高考物理一轮复习 第5章 第4课时 机械能守恒定律 能量守恒定律课件 粤教版.ppt

广州出版社 2015年五羊高考 高考总复习物理 课件 2015年五羊高考物理复习 第4课时机械能守恒定律能量守恒定律 课前自主解读 1 机械能机械能包含物体的 和弹性物体 2 机械能守恒定律的意义 1 对象 机械能守恒定律研究对象包含 和 2 条件 只有 做功 或系统机械能与 之间没有相互转化 3 机械能守恒定律的两种表述表述 1 在只有 情形下 物体的 和 发生相互转化 但机械能的总量保持不变 动能 重力势能 动能 重力做功 非机械能 重力 弹力 弹性物体 如弹簧 物体 地球 弹性势能 重力势能 在只有 和弹性物体的 做功情形下 物体的 与弹性物体 相互转化 但机械能的总量保持不变 表述 2 若没有摩擦和介质阻力 物体只发生 和 的相互转化 机械能没有与其它形式能相互转化 机械能的总量保持不变 4 机械能守恒定律的两种表达式表达式 1 运用这种表达式需要取定零势能面 表达式 2 e1 e2 0 运用这种表达式不需要取定零势能面 课前自主解读 重力势能 重力 弹力 动能 重力势能 弹性势能 动能 课堂主题互动 主题一 认识机械能守恒的条件 例题1 下列人们喜爱的运动中 若不计空气阻力 运动员机械能守恒的是 a 蹦极跳 运动员从高处自由下落到最低点b 运动员离开后 蹦床 后向上的腾空运动c 跳伞运动员离开飞机未张开伞 在空中下降d 运动员荡秋千的时候为了能越摆越高 从最低点向上摆起时 身体会迅速直立起来 bc 主题二 注意选择机械能守恒的对象 例题2 在第16届广州亚运会上 中国跳水队包揽全部10枚金牌 如图所示是某跳水运动员最后踏板的过程 设运动员从高处落到处于自然状态的跳板 a位置 上 随跳板一同向下运动到最低点 b位置 对于运动员从a位置运动到b位置的过程中 a 运动员的加速度一直在增大b 运动员的动能一直在减小c 运动员的机械能守恒d 运动员和弹性跳板组成系统机械能守恒 d 变式1 如图所示 一轻弹簧固定于o点 另一端系一重物 将重物从与悬点o在同一高度且弹簧保持原长的a点无初速地释放 让它自由摆下 不计空气阻力 在重物由a点摆向最低点的过程中 a 重物的重力势能减少b 重物的重力势能增加c 重物的机械能不变d 重物的机械能减少 ad 主题三 灵活选择机械能守恒定律表达式 例题3 如图所示 a b两球质量相等 a球用不能伸长的轻绳系于o点 b球用轻弹簧系于o 点 o与o 点在同一水平面上 分别将a b球拉到与悬点等高处 使绳和轻弹簧均处于水平 弹簧处于自然状态 将两球都由静止开始释放 当两球达到各自悬点的正下方时 两球仍处在同一水平面上 则两球到达各自悬点的正下方时 a 两球动能相等b a球动能较大c b球动能较大d a b两球动能大小不能确定 b 主题四 机械能守恒定律与其它力学规律的综合 例题4 利用如图所示的装置测量弹簧的弹性势能 在高h 15m的光滑平台上有一个质量为m 2kg的小球被一细线拴在墙上 球与墙之间有一根被压缩了的轻质弹簧 当烧断细线时 小球被弹出 小球落在放于地面的钢板上 调整钢板与水平方向的夹角 当钢板与水平方向成30 角时 球与钢板最下端相碰且碰后恰好反向 试求弹簧被压缩时弹性势能 主题四 机械能守恒定律与其它力学规律的综合 例题4 解 设小球将落至钢板时的速度为vt 因vt垂直钢板 所以vt与竖直方向的夹角为30 将vt沿水平和竖直方向进行分解 如图所示 应有vx vytan30 小球撞击钢板前瞬间 在水平方向上在竖直方向上 根据用v0表示小球刚被弹出时的初速度 则根据机械能守恒定律 主题四 机械能守恒定律与其它力学规律的综合 例题5 如图所示 质量均为m的两物体b c分别与轻质弹簧的两端相连接 物体c被不可伸长的细绳竖直悬挂 它们处于静止状态 b物体距地面高度为h 一质量也为m的物体a从地面以速度vo竖直向上抛出 与正上方物体b碰撞后立即锁定a b一起向上运动 运动至最高点时 细绳恰好无拉力 忽略a b c的体积大小 a b碰撞瞬间忽略重力的影响 重力加速度用g表示 1 求a b碰后瞬间一起向上运动的速度大小 2 