功能關系、機械能守恒定律在連接體問題中的應用
類型一:輕繩連接的物體系統
(1)常見情景
(2)三點提醒
①分清兩物體是速度大小相等,還是沿繩方向的分速度大小相等。
②用好兩物體的位移大小關系或豎直方向高度變化的關系。
③對于單個物體,一般繩上的力要做功,機械能不守恒;但對于繩連接的系統,機械能則可能守恒。
類型二:輕杆連接的物體系統
(1)常見情景
(2)三大特點
①用杆連接的兩個物體,其線速度大小一般有以下兩種情況:
a.若兩物體繞某一固定點做圓周運動,根據角速度ω相等确定線速度v的大小。
b.“關聯速度法”:兩物體沿杆方向速度大小相等。
②杆對物體的作用力并不總是沿杆的方向,杆能對物體做功,單個物體機械能不守恒。
③對于杆和球組成的系統,若忽略空氣阻力和各種摩擦且沒有其他力對系統做功,則系統機械能守恒。
類型三:輕彈簧連接的物體系統
(1)題型特點
由輕彈簧連接的物體系統,一般既有重力做功,又有彈簧彈力做功,這時系統内物體的動能、重力勢能和彈簧的彈性勢能相互轉化,而總的機械能守恒。
(2)兩點提醒
①對于同一彈簧,彈性勢能的大小由彈簧的形變量決定,無論彈簧伸長還是壓縮。
②物體運動的位移與彈簧的形變量或形變量的變化量有關。
值得注意的是:連接體功能問題的注意事項
(1)連接體系統中單個物體的機械能一般不守恒,分析單個物體的能量問題時,需要用功能關系。
(2)連接體問題應注意關聯速度規律的應用。
(3)系統含彈簧時,不要遺漏彈簧彈性勢能的分析。
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