用机械能守恒定律解连接体问题课件.ppt

用机械能守恒定律解连接体问题,例1：如图示，在光滑的水平桌面上有一质量为M的小车，小车与绳的一端相连，绳子的另一端通过滑轮与一个质量为m的砝码相连，砝码到地面的高度为h，由静释放砝码，则当其着地前的一瞬间（小车末离开桌子）小车的速度为多大？,解：以M、m为研究对象，在开始下落到刚要着地的过程中机械能守恒，则：,v,v,一、如何选取系统,在用机械能守恒定律解连接体问题时,一定要注意下面几个问题：,应用机械能守恒定律必须准确的选择系统.系统选择得当,机械能守恒；系统选择不得当,机械能不守恒。,判断选定的研究系统是否机械能守恒，常用方法：、做功的角度；、能量的转化的角度。,二、如何选取物理过程,选取物理过程必须遵循两个基本原则，一要符合求解要求，二要尽量使求解过程简化。,在用机械能守恒定律解连接体问题时,一定要注意下面几个问题：,有时可选全过程，而有时则必须将全过程分解成几个阶段，然后再分别应用机械能守恒定律求解,三、机械能守恒定律的常用的表达形式：,在用机械能守恒定律解连接体问题时,一定要注意下面几个问题：,1、E1=E2（E1、E2表示系统的初、末态时的机械能）,2、EK=EP（系统动能的增加量等于系统势能的减少量）,3、EA=EB（系统由两个物体构成时，A的机械能的增量等于B的机械能的减少量）,在运用机械能守恒定律时，必须选取零势能参考面，而且在同一问题中必须选取同一零势能参考面。但在某些机械能守恒的问题中，运用式1(E1=E2)求解不太方便，而运用式2(EK=EP)、3(EA=EB)较为简单。运用式2、3的一个最大优点是不必选取零势能参考面，只要弄清楚过程中物体重力势能的变化即可。,说明：,一根细绳绕过光滑的定滑轮，两端分别系住质量为M和m的长方形物块，且Mm,开始时用手握住M，使系统处于如图示状态。求（1）当M由静止释放下落h高时的速度（h远小于半绳长，绳与滑轮的质量不计）。（2）如果M下降h刚好触地，那么m上升的总高度是多少？,巩固练习,解：（1）对于M、m构成的系统，只有重力做功，由机械能守恒有：,m上升的总高度：,解得：,（2）M触地，m做竖直上抛运动，机械能守恒：,v=,2(Mm)gh,M+m,1,2,Mghmgh,=,（M+m）v2,例2如图所示，一固定的三角形木块，其斜面的倾角=30，另一边与地面垂直，顶上有一定滑轮。一柔软的细线跨过定滑轮，两端分别与物块A和B连接，A的质量为4m，B的质量为m。开始时将B按在地面上不动，然后放开手，让A沿斜面下滑而B上升。物块A与斜面间无摩擦。设当A沿斜面下滑S距离后，细线突然断了。求物块B上升的最大高度H。,解：该题A、B组成的系统只有它们的重力做功，故系统机械能守恒。,设物块A沿斜面下滑S距离时的速度为v，则有：,(势能的减少量=动能的增加量),细线突然断的瞬间，物块B垂直上升的初速度为v，此后B作竖直上抛运动。设继续上升的高度为h，由机械能守恒得,mgh,=,mv2,1,2,物块B上升的最大高度:H=h+S,三式连立解得H=1.2S,例3、长为L质量分布均匀的绳子,对称地悬挂在轻小的定滑轮上,如图所示.轻轻地推动一下,让绳子滑下,那么当绳子离开滑轮的瞬间,绳子的速度为.,解：由机械能守恒定律得：取初态时绳子最下端为零势能参考面:,L4,（绳子初态的机械能=绳子末态时的机械能）,解：由机械能守恒定律得：,L2,（绳子减少的势能=绳子增加的动能）,如图所示，一粗细均匀的U形管内装有同种液体竖直放置，右管口用盖板A密闭一部分气体，左管口开口，两液面高度差为h，U形管中液柱总长为4h，现拿去盖板，液柱开始流动，当两侧液面恰好相齐时，右侧液面下降的速度大小为多少？,h/2,?,分析:应用“割补”法：,液面相齐时等效于把右侧中h/2的液柱移到左侧管中,其减少的重力势能转变为整个液柱的动能.,巩固练习,解：根据机械能守恒定律得:,设液体密度为有:,所以:,1、如图所示，B物体的质量是A物体质量的1/2，在不计摩擦阻力的情况下，A物体自H高处由静止开始下落以地面为参考平面，当物体A的动能与其势能相等时，物体距地面的高度是(),练习题：,h,、如图77-30所示，将一根长L04m的金属链条拉直放在倾角30的光滑斜面上，链条下端与斜面下边缘相齐，由静止释放后，当链条刚好全部脱离斜面时，其速度大小为_m/s(g取10m/s2),练习题：,3、如图光滑圆柱被固定在水平平台上，质量为m1的小球甲