《2018-2019学年教科版必修二 第四章 微型专题6 机械能守恒定律的应用 课件（25张）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018-2019学年教科版必修二 第四章 微型专题6 机械能守恒定律的应用 课件（25张）（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、微型专题6 机械能守恒定律的应用,第四章 机械能和能源,学习目标,1.会判断系统机械能是否守恒问题. 2.能灵活应用机械能守恒定律的三种表达形式. 3.会分析多个物体组成系统的机械能守恒问题. 4.会分析链条类物体的机械能守恒问题.,内容索引,重点探究 启迪思维 探究重点,达标检测 检测评价 达标过关,重点探究,判断系统机械能是否守恒，常根据能量转化情况进行判断： 若只有系统内物体间动能和重力势能及弹性势能的相互转化，系统跟外界没有发生机械能的传递，机械能也没有转变成其他形式的能(如没有内能增加)，则系统的机械能守恒.,一、多物体组成的系统机械能守恒的判断,例1 (多选)如图1所示，斜劈劈尖顶
2、着竖直墙壁静止于水平面上，现将一小球从图示位置静止释放，不计一切摩擦，则在小球从释放到落至地面的过程中，下列说法正确的是 A.斜劈对小球的弹力不做功 B.斜劈与小球组成的系统机械能守恒 C.斜劈的机械能守恒 D.小球机械能的减少量等于斜劈动能的增加量,图1,解析,答案,解析 小球有竖直方向的位移，所以斜劈对小球的弹力对球做负功，故A选项错误； 小球对斜劈的弹力对斜劈做正功，所以斜劈的机械能增加，故C选项错误. 不计一切摩擦，小球下滑过程中，小球和斜劈组成的系统中只有动能和重力势能相互转化，系统机械能守恒，故B、D选项正确.,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
3、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. 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Ek1Ep1Ek2Ep2或EkEp来求解. (2)当研究对象为两个物体组成的系统时： 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EkEp来求解. 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EAEB来求解.,二、多物体组成的系统中机械能守恒定律的应用,例2 如图2所示，斜面的倾角30，另一边与地面垂直，高为H，斜面顶点上有一定滑轮，物块A和B的质量分别为m1和m2，
4、通过轻而柔软的细绳连接并跨过定滑轮.开始时两物块都位于与地面距离为 的位置上，释放两物块后，A沿斜面无摩擦地上滑，B沿斜面的竖直边下落.若物块A恰好能达到斜面的顶点，试求m1和m2的比值.滑轮的质量、半径和摩擦以及空气阻力均可忽略不计.,图2,解析,答案,答案 12,解析 设B刚下落到地面时速度为v，由系统机械能守恒得：,A以速度v上滑到顶点过程中机械能守恒，则：,机械能守恒定律的研究对象是几个相互作用的物体组成的系统时，在应用机械能守恒定律解决系统的运动状态的变化及能量的变化时，经常出现下面三种情况： (1)系统内两个物体直接接触或通过弹簧连接.这类连接体问题应注意各物体间不同能量形式的转化
5、关系. (2)系统内两个物体通过轻绳连接.如果和外界不存在摩擦力做功等问题时，只有机械能在两物体之间相互转移，两物体组成的系统机械能守恒.解决此类问题的关键是在绳的方向上两物体速度大小相等. (3)系统内两个物体通过轻杆连接.轻杆连接的两物体绕固定转轴转动时，两物体转动的角速度相等.,链条类物体机械能守恒问题的分析关键是分析重心位置，进而确定物体重力势能的变化，解题要注意两个问题：一是零势能面的选取；二是链条的每一段重心的位置变化和重力势能变化.,三、链条类物体的机械能守恒问题,例3 如图4所示，有一条长为L的均匀金属链条，一半长度在光滑斜面上，斜面倾角为，另一半长度沿竖直方向下垂在空中，当链
6、条从静止开始释放后链条滑动，求链条刚好全部滑出斜面时的速度是多大.,答案,解析,图4,解析 释放后的链条，竖直方向的一半向下运动，放在斜面上的一半向上运动，由于竖直部分越来越多，所以链条做的是变加速运动，不能用一般运动学公式去解.因为斜面光滑，所以机械能守恒，链条得到的动能应是由势能转化的，重力势能的变化可以用重心的位置确定. 设斜面最高点为零势能点，链条总质量为m，,当链条刚好全部滑出斜面时，,由机械能守恒得E1E2，,例4 如图5所示，在竖直平面内有一固定光滑轨道，其中AB是长为R的水平直轨道，BCD是圆心为O、半径为R的 圆弧轨道，两轨道相切于B点.在外力作用下，一小球从A点由静止开始做
7、匀加速直线运动，到达B点时撤去外力.已知小球刚好能沿圆弧轨道经过最高点C，重力加速度大小为g，不计空气阻力.求： (1)小球在AB段运动的加速度的大小；,四、利用机械能守恒定律分析多过程问题,答案,解析,图5,解析 小球在最高点C所受轨道的正压力为零.设小球在C点的速度大小 为vC，根据牛顿第二定律有mg,(2)小球从D点运动到A点所用的时间.,答案,解析,解析 设小球运动到D点的速度大小为vD，下落到A点时的速度大小为v，根据机械能守恒定律，小球从B点运动到D 点的过程，有,设小球从D点运动到A点所用的时间为t，根据运动学公式有gtvvD,机械能守恒定律多与其他知识相结合进行综合命题，一般为
8、多过程问题，难度较大.解答此类题目时一定要注意机械能守恒的条件，分析在哪个过程中机械能守恒，然后列式求解，不能盲目应用机械能守恒定律.,达标检测,1.(系统机械能守恒的判断)(多选)如图6所示，A和B两个小球固定在一根轻杆的两端，mBmA，此杆可绕穿过其中心的水平轴O无摩擦地转动.现使轻杆从水平状态无初速度释放，发现杆绕O沿顺时针方向转动，则杆从释放起转动90的过程中(不计空气阻力) A.B球的动能增加，机械能增加 B.A球的重力势能和动能都增加 C.A球的重力势能和动能的增加量等于B球的重力势能 的减少量 D.A球和B球的总机械能守恒,答案,解析,图6,1,2,3,解析 A球运动的速度增大，
9、高度增大，所以动能和重力势能都增大，故A球的机械能增加.B球运动的速度增大，所以动能增大，高度减小，所以重力势能减小.对于两球组成的系统，只有重力做功，系统的机械能守恒，因为A球的机械能增加，故B球的机械能减少，故A球的重力势能和动能的增加量与B球的动能的增加量之和等于B球的重力势能的减少量，故A、C错误，B、D正确.,1,2,3,图7,解析 虽然杆在下滑过程有转动发生，但初始位置静止，末状态匀速平动，整个过程无机械能损失，故有,答案,解析,1,2,3,3.(绳连物体机械能守恒问题)如图8所示，一根很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑轻质定滑轮，轻绳两端各系一小球a和b，a球质量为m，静置于地面；b球质量为3m，用手托住，离地面高度为h， 此时轻绳刚好拉紧，从静止开始释放b后，a可能达到的 最大高度为(b球落地后不反弹，不计空气阻力) A.h B.1.5h C.2h D.2.5h,答案,图8,解析,1,2,3,1,2,3,
