《人教版（2019）高一物理必修第二册%E3%80%80第八章 机械能守恒定律应用——单物体运动 圆周运动临界问题(共23张PPT)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版（2019）高一物理必修第二册%E3%80%80第八章 机械能守恒定律应用——单物体运动 圆周运动临界问题(共23张PPT)（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、机械能守恒定律应用（一）,单物体运动,单体机械能守恒定律表达式：,二、研究物体的能量转化过程：,复习：,1、机械能：定义、注意的问题,2、机械能守恒定律：,条件：,一：研究物体的初末状态：,注意零势面,（1）确定研究对象，画出过程示意图；,应用机械能守恒定律解题的一般步骤：,（2）受力分析，做功分析，检验守恒条件；,（3）选取参考平面，确定物体初、末状态的机械能（势能和动能）；,（4）根据机械能守恒定律列方程求解。,例1、质量为4kg的均匀直杆，长为2m，放在 竖直面内的四分之一光滑圆弧上恰如图所示，水 平地面光滑。若由静止释放，求：杆最后在水平 面上运动的速度多大？g=10m/s2,例2：在
2、地面以8m/s的初速度抛出一个石块，若初速度与水平成60。取g=10m/s2 。 求：1）石块在最高点速度多大？ 石块能达到的最大高度是多少？ 2）怎样抛出，能达到的高度最大？,例题3：细绳和小球连在一起，悬挂在O点。已知： 绳长L=0.2m，球质量m=0.2kg，g=10m/s2. 将绳 拉直在水平位置给小球竖直向下的初速度v0=2m/s， 则小球在竖直面内摆动。 求：1）经过最低点时，小球的速度多大？ 2）在最低点时，绳的拉力多大？,解：小球摆动的过程中，机械能守恒：,以最低点为参考平面,在最低点处：,例题4：将质量5kg的物体轻放在竖直的轻弹簧上， 物体向下运动到最低点时，下落0.2m的
3、距离。 求：此时的弹簧的弹性势能多大？g=10m/s2,小球和弹簧系统，机械能守恒：,小球的重力势能减少等于弹簧的弹性势能的增加,方法: 研究系统内能量之间的转化,若地面、小球均与弹簧相连，将弹簧拉长 10cm后由静止释放，当小球将弹簧压缩 10cm时，速度多大？,例题5：将质量2kg的物体连在轻弹簧上，弹簧 另一端固定在天花板上，将物体拉到水平位置， 使弹簧恰无伸长。现在释放物体，当向下运动到 最低点时，下落0.6m的距离，弹性势能为2J。 求：此时物体的速度多大？,方法: 研究系统内能量之间的转化,答：（1）3m/s （2）3.2N 方向向下,例6,例 7. 一根内壁光滑的细圆管，形状如下
4、图所示，放在竖直平面内，一个小球自A口的正上方高h处自由落下，第一次小球恰能抵达B点；第二次落入A口后，自B口射出，恰能再进入A口，则两次小球下落的高度之比h1：h2= _,解：第一次恰能抵达B点，不难看出,v B1=0,由机械能守恒定律 mg h1 =mgR+1/2mvB12,h1 =R,第二次从B点平抛 R=vB2t R=1/2gt 2,mg h2 =mgR+1/2mvB22,h2 =5R/4,h1 ：h2 = 4：5,4：5,例题、小球沿光滑斜面由静止从A点开始下滑，A高为h1=6m,B高h2=1m, 求小球到达B点时的速率。,G,N,小球从A到B过程中机械能守恒。,以斜面底面为参考平面
5、。,A,B,机械能守恒求解：,G,G,N,A,B,机械能守恒定律：关注初末状态的机械能的关系 即 能与能的关系 ； 利用 时，会算能量变化。,例题、小球沿光滑斜面由静止开始下滑，A高为h1=6m,B高h2=1m, 求小球到达斜面底端时的速率。,小球从A到B过程，减少的重力势能等于增加的动能,机械能守恒定律应用（二）,机械能守恒+圆周运动的临界问题,例题1:如图，竖直面内的光滑轨道，底部水平半圆 部分的半径为R=2m，球质量m=2kg，g=10m/s2. 求：给小球多大的初速度，小球可以恰好通过轨道 的最高点？,10m/s,在一过程中，使用机械能守恒定律， 建立两个位置间速度关系 ； 在一个位置
6、处，使用向心力公式， 建立力与速度的关系,例2、如图示，长为l 的轻质硬棒的底端和中点各固定一个质量为m的小球，为使轻质硬棒能绕转轴O转到最高点，则底端小球在如图示位置应具有的最小速度v= 。,解：系统的机械能守恒，,因为小球转到最高点的最小速度可以为0 ，所以，,例3：如甲图所示，小球以v0初速度沿光滑的斜面可 以上升到最大高度B处。则在a、b、c、d四个图中， 小球均以相等速度v0切入光滑的轨道，则四个图中， 小球能上升到与B等高处的是_图。,ACD,例4：如图：,例5. 小球A用不可伸长的轻绳悬于O点，在O点的正下方有一固定的钉子B，OB=d，初始时小球A与O同水平面无初速释放，绳长为L
7、，绳的最大承受能力为9mg。为使球能绕B点做完整的圆周运动，试求d的取值范围？,习题课,机械能守恒+极值讨论 机械能守恒+弹簧+恰要分离,例题1:如图所示,半径为r,质量不计的圆盘与地面垂直,圆心处有一个垂直盘面的光滑水平固定轴O,在盘的最右边缘固定一个质量为m的小球A,在O点的正下方离O点r/2处固定一个质量也为m的小球B.放开盘让其自由转动,问： （1）A球转到最低点时的线速度是多少？ （2）在转动过程中半径OA向左偏离竖直方向的最大角度是多少？,例2;如图：两等长的杆固定连接，在O处穿过一光滑 水平固定转轴，杆两端AB物体质量为M、2M，从 图示位置由静止释放，求：转动中两球的最大速 度
8、.杆长为L。,例题3：质量均为m的A、B物块，用轻弹簧连接在一起， 竖直放置静止，如图所示。A物体连接一轻绳，绕过定 滑轮与一个不计质量的挂钩相连，绳恰拉直。现将一 个2m的物块C挂在挂钩上，由静止释放，若弹簧劲度系 数为k，则当物块B恰要离地时，物块c的速度多大？,例4、如所示，质量为m1的物体A,经一轻质弹簧与下 方地面上的质量为m2的物体B相连，弹簧的劲度系数为 k,物体A、B都处于静止状态.一不可伸长的轻绳一端绕 过轻滑轮连接物体，另一端连接一轻挂钩.开始时各段 绳都处于伸直状态，物体A上方的一段绳沿竖直方向.现 给挂钩挂一质量为m2的物体C并从静止释放，已知它恰 好能使物体B离开地面但不继续上升.若将物体C换成另 一质量为(m1+m2)的物体D，仍从上述初始位置由静止释 放，则这次物体B刚离地时物体D的速度大小是多少? 已知重力加速度为g.,图,
