用机械能守恒定律解连接体问题题ppt课件

用机械能守恒定律解连接体问题 例1 如图示 在光滑的水平桌面上有一质量为M的小车 小车与绳的一端相连 绳子的另一端通过滑轮与一个质量为m的砝码相连 砝码到地面的高度为h 由静释放砝码 则当其着地前的一瞬间 小车末离开桌子 小车的速度为多大 解 以M m为研究对象 在 开始下落到刚要着地的过程中机械能守恒 则 v v 一 如何选取系统 在用机械能守恒定律解连接体问题时 一定要注意下面几个问题 应用机械能守恒定律必须准确的选择系统 系统选择得当 机械能守恒 系统选择不得当 机械能不守恒 判断选定的研究系统是否机械能守恒 常用方法 做功的角度 能量的转化的角度 二 如何选取物理过程 选取物理过程必须遵循两个基本原则 一要符合求解要求 二要尽量使求解过程简化 在用机械能守恒定律解连接体问题时 一定要注意下面几个问题 有时可选全过程 而有时则必须将全过程分解成几个阶段 然后再分别应用机械能守恒定律求解 三 机械能守恒定律的常用的表达形式 在用机械能守恒定律解连接体问题时 一定要注意下面几个问题 1 E1 E2 E1 E2表示系统的初 末态时的机械能 2 EK EP 系统动能的增加量等于系统势能的减少量 3 EA EB 系统由两个物体构成时 A的机械能的增量等于B的机械能的减少量 在运用机械能守恒定律时 必须选取零势能参考面 而且在同一问题中必须选取同一零势能参考面 但在某些机械能守恒的问题中 运用式1 E1 E2 求解不太方便 而运用式2 EK EP 3 EA EB 较为简单 运用式2 3的一个最大优点是不必选取零势能参考面 只要弄清楚过程中物体重力势能的变化即可 说明 一根细绳绕过光滑的定滑轮 两端分别系住质量为M和m的长方形物块 且M m 开始时用手握住M 使系统处于如图示状态 求 1 当M由静止释放下落h高时的速度 h远小于半绳长 绳与滑轮的质量不计 2 如果M下降h刚好触地 那么m上升的总高度是多少 巩固练习 解 1 对于M m构成的系统 只有重力做功 由机械能守恒有 m上升的总高度 解得 2 M触地 m做竖直上抛运动 机械能守恒 v 2 M m gh M m 1 2 Mgh mgh M m v2 例2 如图所示 一固定的三角形木块 其斜面的倾角 30 另一边与地面垂直 顶上有一定滑轮 一柔软的细线跨过定滑轮 两端分别与物块A和B连接 A的质量为4m B的质量为m 开始时将B按在地面上不动 然后放开手 让A沿斜面下滑而B上升 物块A与斜面间无摩擦 设当A沿斜面下滑S距离后 细线突然断了 求物块B上升的最大高度H 解 该题A B组成的系统只有它们的重力做功 故系统机械能守恒 设物块A沿斜面下滑S距离时的速度为v 则有 势能的减少量 动能的增加量 细线突然断的瞬间 物块B垂直上升的初速度为v 此后B作竖直上抛运动 设继续上升的高度为h 由机械能守恒得 mgh mv2 1 2 物块B上升的最大高度 H h S 三式连立解得H 1 2S 例3 长为L质量分布均匀的绳子 对称地悬挂在轻小的定滑轮上 如图所示 轻轻地推动一下 让绳子滑下 那么当绳子离开滑轮的瞬间 绳子的速度为 解 由机械能守恒定律得 取初态时绳子最下端为零势能参考面 L4 绳子初态的机械能 绳子末态时的机械能 解 由机械能守恒定律得 L2 绳子减少的势能 绳子增加的动能 如图所示 一粗细均匀的U形管内装有同种液体竖直放置 右管口用盖板A密闭一部分气体 左管口开口 两液面高度差为h U形管中液柱总长为4h 现拿去盖板 液柱开始流动 当两侧液面恰好相齐时 右侧液面下降的速度大小为多少 h 2 分析 应用 割补 法 液面相齐时等效于把右侧中h 2的液柱移到左侧管中 其减少的重力势能转变为整个液柱的动能 巩固练习 解 根据机械能守恒定律得 设液体密度为 有 所以 1 如图所示 B物体的质量是A物体质量的1 2 在不计摩擦阻力的情况下 A物体自H高处由静止开始下落 以地面为参考平面 当物体A的动能与其势能相等时 物体距地面的高度是 练习题 h 如图7 7 30所示 将一根长L 0 4m的金属链条拉直放在倾角 30 的光滑斜面上 链条下端与斜面下边缘相齐 由静止释放后 当链条刚好全部脱离斜面时 其速度大小为 m s g取10m s2 练习题 3 如图光滑圆柱被固定在水平平台上 质量为m1的小球甲用轻绳跨过圆柱与质量为m2的小球乙相连 开始时让小球甲放在平台上 两边绳竖直 两球