相同的,天平依据此原理来测定物体上质量。生活中处处都有重力的存在,只要我们细心观察,用心思考,就可...  (本文共1页) 阅读全文>>

《中学生数理化(学习研究)》2017年08期
中学生数理化(学习研究)

关于弹性势能表达式的探究

1.弹性势能的改变仅与弹力做功有关,弹力做多少功,弹性势能就减少多少;克服弹力做多少功,弹性势能就增加多少。2.弹性势能是相对的,其大小在选定了零势能点后才能确定,对弹簧,零势能点一般选在弹簧自然长度处。3.若选弹簧自然长度时的弹性势能为0,那么,从自然长度起拉伸弹簧,拉力做的功就等于克服弹簧弹力做的功,也等于弹性势能的增加量,这个增加量也正是此时弹簧的弹性势能Ep,即Ep=W。图1如图1所示,弹簧的劲度系数为k,左端固定,不加外力时,右端在A处,现用力F缓慢向右拉弹簧,使弹簧伸长l后到达B处(不超出弹性限度)。问此时弹簧中储存的弹性势能是多少。随着弹簧缓慢向右拉动,拉力等于弹簧的弹力,弹力大小f=kx是一个变力,怎样求解变力功成为解答此题的关键。方法一(平均力法):由于弹力的大小与位移成正比关系,故可用平均力来求变力功的...  (本文共1页) 阅读全文>>

《物理教学》2017年08期
物理教学

活用机械能守恒条件与机械能守恒定律解题

机械能守恒是有条件的,而机械能守恒定律是 做功,也没有耗散内力做功,那么系统的机械能既没有适用条件的。若系统外力和非保守内力都不做 有增加,也没有减少,只有重力势能与动能的相互转功,或者说只有保守力做功,则动能与势能相互转 化,因此该系统的机械能守恒,或者说,若以整个系统化,这是机械能守恒定律的适用条件。其中包含了 为研究对象,则机械能的变化遵循机械能守恒定律。机械能守恒的条件。若非保守外力和非保守内力对 例1某气球的质量为m,载有质量为M的人,系统做功的代数和始终为零,则系统的机械能总量 静止在空中距地面/t高处,气球下面悬挂一根绳子,保存不变。该结论指出了机械能守恒的另一种条 此人想从气球上沿绳缓慢滑至地面,若不计绳的质量、件,但这不是机械能守恒定律的适用条件。当物体 人的高度和空气阻力,则下列说法中正确的是()或系统的机械能守恒时,机械能的变化不一定遵循 CA机械能守恒定律;而在机械能守恒定律中,也不可能 讯详尽地表述机械...  (本文共6页) 阅读全文>>

《中学课程辅导(教师通讯)》2017年16期
中学课程辅导(教师通讯)

实验探究“探究弹性势能的表达式”

物理是一门以实验为基础的自然学科。高中物理教学就是要体现科学探究,培养学生的科学精神。以“探究弹性势能的表达式”的一节教学为例,除了从理论和图象法来推导以外,笔者还运用实验方法加以探究,由此来得到弹性势能的表达式,使得学生对物理的结果更令人信服,以此培养学生的科学探究方法。笔者就实验探究“探究弹性势能的表达式”,现作如下介绍。一、实验器材介绍选用由碳钢材料制成的弹簧,直径1.4cm,共46匝,上端固定在竖直放置的木板左侧(在木板的右侧标注刻度),下端与一狭长(长约7cm)薄铝片相连,铝片作指针用,其重力可忽略不计。弹簧下端不挂重物时,指针所指刻度为0刻度,最小刻度值为1cm,刻度范围为0-50cm。在其前表面悬空固定两根铜丝,铜丝上吊有3cm×3cm×1.5cm的红色塑料块(薄铝片在其上面),起记录位置的作用。另有质量均为50g钩码若干。二、实验原理实验装置竖直放置时,弹簧处于原长状态,指针所指刻度值为0。在弹簧下面放上钩码,让...  (本文共1页) 阅读全文>>

《青海师专学报.教育科学》2004年05期
青海师专学报.教育科学

对弹性势能问题的一些讨论

在现行教材中,弹性势能的表达方式通常为E=12KX2,简单便捷,这是势能零点、坐标原点选择在自然端点时的取值.我们知道势能零点选择具有任意性,当势能零点不在自然端点时,弹性势能又将怎样表达.在实际教学中也常遇到这样的问题,文[1]对其进行了讨论,但笔者认为不尽完善,本文将对这一问题进行详尽讨论.1 势能零点选择在坐标原点上,坐标原点可在任意位置如图1,弹簧振子劲度系数为K,选O点为坐标原点,A点为自然端点图11.1 如A点为势能零点,则B点的弹性势能EPX=12K(X-X0)2.O点的弹性势能为EPO=12KX20可知O、B两点的势能差为△Ep=12K(X-X0)2-12KX20=12KX2-KXX01.2 又以O点为势能零点时,由势能的相对性可知Ep=12KX2-KXX0          (1)(1)式是势能零点在O点时任意一点X的弹性势能表达式.当X0=0时Ep=12KX2.(1)式势能曲线如图2:图2从势能曲线上我们可清...  (本文共3页) 阅读全文>>