机械能守恒定律习题课(赵书田).ppt

机械能守恒定律习题课 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 只有重力或系统内弹力做功 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 研究对象 表达式 系统 1 系统初状态的总机械能等于末状态的总机械能 2 物体 或系统 减少的势能等于物体 或系统 增加的动能 3 系统内A减少的机械能等于B增加的机械能 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 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 物体和地球这一系统 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2 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 以B点所在平面为参考平面 由机械能守恒定律得 例题2 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 小球从A到B的过程中 由动能定理得 4 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 5 a b c三球自同一高度以相同速率抛出 a球竖直上抛 b球水平抛出 c球竖直下抛 则三球落地的速率va vb vc的大小关系 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3 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3 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 6 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 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 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 由机械能守恒定律得 课堂小结 机械能守恒定律1 内容 2 守恒条件 只有重力或系统内弹力做功 只有动能和势能之间的转化3 表达式 4 解题步骤 确定对象 过程 判断机械能是否守恒 确定参考平面 及初 末机械能 由机械能守恒定律列方程 求解 5 典型题目 机械能守恒判断 单物体机械能守恒 系统机械能守恒 作业 课本38页 5 6 7 例题4 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 典例剖析 系统守恒 1 12分 以10m s的速度将质量是m的物体从地面竖直向上抛出 若忽略空气阻力 求 1 物体上升的最大高度 2 上升过程中何处重力势能和动能相等 以地面为参考面 2 以10m s的初速度从10m高的塔上抛出一颗石子 不计空气阻力 求石子落地时速度的大小 3 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 2 质量均为1kg的物体A和B 通过跨过倾角为30 的光滑斜面顶端的定滑轮连接 B在斜面底端 A离地h 0 8m 从静止开始放手让它们运动 求 1 物体A着地时的速度 2 物体A着地后物体B沿斜面上滑的最大距离 17 半径R 1m的1 4圆弧轨道下端与一水平轨道连接 水平轨道离地面高度h 1m 如图所示 有一质量m 1 0kg的小滑块自圆轨道最高点A由静止开始滑下 经过水平轨迹末端B时速度为4m s 滑块最终落在地面上 试求 1 不计空气阻力 滑块落在地面上时速度多大 2 滑块在轨道上滑行时克服摩擦力做功多少 16 12分 如图所示 斜面倾角 30 另一边与地面垂直 高为H 斜面顶点有一定滑轮 物块A和B的质量分别为m1和m2 通过轻而软的细绳连结并跨过定滑轮 开始时两物块都位于与地面的垂直距离为H的位置上 释放两物块后 A沿斜面无摩擦地上滑 B沿斜面的竖直边下落 若物块A恰好能达到斜面的顶点 试求m1和m2的比值 滑轮质量 半径及摩擦均可忽略 16 解 联立 得 5 如图 光滑斜面的倾角为30 顶端离地高度为0 2米 质量相等的两个小球A B 用恰好等于斜面长度的细绳相连 使A在斜面底端 现把B少许移出斜面 使它由静止开始沿斜面的竖直边下落 求 1 当B球刚落地时 A球的速度 2 B球落地后 A球还可沿斜面运动的距离 g 10m s2 5 解 1 AB组成的