高中物理新课标模块2 机械能守恒定律课件 必修二物理课.ppt

第七节机械能守恒定律的应用 安阳市开发区高中 王红军 2020年3月5日 复习思考题 机械能守恒定律的内容是什么 在只有重力 弹力做功的情形下 物体的动能和势能发生相互转化 但机械能的总量保持不变 机械能守恒定律的数学表达形式是什么 第一种 转化的角度ek2 ek1 ep1 ep2即动能的增加量等于重力势能的减小量第二种 守恒的角度ek1 ep1 ek2 ep2即初状态的机械能等于末状态的机械能 新课教学 例1 一个物体从光滑斜面顶端由静止开始滑下 斜面高1米 长2米 不设空气阻力 物体滑到斜面底端的速度是多少 问题1 例1中如果要用牛顿第二定律和运动学公式求解 该如何求解 问题2 若其它条件不变 将斜面换成光滑曲面 结果如何 例2 把一个小球用细绳悬挂起来 就成为一个摆 摆长为l 最大偏角为小球运动到最低位置时的速度是多大 总结 用机械能守恒定律解题的一般步骤 1 明确研究对象和它的运动过程 2 分析研究对象在运动过程中的受力情况 弄清是否只有系统内的弹力和重力做功 判定机械能是否守恒 3 确定物体运动的初状态和末状态 选定零势能面 确定物体在初 末状态的机械能 4 根据机械能守恒定律列出方程 统一单位后代入数据求解 例3 某人在距离地面2 6米的高处 将质量为0 2千克的小球以v0 12m s的速度斜向上抛出 小球的初速度方向与水平方向的夹角为30 g 10m s2 求 若不计空气阻力 小球落地时的速度大小是多少 若小球在抛出时与水平方向的夹角为45 则小球落地时的速度又是多少 例4 小球的质量为m 沿光滑的轨道滑下 轨道的形状如图所示 与斜轨道相接的圆轨道的半径为r 要使物体沿光滑圆轨道恰能通过最高点c 物体应从离轨道最低处多高的a处由静止开始滑下 如图所示 物体a b用绳子连接穿过定滑轮 已知ma 2mb 绳子的质量不计 忽略一切摩擦 此时物体a b距地面高度均为h 释放a 求当物体a刚到达地面时的速度多大 设物体b到滑轮的距离大于h 解 设地面处的势能为0 以物体出发点为初态 物体a刚落地时为末态 则在运动过程中物体a b的速度大小始终相等 5 如图所示 物体a b用绳子连接穿过定滑轮 已知ma 2mb 绳子的质量不计 忽略一切摩擦 此时物体a b距地面高度均为h 释放a 求当物体a刚到达地面时的速度多大 设物体b到滑轮的距离大于h 扩展练习 练习题 1 为了测定玩具弹簧枪的出口速度 将子弹竖直向上射出 用长竹竿和卷尺测得子弹上升的最大高度为15m 试估算出子弹的出口速度不会小于多少 解 如果忽略空气阻力的影响 可运用机械能量守恒定律来估算子弹出口的速度 设子弹的质量为m 出口的速度为v 由机械能守恒定律有解得 总结一下运用能的观点处理力学问题的思路 从分析物体所受各力做功情况入手 如果只有重力或弹簧弹力做功 则运用机械能守恒定律求解问题 如果还有其它外力做功 则运用动能定理求解问题 用机械能守恒定律解题简便 明了 机械能守恒定律只涉及初始和终了状态 不涉及中间过程的具体细节 因此用它处理问题相当简捷 你玩过吗 翻滚过山车是游乐场常见的一种游乐项目 运动小车与轨道间的摩擦总是存在的 空气阻力的作用也不能不考虑 4 如图所示是螺旋型翻滚过山车轨道 小车质量为100kg 若它能安全通过半径r为4m的竖直面圆轨道最高点a 小车至少要在离地面多高处滑下 g 10m s2 c 至少 解 对小车 忽略阻力的影响 从开始下滑处到圆轨道最高点 只有重力做功 选轨道最低点为零势能面 小球在a ea mva2 2 mg2r小球在b eb mgh由机械能守恒定律有 ea eb即mva2 2 mg2r mgh小球恰能通过圆轨道最高点a 则mg mva2 2 初位置 末位置 2r 小车至少要在离地面5r 2高处滑下 一 机械能守恒定律 1 内容 2 条件 3 数学表达式 选研究对象 选初 末状态 受力分析 确定是否只有重力或