2017-2018学年高中物理 第7章 机械能守恒定律 第8节 习题课 机械能守恒定律的应用课件 新人教版必修2.ppt

要点归纳,习题课机械能守恒定律的应用,机械能守恒定律的判断,机械能守恒的条件绝不是合力的功等于零，更不是合力为零；“只有重力做功”不等于“只受重力作用”。1.利用机械能的定义判断：判断物体动能和势能的和即机械能是否变化，如匀速上升、匀速下降、沿斜面匀速运动的物体机械能必定不守恒。,2.用做功判断：看物体或系统是否只有重力(或弹簧的弹力)做功。3.用能量转化来判断：看是否存在其他形式的能和机械能相互转化，如有滑动摩擦力做功时，因摩擦生热，系统机械能将有损失。4.对一些绳子突然绷紧、物体间碰撞等情况，除非题目特别说明，否则机械能必定不守恒。,精典示例,例1(多选)如图1所示，斜劈劈尖顶着竖直墙壁静止于水平面上，现将一小球从图示位置静止释放，不计一切摩擦，则在小球从释放到落至地面的过程中，下列说法正确的是(),图1,A.斜劈对小球的弹力不做功B.斜劈与小球组成的系统机械能守恒C.斜劈的机械能守恒D.小球机械能的减少量等于斜劈动能的增加量,解析小球有竖直方向的位移，所以斜劈对小球的弹力对球做负功，故A选项错误；小球对斜劈的弹力对斜劈做正功，所以斜劈的机械能增加，故C选项错误；不计一切摩擦，小球下滑过程中，小球和斜劈组成的系统中只有动能和重力势能相互转化，系统机械能守恒，故B、D选项正确。答案BD,针对训练1(多选)如图2所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是(),图2,A.甲图中，火箭升空的过程中，若匀速升空机械能守恒，若加速升空机械能不守恒B.乙图中物体匀速运动，机械能守恒C.丙图中小球做匀速圆周运动，机械能守恒D.丁图中，轻弹簧将A、B两小车弹开，两小车组成的系统机械能不守恒，两小车和弹簧组成的系统机械能守恒,解析题图甲中无论火箭匀速上升还是加速上升，都有推力做功，机械能增加，因而机械能不守恒；题图乙中拉力F做功，机械能不守恒；题图丙中，小球受到的所有力都不做功，机械能守恒；题图丁中，弹簧的弹力做功，弹簧的弹性势能转化为两小车的动能，两小车与弹簧组成的系统机械能守恒。答案CD,含弹簧类机械能守恒问题,精典示例,例2如图3所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，并且处于原长状态，现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度)，则在圆环下滑到最大距离的过程中(),图3,A.圆环的机械能守恒B.弹簧弹性势能变化了C.圆环下滑到最大距离时，所受合力为零D.圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变,答案B,针对训练2如图4所示，轻弹簧一端与墙相连处于自然状态，质量为4kg的木块沿光滑的水平面以5m/s的速度运动并开始挤压弹簧，求：,图4,(1)弹簧的最大弹性势能；(2)木块被弹回速度增大到3m/s时弹簧的弹性势能。,答案(1)50J(2)32J,要点归纳,机械能守恒定律和动能定理的应用比较,机械能守恒定律和动能定理的比较,精典示例,例3如图5所示，某人以v04m/s的速度斜向上(与水平方向成45角)抛出一个小球，小球落地时速度为v8m/s，不计空气阻力，求小球抛出时的高度h。甲、乙两位同学看了本题的参考解法“”后争论了起来。甲说此解法依据的是动能定理，乙说此解法依据的是机械能守恒定律，你对甲、乙两位同学的争论持什么观点，请简单分析，并求出抛出时的高度h。(g取10m/s2),图5,答案见解析,针对训练3为了研究过山车的原理，某兴趣小组提出了下列设想：取一个与水平方向夹角为37、长为L2.0m的粗糙倾斜轨道AB，通过水平轨道BC与半径为R0.2m的竖直圆轨道相连，出口为水平轨道DE，整个轨道除AB段以外都是光滑的。其中AB与BC轨道以微小圆弧相接，如图6所示。一个质量m1kg的小物块以初速度v05.0m/s从A点沿倾斜轨道滑下，小物块到达C点时速度vC4.0m/s。取g10m/s2，sin370.6，cos370.8。,图6,(1)求小物块到达C点时对圆轨道压力的大小；(2)求小物块从A到B运动过程中摩擦力所做的功；(3)为了使小物块不离开轨道，并从轨道DE滑出，求竖直圆轨道的半径应满足什么条件？,解析(1)设小物块到达C点时受到圆轨道的支持力大小为FN，根据牛顿第二定律有，,解得FN90N根据牛顿第三定律，小物块对圆轨道压力的大小为90N。,(2)由于水平轨道BC光滑，无摩擦力做功，所以可将研究小物块从A到B的运动过程转化为研究从A到C的过程。物块从A到C的过程中，根据动能定理有：,解得Wf16.5J。,答案(1)90N(2)16.5J(3)R0.32m,1.(机械能守恒的判断)下列运动的物体，机械能守恒的是()A.物体沿斜面匀速下滑B.物体从高处以0.9g的加速度竖直下落C.物体沿光滑曲面滑下D.拉着一个物体沿光滑的斜面匀速上升,解析物体沿斜面匀速下滑时，动能不变，重力势能减小，所以机械能减小。物体以0.9g的加速度竖直下落时，除重力外，其他力的合力向上，大小为0.1mg，合力在物体下落时对物体做负功，物体机械能不守恒。物体沿光滑曲面滑下时，只有重力做功，机械能守恒。拉着物体沿斜面上升时，拉力对物体做功，物体机械能不守恒。综上，机械能守恒的是C项。答案C,2.(含弹簧类机械能守恒问题)如图7所示，在高1.5m的光滑平台上有一个质量为2kg的小球被一细线拴在墙上，小球与墙之间有一根被压缩的轻质弹簧。当烧断细线时，小球被弹出，小球落地时的速度方向与水平方向成60角，则弹簧被压缩时具有的弹性势能为(g取10m/s2)(),图7,A.10JB.15JC.20JD.25J,答案A,3.(机械能守恒与动能定理的综合应用)滑板运动是一项惊险刺激的运动，深受青少年的喜爱。如图8所示是滑板运动的轨道，AB和CD是一段圆弧形轨道，BC是一段长7m的水平轨道。一运动员从AB轨道上的P点以6m/s的速度下滑，经BC轨道后冲上CD轨道，到