高中创设计物理粤教版必修2课件：第4章-习题课2-机械能守恒定律

[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ΔEk＝－ΔEp来求解．

(2)当研究对象为两个物体组成的系统时：①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ΔEk＝－ΔEp来求解．

②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ΔEA＝－ΔEB来求解．1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。5、数学教学要“淡化形式，注重实质.6、“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞”。七月232023/7/162023/7/162023/7/167/16/20237、不能把小孩子的精神世界变成单纯学习知识。如果我们力求使儿童的全部精神力量都专注到功课上去，他的生活就会变得不堪忍受。他不仅应该是一个学生，而且首先应该是一个有多方面兴趣、要求和愿望的人。2023/7/162023/7/1616July20238、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就都不能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。2023/7/162023/7/162023/7/162023/7/16

【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规律内容机械能守恒定律动能定理表达式E1＝E2ΔEk＝－ΔEpΔEA＝－ΔEBW＝ΔEk应用范围只有重力或弹力做功时无条件限制研究对象系统单个物体关注角度守恒的条件和初、末状态机械能的形式及大小动能的变化及合外力做功情况

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