粤教版必修2 第4章 习题课2 机械能守恒定律 课件（20张）.ppt

目标定位 1 进一步理解机械能守恒的条件及其判定 2 能灵活应用机械能守恒定律的三种表达方式列方程 3 在多个物体组成的系统中 会应用机械能守恒定律解决相关问题 4 明确机械能守恒定律和动能定理的区别 习题课2机械能守恒定律 1 利用机械能的定义判断 分析动能和势能的代数和即机械能是否变化 2 用做功判断 若物体或系统只有重力或弹簧弹力做功 则机械能守恒 3 用能量转化来判断 若系统中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化 则系统机械能守恒 如有滑动摩擦力做功时 机械能转化为内能 机械能必不守恒 一 机械能是否守恒的判断 4 分析不同研究对象机械能是否守恒问题中的处理思路 1 对于单个物体 与地球组成系统 来说 只需要从机械能的定义分析即可 2 对多个物体组成的系统 除考虑外力是否只有重力做功外 还要考虑系统内是否只有弹力做功 3 系统的机械能是否守恒的判断 从能量转化的角度分析比较简单 即系统内的机械能有没有转化为其他形式的能 如子弹打击放在光滑水平面上的木块时 因有摩擦热产生 子弹和木块组成的系统机械能将有损失 例1 如图1所示 细绳跨过定滑轮悬挂两物体m和m 且m m 不计摩擦 系统由静止开始运动的过程中 a m m各自的机械能分别守恒b m减少的机械能等于m增加的机械能 图1 c m减少的重力势能等于m增加的重力势能d m和m组成的系统机械能守恒答案bd 解析m下落过程 绳的拉力对m做负功 m的机械能减少 m上升过程 绳的拉力对m做正功 m的机械能增加 a错误 对m m组成的系统 机械能守恒 易得b d正确 m减少的重力势能并没有全部用于m重力势能的增加 还有一部分转变成m m的动能 所以c错误 1 多个物体组成的系统 就单个物体而言 机械能一般不守恒 但就系统而言机械能往往是守恒的 2 关联物体注意寻找用绳或杆相连接的物体间的速度关系和位移关系 二 多物体组成的系统机械能守恒问题 3 机械能守恒定律表达式的选取技巧 1 当研究对象为单个物体时 可优先考虑应用表达式ek1 ep1 ek2 ep2或 ek ep来求解 2 当研究对象为两个物体组成的系统时 若两个物体的重力势能都在减小 或增加 动能都在增加 或减小 可优先考虑应用表达式 ek ep来求解 若a物体的机械能增加 b物体的机械能减少 可优先考虑用表达式 ea eb来求解 例2 轻杆ab长2l a端连在固定轴上 b端固定一个质量为2m的小球 中点c固定一个质量为m的小球 ab杆可以绕a端在竖直平面内自由转动 现将杆置于水平位置 如图2所示 然后由静止释放 不计各处摩擦力与空气阻力 则下列说法正确的是 图2 答案abc 例3 如图3所示 a物体用板托着 位于离地h 1 0m处 轻质细绳通过光滑定滑轮与a b相连 绳子处于绷直状态 已知a物体质量m 1 5kg b物体质量m 1 0kg 现将板抽走 a将拉动b上升 设a与地面碰后不反弹 b上升过程中不会碰到定滑轮 问 图3 1 a落地前瞬间的速度大小为多少 2 b物体在上升过程中离地的最大高度为多大 答案 1 2m s 2 1 2m 三 机械能守恒定律和动能定理的应用比较 答案见解析 对单个物体 包括地球为系统 只受重力作用时 动能定理和机械能守恒定律表达式并没有区别 对两个物体组成的系统应用机械能守恒定律较方便 对有摩擦力或其他力做功的情况下要用动能定理列方程 例5 为了研究过山车的原理 某兴趣小组提出了下列设想 取一个与水平方向夹角为37 长为l 2 0m的粗糙倾斜轨道ab 通过水平轨道bc与半径为r 0 2m的竖直圆轨道相连 出口为水平轨道de 整个轨道除ab段以外都是光滑的 其中ab与bc轨道以微小圆弧相接 如图5所示 一个质量m 1kg的小物块以初速度v0 5 0m s从a点沿倾斜轨道滑下 小物块到达c点时速度vc 4 0m s 取g 10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 图5 1 求小物块到达c点时对圆轨道压力的大小 2