求弹簧的劲度系数 主题四 机械能守恒定律与其它力学规律的综合 解析 设小物体a与b碰撞前的速度为v1 据动能定理a与b碰撞过程中 据动量守恒定律 得 2 设弹簧劲度系数为k 开始b处于平衡状态 弹簧伸长量为x 对b有当a b运动到最高点时 设弹簧压缩量为 对c有 得因而在以上两状态 位置 时弹簧弹性势能相等 即从a b的原平衡位置到达最高点过程中 据能量守恒定律 得 1 以下说法正确的是 a 只有物体的加速度等于g 机械能才守恒b 系统所受到的合外力为零 机械能守恒c 只有重力做功的情况下 机械能守恒d 物体所受合外力不做功或做功代数和为零 机械能守恒2 一木块沿粗糙斜面匀速下滑的过程中 a 木块的机械能守恒b 木块的动能转化为重力势能c 木块的重力势能转化为动能d 木块减小的机械能转化为内能 课外演练 c d 3 如图4 1所示 桌面高度为h 质量为m的小球 从离桌面高h处自由落下 不计空气阻力 假设桌面处的重力势能为零 小球落到地面前的瞬间的机械能应为 a mghb mghc mg h h d mg h h 4 一根轻弹簧的一端拴一个物体a 把物体a提到与悬点o在同一水平面的位置 弹簧处于原长 如图4 2所示 然后由静止释放 在a摆向最低点的过程中 若不计空气阻力 则 a 弹簧的拉力对小球不做功b 物体a的机械能不变c 物体a的机械能增大d 弹簧与a组成的系统的机械能不变 课外演练 b d 5 质量相同的两个小球 分别用长为l和2l的细绳悬挂在天花板上 如图4 3所示 分别拉起小球使线伸直呈水平状态 然后轻轻释放 当小球到达最低位置时 a 两球运动的线速度相等b 两球运动的角速度相等c 两球运动的加速度相等d 细绳对两球的拉力相等 课外演练 cd 6 如图4 4所示 半径为r的光滑半圆面固定在竖直面内 其直径ab处于竖直方向上 一质量为m的小球以初速度v0从最低点a水平射入轨道并运动到最高点b处 则 a 小球的初速度v0至少为2b 小球的初速度v0至少为c 小球经过a点时对轨道的压力至少为2mgd 小球经过a点时对轨道的压力至少为6mg 课外演练 bd 课外演练 7 如图4 5 ab为半径r 0 8m的光滑圆孤轨道 下端b恰与小车右墙平滑对接 小车的质量m 3kg 长度l 2 16m 其上表面距地面的髙度h 0 2m 现有质量m 1kg的小滑块 由轨道顶端无初速度释放 滑到b端后冲上小车 当小车与滑块达到共同速度时 小车被地面装置锁定 已知地面光滑 滑块与小车上表面间的动摩擦因数 0 3 取g 10m s2 求 1 滑块经过b端时 轨道对它支持力的大小 2 小车被锁定时 其右端到轨道b端的距离 3 小车被锁定时 块a离车右端的距离 课外演练 课外演练 8 如图4 6所示 水平轨道mn与竖直光滑半圆轨道相切于n点 轻弹簧左端固定在轨道的m点 自然状态下右端位于p点 将一质量为m 1kg的小物块靠在弹簧右端并压缩至o点 此时弹簧贮有弹性势能ep 18 5j 现将小物块无初速释放 已知op 0 25m pn 2 75m 小物块与水平轨道间的动摩擦因数 0 2 圆轨道半径r 0 4m g取10m s2 求 1 物块从p点运动到n点的时间 2 分析说明物块能否通过半圆轨道最高点b 若能 求出物块在水平轨道上的落点到n点的距离 若不能 简要说明物块的运动情况 课外演练 课外演练 9 如图4 7所示 在同一竖直平面内 一轻质弹簧一端固定 另一自由端恰好与水平线ab齐平 静止放于光滑斜面上 一长为l的轻质细线一端固定在o点 另一端系一质量为m的小球 将细线拉至水平 此时小球在位置c 由静止释放小球 小球到达最低点d时 细绳刚好被拉断 d点到ab的距离为hp 之后小球在运动过程中恰好沿斜面方向将弹簧压缩 弹簧的最大压缩量为x 求 1 细绳所能承受的最大拉力 2 斜面的倾角 3 弹簧所获得的最大弹性势能 课外演练 课外演练 10 如图4 8所示 水平桌面上有一轻弹簧 左端固定在a点 自然状态时其右端位于b点 水平桌面右侧某一位置有一竖直放置的 左上角有一开口的光滑圆弧轨道mnp 其半径为r 0 5m pon 53 mn为其竖直直径 p点到桌面的竖直距离是h 0