《2018-2019學年高中物理 第四章 機械能和能源 微型專題6 機械能守恒定律的應用課件 教科版必修2.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2018-2019學年高中物理 第四章 機械能和能源 微型專題6 機械能守恒定律的應用課件 教科版必修2.ppt（25頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、微型專題6 機械能守恒定律的應用,第四章 機械能和能源,[學習目標],1.會判斷系統(tǒng)機械能是否守恒問題. 2.能靈活應用機械能守恒定律的三種表達形式. 3.會分析多個物體組成系統(tǒng)的機械能守恒問題. 4.會分析鏈條類物體的機械能守恒問題.,內容索引,,重點探究 啟迪思維 探究重點,達標檢測 檢測評價 達標過關,重點探究,,判斷系統(tǒng)機械能是否守恒，常根據(jù)能量轉化情況進行判斷： 若只有系統(tǒng)內物體間動能和重力勢能及彈性勢能的相互轉化，系統(tǒng)跟外界沒有發(fā)生機械能的傳遞，機械能也沒有轉變成其他形式的能(如沒有內能增加)，則系統(tǒng)的機械能守恒.,一、多物體組成的系統(tǒng)機械能守恒的判斷,例1 (多選)如圖1所示，斜

2、劈劈尖頂著豎直墻壁靜止于水平面上，現(xiàn)將一小球從圖示位置靜止釋放，不計一切摩擦，則在小球從釋放到落至地面的過程中，下列說法正確的是 A.斜劈對小球的彈力不做功 B.斜劈與小球組成的系統(tǒng)機械能守恒 C.斜劈的機械能守恒 D.小球機械能的減少量等于斜劈動能的增加量,圖1,解析,答案,√,√,解析 小球有豎直方向的位移，所以斜劈對小球的彈力對球做負功，故A選項錯誤； 小球對斜劈的彈力對斜劈做正功，所以斜劈的機械能增加，故C選項錯誤. 不計一切摩擦，小球下滑過程中，小球和斜劈組成的系統(tǒng)中只有動能和重力勢能相互轉化，系統(tǒng)機械能守恒，故B、D選項正確.,,1.多個物體組成的系統(tǒng)，就單個物體而言，機械能一般不

3、守恒，但就系統(tǒng)而言機械能往往是守恒的. 2.關聯(lián)物體注意尋找用繩或桿相連接的物體間的速度關系和位移關系. 3.機械能守恒定律表達式的選取技巧 (1)當研究對象為單個物體時，可優(yōu)先考慮應用表達式Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2或ΔEk＝－ΔEp來求解. (2)當研究對象為兩個物體組成的系統(tǒng)時： ①若兩個物體的重力勢能都在減小(或增加)，動能都在增加(或減小)，可優(yōu)先考慮應用表達式ΔEk＝－ΔEp來求解. ②若A物體的機械能增加，B物體的機械能減少，可優(yōu)先考慮用表達式ΔEA＝－ΔEB來求解.,二、多物體組成的系統(tǒng)中機械能守恒定律的應用,例2 如圖2所示，斜面的傾角θ＝30，另一邊與地面垂直，高為H，

4、斜面頂點上有一定滑輪，物塊A和B的質量分別為m1和m2，通過輕而柔軟的細繩連接并跨過定滑輪.開始時兩物塊都位于與地面距離為 的位置上，釋放兩物塊后，A沿斜面無摩擦地上滑，B沿斜面的豎直邊下落.若物塊A恰好能達到斜面的頂點，試求m1和m2的比值.滑輪的質量、半徑和摩擦以及空氣阻力均可忽略不計.,圖2,解析,答案,答案 1∶2,解析 設B剛下落到地面時速度為v，由系統(tǒng)機械能守恒得：,A以速度v上滑到頂點過程中機械能守恒，則：,機械能守恒定律的研究對象是幾個相互作用的物體組成的系統(tǒng)時，在應用機械能守恒定律解決系統(tǒng)的運動狀態(tài)的變化及能量的變化時，經(jīng)常出現(xiàn)下面三種情況： (1)系統(tǒng)內兩個物體直接接觸或通

