高中物理机械能守恒定律应用课件新课标必修2.ppt

主讲教师 佘伟奇 运用机械能守恒定律应注意点 主讲教师 佘伟奇 运用机械能守恒定律应注意点 一 复习 一 复习1 机械能守恒定律的内容 在只有重力或弹力做功的物体系统内 动能与势能可以相互转化 而总的机械能不变 2 机械能守恒定律的表达式 e2 e1 ep ek ea eb 3 运用机械守恒定律解题的思想和步骤 审题 选取研究对象 物体或系统 明确研究对象的运动过程 分析受力及各力做功情况 判断机械能是否守恒 适当选取参考平面 确定研究对象在研究过程的初末状态的机械能或各种形式的机械能的转化关系 根据机械能守恒定律 选取合适的表达式列方程求解 运用机械能守恒定律应注意点 二 学法点睛 1 运用机械能守恒定律注意点之一例1 如图1 长为l的轻质硬杆 一端点o用铰链固定 另一端及中间固定有两个质量均为m的小球 让杆从水平位置无初速度摆下 o处无摩擦 求杆转到竖直位置时 a b两球速度的大小 1 运用机械能守恒定律注意点之一例1 如图1 长为l的轻质硬杆 一端点o用铰链固定 另一端及中间固定有两个质量均为m的小球 让杆从水平位置无初速度摆下 o处无摩擦 求杆转到竖直位置时 a b两球速度的大小 分析 a b若用绳子相连 会出现a球在前 b球在后的情况 本题中由于杆不能弯曲 故运动过程中 a受杆的切向阻力fa 对a做负功 b受杆切向动力fb 对b做正功 如图2所示 故a b运动过程中 各自机械能均不守恒 若把a b及杆看作整体 则系统只有重力做功 机械能守恒 a b在运动过程中 每一时刻的角速度相同 a b速度大小之比1 2 f f 1 运用机械能守恒定律注意点之一例1 如图1 长为l的轻质硬杆 一端点o用铰链固定 另一端及中间固定有两个质量均为m的小球 让杆从水平位置无初速度摆下 o处无摩擦 求杆转到竖直位置时 a b两球速度的大小 分析 a b若用绳子相连 会出现a球在前 b球在后的情况 本题中由于杆不能弯曲 故运动过程中 a受杆的切向阻力fa 对a做负功 b受杆切向动力fb 对b做正功 如图2所示 故a b运动过程中 各自机械能均不守恒 若把a b及杆看作整体 则系统只有重力做功 机械能守恒 a b在运动过程中 每一时刻的角速度相同 a b速度大小之比1 2 解 设到竖直位置时a的速度大小为v1 则b的速度大小为2v1 选杆到竖直位置时 过b球的水平面为参考面 由机械能守恒定律得 mgl 2 mv1 m 2v1 mg 解得 v1 到竖直位置a球速度大小为到竖直位置b球速度大小为 2 2 l v1 2v1 参考面 1 运用机械能守恒定律注意点之一例1 如图1 长为l的轻质硬杆 一端点o用铰链固定 另一端及中间固定有两个质量均为m的小球 让杆从水平位置无初速度摆下 o处无摩擦 求杆转到竖直位置时 a b两球速度的大小 分析 a b若用绳子相连 会出现a球在前 b球在后的情况 本题中由于杆不能弯曲 故运动过程中 a受杆的切向阻力fa 对a做负功 b受杆切向动力fb 对b做正功 如图2所示 故a b运动过程中 各自机械能均不守恒 若把a b及杆看作整体 则系统只有重力做功 机械能守恒 a b在运动过程中 每一时刻的角速度相同 a b速度大小之比1 2 解 设到竖直位置时a的速度大小为v1 则b的速度大小为2v1 选杆到竖直位置时 过b球的水平面为参考面 由机械能守恒定律得 mgl 2 mv1 m 2v1 mg 解得 v1 到竖直位置a球速度大小为到竖直位置b球速度大小为感悟 选取研究对象是解题的首要环节 有的问题选单个物体 实为该物体与地球组成的系统 为研究对象机械能不守恒 但选此物体与其他几个物体组成的系统为研究对象时 机械能却守恒 2 2 l v1 2v1 参考面 1 运用机械能守恒定律注意点之一 例1 如图1 长为l的轻质硬杆 一端点o用铰链固定 另一端及中间固定有两个质量均为m的小球 让杆从水平位置无初速度摆下 o处无摩擦 求杆转到竖直位置时 a b两球速度的大小 分析 a b若用绳子相连 会出现a球在前 b球在后的情况 本题中由于杆不能弯曲 故运动过程中 a受杆的切向阻力fa 对a做负功 b受杆切向动力fb 对b做正功 如图2所示 故a b运动过程中 各自机械能均不守恒 若把a b及杆看作整体 则系统只有重力做功 机械能守恒 a b在运动过程中 每一时刻的角速度相同 a b速度大小之比1 2 解 设到竖直位置时a的速度大小为v1 则b的速度大小为2v1 选杆到竖直位置时 过b球的水平面为参考面 由机械能守恒定律得 mgl 2 mv1 m 2v1 mg 解得 v1 到竖直位置a球速度大小为到竖直位置b球速度大小为感悟 选取研究对象是解题的首要环节 有的问题选单个物体 实为该物体与地球组成的系统 为研究对象机械能不守恒 但选此物体与其他几个物体组成的系统为研究对象时 机械能却守恒 2 2 注意研究对象的选取 2 运用机械能守恒定律注意点之二例2 如图3 光滑的水平桌面离地高度为h 一根长为2l 2l h 均质软绳 