高一物理机械能守恒定律应用(公开课-课件)

1、欢迎各位老师莅临指导,第七章 机械能,七、机械能守恒定律的应用,高中物理复习课,主讲:三十五中薛敦明,高考回顾: 2002年第16题、第30题 2003年第30题 2005年第24题,1、机械能守恒定律的表述是什么？,在只有重力（弹力）做功的情况下，物体的动能和重力（弹性）势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。,2、机械能守恒的条件是什么？,a.只有重力或只有弹力做功。 b.虽有重力与弹力以外的力，但其它力做功为0。,例1.下列物体中，机械能守恒的是： A 做平抛运动的物体 B 被匀速吊起的物体 C 光滑曲面上自由运动的物体 D 物体以2g的加速度竖直向上做匀减速运动,（A C）,练习：小

2、球自A点静止自由下落，到B点时与弹簧接触，到C点时弹簧被压缩到最短，若不计弹簧的质量和空气阻力，在小球由ABC的运动过程中 A 小球和弹簧总机械能守恒 B小球的重力势能随时间均匀减小 C 小球在B点时动能最大 D 到C点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量,（A D）,例题2、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。不计空气阻力，物体滑到斜面底端的速度是多大？,解法二：,物体下滑过程的受力分析如图所示，,初位置:E1=Ek1+Ep1=0+mgh,末位置:E2=Ek2+Ep2=,即：mgh=,m/s=4.4m/s,根据机械能守恒定律E1=E2,得：,取斜面底端水平面为

3、零势能面。,支持力不做功，只有重力做功，故机械能守恒。,A,G,N,初位置,末位置,解法一:,取下滑的物体为研究对象，其受力如图所示，,把重力分解为G1=Gsin, G2=Gcos,根据牛顿第二定律F=ma 得,a=F/m=G1/m=gsin(1),根据匀变速运动的速度位移公式,得 (2),Sin=h/s(3),解(1)(2)(3)得 V=4.4m/s,例2变式、一个物体从光滑曲面顶端由静止开始滑下，斜面高1米，不计空气阻力，物体滑到斜面底端的速度是多大？,E1=mgh,E2=,E1=E2,使用机械能守恒定律解题的一般步骤,（1）选取研究对象,确定研究对象的运动过程；,（2）分析研究对象在运动

4、过程中的受力情况，弄清是否只有重力做功，判定机械能是否守恒；,（3）确定零势能面,并确定物体的始末位置的机械能，,（4）根据机械能守恒列守恒方程，统一单位后代入数据进行计算；,例3、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。小球运动到最底位置时的速度是多大？,解法一：,摆动过程中小球的受力如图所示，,但拉力不做功,只有重力做功，故机械能守恒，,取小球在最低位置时所在的水平面为参考平面,初位置E1= mgh,末位置E2=,根据机械能守恒定律E1=E2,得：mgh= -(1),h=l(1-cos )-(2),解（1）（2）得,G,T,初位置,末位置,取小球在最高位置时所在的水平

5、面为参考平面,初位的机械能为E1=0,末位的机械能为E2=-mgh+,根据机械能守恒定律E1=E2,得：0=-mgh+ -(1)h=l(1-cos )-(2) 解（1）（2）得,解法二:,例4.如图所示,轻弹簧K一端与墙相连,处于自然状态，质量为4千克的木块,沿光滑的水平面以5m/s的速度运动并开始挤压弹簧,求弹簧的最大弹性势能及木块被弹回速度增大到3m/s时弹簧的弹性势能.,解:(1)分析可知:从开始运动到弹簧压缩最短,只有弹力做功,由机械能守恒定律可得: = EP 代入数据得EP =1/2452J=50J (2)由机械能守恒定律可得: = EP +1/2mv2 代入数据可得: EP=32J

6、,小结：,如何利用机械能守恒定律来解题：,1、遵循正确的解题步骤；,2、一定要作受力分析图，弄清楚物体运动情况，确定是否只有重力做功；,3、一定要确定零势能面,找准初末位置的动能和势能；,巩固练习,1.如图，如图所示，光滑的倾斜轨道与半径为R的光滑圆形轨道相连接，质量为m 的小球在倾斜轨道上由静止释放，要使小球 恰能通过圆形轨道的最高点，小球释放点离圆形轨道最高点多高？通过轨道最低点时球对轨道压力有多大？,初位置,末位置,解：小球在运动过程中，只有重力做功，小球的机械能守恒。取轨道最低点为零重力势能面，小球恰能通过圆形轨道的最高点C ，则 mg= mVc2/得mVc2/2= mgR/2 故在C点小球的机械能: Ec= mgR/2+mg2R 在释放点A小球的机械能: EA=mgh 据 EA=EC 有 mgh= mgR/2+mg2R 解得:h=5R/2,而小球在最低点B的机械能：EB=mVB2/2 据 EB=EC 有 mVB2/2= mgR/2+mg2