5、過彈簧連接.這類連接體問題應注意各物體間不同能量形式的轉化關系. (2)系統(tǒng)內兩個物體通過輕繩連接.如果和外界不存在摩擦力做功等問題時，只有機械能在兩物體之間相互轉移，兩物體組成的系統(tǒng)機械能守恒.解決此類問題的關鍵是在繩的方向上兩物體速度大小相等. (3)系統(tǒng)內兩個物體通過輕桿連接.輕桿連接的兩物體繞固定轉軸轉動時，兩物體轉動的角速度相等.,,鏈條類物體機械能守恒問題的分析關鍵是分析重心位置，進而確定物體重力勢能的變化，解題要注意兩個問題：一是零勢能面的選取；二是鏈條的每一段重心的位置變化和重力勢能變化.,三、鏈條類物體的機械能守恒問題,例3 如圖4所示，有一條長為L的均勻金屬鏈條，一半長度在

6、光滑斜面上，斜面傾角為θ，另一半長度沿豎直方向下垂在空中，當鏈條從靜止開始釋放后鏈條滑動，求鏈條剛好全部滑出斜面時的速度是多大.,答案,解析,圖4,解析 釋放后的鏈條，豎直方向的一半向下運動，放在斜面上的一半向上運動，由于豎直部分越來越多，所以鏈條做的是變加速運動，不能用一般運動學公式去解.因為斜面光滑，所以機械能守恒，鏈條得到的動能應是由勢能轉化的，重力勢能的變化可以用重心的位置確定. 設斜面最高點為零勢能點，鏈條總質量為m，,當鏈條剛好全部滑出斜面時，,由機械能守恒得E1＝E2，,,例4 如圖5所示，在豎直平面內有一固定光滑軌道，其中AB是長為R的水平直軌道，BCD是圓心為O、半徑為R的

7、圓弧軌道，兩軌道相切于B點.在外力作用下，一小球從A點由靜止開始做勻加速直線運動，到達B點時撤去外力.已知小球剛好能沿圓弧軌道經(jīng)過最高點C，重力加速度大小為g，不計空氣阻力.求： (1)小球在AB段運動的加速度的大??；,四、利用機械能守恒定律分析多過程問題,答案,解析,圖5,解析 小球在最高點C所受軌道的正壓力為零.設小球在C點的速度大小 為vC，根據(jù)牛頓第二定律有mg＝,(2)小球從D點運動到A點所用的時間.,答案,解析,解析 設小球運動到D點的速度大小為vD，下落到A點時的速度大小為v，根據(jù)機械能守恒定律，小球從B點運動到D 點的過程，有,設小球從D點運動到A點所用的時間為t，根據(jù)運動學公

8、式有gt＝v－vD,機械能守恒定律多與其他知識相結合進行綜合命題，一般為多過程問題，難度較大.解答此類題目時一定要注意機械能守恒的條件，分析在哪個過程中機械能守恒，然后列式求解，不能盲目應用機械能守恒定律.,達標檢測,1.(系統(tǒng)機械能守恒的判斷)(多選)如圖6所示，A和B兩個小球固定在一根輕桿的兩端，mB>mA，此桿可繞穿過其中心的水平軸O無摩擦地轉動.現(xiàn)使輕桿從水平狀態(tài)無初速度釋放，發(fā)現(xiàn)桿繞O沿順時針方向轉動，則桿從釋放起轉動90的過程中(不計空氣阻力) A.B球的動能增加，機械能增加 B.A球的重力勢能和動能都增加 C.A球的重力勢能和動能的增加量等于B球的重力勢能 的減少量 D.A球和

9、B球的總機械能守恒,√,答案,解析,圖6,√,1,2,3,解析 A球運動的速度增大，高度增大，所以動能和重力勢能都增大，故A球的機械能增加.B球運動的速度增大，所以動能增大，高度減小，所以重力勢能減小.對于兩球組成的系統(tǒng)，只有重力做功，系統(tǒng)的機械能守恒，因為A球的機械能增加，故B球的機械能減少，故A球的重力勢能和動能的增加量與B球的動能的增加量之和等于B球的重力勢能的減少量，故A、C錯誤，B、D正確.,1,2,3,√,圖7,解析 雖然桿在下滑過程有轉動發(fā)生，但初始位置靜止，末狀態(tài)勻速平動，整個過程無機械能損失，故有,答案,解析,1,2,3,3.(繩連物體機械能守恒問題)如圖8所示，一根很長的、不可伸長的柔軟輕繩跨過光滑輕質定滑輪，輕繩兩端各系一小球a和b，a球質量為m，靜置于地面；b球質量為3m，用手托住，離地面高度為h， 此時輕繩剛好拉緊，從靜止開始釋放b后，a可能達到的 最大高度為(b球落地后不反彈，不計空氣阻力) A.h B.1.5h C.2h D.2.5h,答案,圖8,解析,√,1,2,3,1,2,3,