一半搁在水平桌面上 一半自然垂在桌边 放手后绳子开始下滑 当绳子的上端刚离开桌边缘时 速度为多大 图三 2 运用机械能守恒定律注意点之二例2 如图3 光滑的水平桌面离地高度为h 一根长为2l 2l h 均质软绳 一半搁在水平桌面上 一半自然垂在桌边 放手后绳子开始下滑 当绳子的上端刚离开桌边缘时 速度为多大 分析与解 许多同学解答此题时以地面为参考面来列式 显然较繁琐 若以桌面为参考面 则绳子初态机械能 e1 mg l末态机械能 e2 mgl mv2由机械能守恒定律得 e2 e1即 mgl mv2 mgl v 图三 2 运用机械能守恒定律注意点之二例2 如图3 光滑的水平桌面离地高度为h 一根长为2l 2l h 均质软绳 一半搁在水平桌面上 一半自然垂在桌边 放手后绳子开始下滑 当绳子的上端刚离开桌边缘时 速度为多大 分析与解 许多同学解答此题时以地面为参考面来列式 显然较繁琐 若以桌面为参考面 则绳子初态机械能 e1 mgl末态机械能 e2 mgl mv2由机械能守恒定律得 e2 e1即 mgl mv2 mgl v 点评 1 参考面的选取是任意的 但选得恰当 可使列式简单 计算方便 2 对于软绳和铁链等物体的重力势能能可以分段处理 图三 2 运用机械能守恒定律注意点之二 例2 如图3 光滑的水平桌面离地高度为h 一根长为2l 2l h 均质软绳 一半搁在水平桌面上 一半自然垂在桌边 放手后绳子开始下滑 当绳子的上端刚离开桌边缘时 速度为多大 分析与解 许多同学解答此题时以地面为参考面来列式 显然较繁琐 若以桌面为参考面 则绳子初态机械能 e1 mgl末态机械能 e2 mgl mv2由机械能守恒定律得 e2 e1即 mgl mv2 mgl v 点评 1 参考面的选取是任意的 但选得恰当 可使列式简单 计算方便 2 对于软绳和铁链等物体的重力势能能可以分段处理 图三 注意参考平面的选取 3 运用机械能守恒定律注意点之三例3 如图4 质量为m的木块放在光滑的水平面上 用轻绳绕过光滑定滑轮与质量为m 2m的砝码相连 让绳拉直后放手使砝码从静止开始下降h的高度时 则木块的速度为多大 此时木块没离开水平面 砝码没落地 3 运用机械能守恒定律注意点之三例3 如图4 质量为m的木块放在光滑的水平面上 用轻绳绕过光滑定滑轮与质量为m 2m的砝码相连 让绳拉直后放手使砝码从静止开始下降h的高度时 则木块的速度为多大 此时木块没离开水平面 砝码没落地 解析 m与m及绳组成的系统相互作用过程中 除m的重力做功外 绳的拉力对m做负功 对m做正功 且两功的和为零 故系统的机械能守恒 设木块速度为v 由 ek ep 得1 2 m m v2 mgh解得v 3 运用机械能守恒定律注意点之三例3 如图4 质量为m的木块放在光滑的水平面上 用轻绳绕过光滑定滑轮与质量为m 2m的砝码相连 让绳拉直后放手使砝码从静止开始下降h的高度时 则木块的速度为多大 此时木块没离开水平面 砝码没落地 解析 m与m及绳组成的系统相互作用过程中 除m的重力做功外 绳的拉力对m做负功 对m做正功 且两功的和为零 故系统的机械能守恒 设木块速度为v 由 ek ep 得1 2 m m v2 mgh解得v 点拨 机械能守恒的表达式有三种不同的形式 1 e2 e1 2 ep ek 3 ea eb 第一种表达式是从守恒的角度反映机械能守恒 解题必须选取参考两面 而后两种表达式都是从 转化 的角度来反映机械能守恒不必选参考平面 具体选哪种表达式解题 要注意灵活选用 3 运用机械能守恒定律注意点之三 例3 如图4 质量为m的木块放在光滑的水平面上 用轻绳绕过光滑定滑轮与质量为m 2m的砝码相连 让绳拉直后放手使砝码从静止开始下降h的高度时 则木块的速度为多大 此时木块没离开水平面 砝码没落地 解析 m与m及绳组成的系统相互作用过程中 除m的重力做功外 绳的拉力对m做负功 对m做正功 且两功的和为零 故系统的机械能守恒 设木块速度为v 由 ek ep 得1 2 m m v2 mgh解得v 点拨 机械能守恒的表达式有三种不同的形式 1 e2 e1 2 ep ek 3 ea eb 第一种表达式是从守恒的角度反映机械能守恒 解题必须选取参考两面 而后两种表达式都是从 转化 的角度来反映机械能守恒不必选参考平面 具体选哪种表达式解题 要注意灵活选用 讨论 此题还可用哪种表达式解题 3 运用机械能守恒定律注意点之三 例3 如图4 质量为m的木块放在光滑的水平面上 用轻绳绕过光滑定滑轮与质量为m 2m的砝码相连 让绳拉直后放手使砝码从静止开始下降h的高度时 则木块的速度为多大 此时木块没离开水平面 砝码没落地 解析 m与m及绳组成的系统相互作用过程中 除m的重力做功外 绳的拉力对m做负功 对m做正功 且两功的和为零 故系统的机械能守恒 设木块速度为v 由 ek ep 得1 2 m m v2 mgh解得v 点拨 机械能守恒的表达式有三种不同的形式 1 e2 e1 2 ep ek 3 ea eb 第一种表达式是从守恒的角度反映机械能守恒 解题必须选取参考两面 而