高中物理 第7章机械能守恒定律课件 新人教版必修2.ppt

机械能守恒定律 二 习题课 学习目标 1 会用机械能守恒的条件判断机械能是否守恒 2 理解并熟记应用机械能守恒定律解题的步骤 3 能解决多物体组成的系统机械能守恒问题 知识回顾 机械能守恒定律1 内容 在只有重力或弹力做功的物体系统内 动能和势能可以相互转化 而总的机械能保持不变2 守恒条件 只有重力或弹力做功 只有动能和势能之间的转化3 表达式 4 解题步骤 确定研究对象 及其运动过程 分析 判断机械能是否守恒 确定参考平面 明确初 末机械能 由机械能守恒定律列方程 求解 表达式 1 系统初状态的总机械能等于末状态的总机械能 zxxkw 2 物体 或系统 变化的势能等于物体 或系统 变化的动能 3 系统内a变化的机械能等于b变化的机械能 注意零势面 例题1 关于物体的机械能是否守恒的叙述 下列说法中正确的是 a 做匀速直线运动的物体 机械能一定守恒b 做匀变速直线运动的物体 机械能一定守恒c 合外力对物体所做的功等于零时 机械能一定守恒d 若只有重力对物体做功 机械能一定守恒 d 典例剖析 守恒判断 例2 09 江苏物理 9 如图所示 两质量相等的物块a b通过一轻质弹簧连接 b足够长 放置在水平面上 所有接触面均光滑 弹簧开始时处于原长 运动过程中始终处在弹性限度内 在物块a上施加一个水平恒力 a b从静止开始运动到第一次速度相等的过程中 下列说法中正确的有 a 当a b加速度相等时 系统的机械能最大b 当a b加速度相等时 a b的速度差最大c 当a b的速度相等时 a的速度达到最大d 当a b的速度相等时 弹簧的弹性势能最大 bcd 2 如下图所示 三面光滑的斜劈放在水平面上 物块由静止沿斜劈下滑 则 a 物块动能增加 重力势能减少b 斜劈的动能为零c 物块的动能和重力势能总量不变d 系统的机械能总量不变 课堂练习 1 在下列的物理过程中 机械能守恒的有 a 把一个物体竖直向上匀速提升的过程b 物体沿斜面匀速下滑的过程c 汽车关闭油门后沿水平公路向前滑行的过程d 从高处竖直下落的物体落在竖立的轻弹簧上 压缩弹簧的过程 对弹簧 物体这一系统 ad d 3 如图 小球在p点从静止开始下落 正好落在下端固定于桌面的轻弹簧上 把弹簧压缩后又被弹起 不计空气阻力 下列结论正确的是 a 小球落到弹簧上后 立即做减速运动b 在题述过程中 小球 弹簧 地球组成的系统机械能守恒c 当弹簧对小球的弹力大小等于小球所受重力大小时 弹簧的形变量最大d 小球被弹簧弹起后 所能到达的最高点高于p点 课堂练习 b 例题1 如图 在水平台面上的a点 一个质量为m的物体以初速度v0被抛出 不计空气阻力 求它到达b点的速度大小 典例剖析 单物体守恒 解 以小球为研究对象 其从a到b的过程中 只受重力 故机械能守恒 解 小球从a到b的过程中 由动能定理得 例2 一条长为l的均匀链条 放在光滑水平桌面上 链条的一半垂于桌边 如图所示 现由静止开始使链条自由滑落 当它全部脱离桌面时的速度为多大 解析 设链条总质量为 由于链条均匀 因此对链条所研究部分可认为其重心在它的几何中心 选取桌面为零势能面 则初 末状态的机械能分别为 初态 末态 典例剖析 单物体守恒 练习3 一根内壁光滑的细圆管 形状如下图所示 放在竖直平面内 一个小球自a口的正上方高h处自由落下 第一次小球恰能抵达b点 第二次落入a口后 自b口射出 恰能再进入a口 则两次小球下落的高度之比h1 h2 解 第一次恰能抵达b点 不难看出 vb1 0 由机械能守恒定律mgh1 mgr 1 2 mvb12 h1 r 第二次从b点平抛r vb2tr 1 2 gt2 mgh2 mgr 1 2 mvb22 h2 5r 4 h1 h2 4 5 4 5 1 如图所示 两个质量相同的物体a和b 在同一高度处 a物体自由落下 b物体沿光滑斜面下滑 则它们到达地面时 空气阻力不计 a 速率相同 动能相同b b物体的速率大 动能也大c a b两物体在运动过程中机械能都守恒d b物体重力所做的功比a物体重力所做的功多 课堂练习 ac 2 a b c三球自地面以相同速率 a球竖直上抛 b球斜向上抛 c球沿光滑斜面上滑 则三球到达最高点的高度大小关系 第4题图 3 如图ab轨道和一个半径为r的半圆弧相连 将球从距离水平面h高处a点无初速的释放 整个过程摩擦力均可忽略 求 1 物体到达b点的速度 2 物体到达c点的速度 解 以地面为零势面 从a到b过程中 由机械能守恒定律 从a到c过程 由机械能守恒定律 标准答案展示 思考 分别以a c点所在平面为零势面 如何列机械能守恒 典例剖析 系统守恒 例题1 如图 质量为m的木块放在光滑的水平桌面上 用轻绳绕过桌边光滑的定滑轮与质量为2m的砝码相连 让绳拉直后使砝码从静止开始下降h的距离时砝码未落地 木块仍在桌面上 这时砝码的速率为多少 解析 对木块和砝码组成的系统内只有重力势能和动能的转化 故机械能守恒 以砝码末位置所在平面为参考平面 由机械能守恒定律得 典例剖析 系统守恒 例题1 如图 质量为m的木块放在光滑的水平桌面上 用轻绳绕过桌边光滑的定滑轮与质量为2m的砝码相连 让绳拉直后使砝码从静止开始下降h的距离时砝码未落地 木块仍在桌面上 这时砝码的速率为多少 解析 对木块和砝码组成的系统内只有重力势能和动能的转化 故机械能守恒 以砝码末位置所在平面为参考平面 由机械能守恒定律得 1 如图所示 在光滑水平桌面上有一质量为m的小车 小车跟绳一端相连 绳子另一端通过滑轮吊一个质量为m的砖码 则当砝码着地的瞬间 小车未离开桌子 小车的速度大小为 在这过程中 绳的拉力对小车所做的功为 课堂练习 2 如图小球ab质量分别是m 2m 通过轻绳跨在半径为r光滑的半圆曲面上 由静止释放 求小球a刚到半圆顶端时的速度 6 解析 对m和m组成的系统内 从开始运动到m着地的过程中 只有重力势能和动能的相互转化 故机械能守恒 以地面为参考平面 由机械能守恒定律得 6 解析 对m和m组成的系统内 从开始运动到m着地的过程中 只有重力势能和动能的相互转化 故机械能守恒 以地面为参考平面 由机械能守恒定律得 以m为研究对象 由动能定理得 7 如图小球ab质量分别是m 2m 通过轻绳跨在半径为r光滑的半圆曲面上 由静止释放 求小球a刚到半圆顶端时的速度 解析 对两球组成的系统 在运动过程中 只有重力势能和动能转化 机械能守恒 选取初位置所在平面为参考平面 由机械能守恒定律得 7 如图小球ab质量分别是m 2m 通过轻绳跨在半径为r光滑的半圆曲面上 由静止释放 求小球a刚到半圆顶端时的速度 解析 对两球组成的系统 在运动过程中 只有重力势能和动能转化 机械能守恒 选取初位置所在平面为参考平面 由机械能