《【高中物理】机械能守恒定律（2）课件 2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【高中物理】机械能守恒定律（2）课件 2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、人教版物理必修二人教版物理必修二第八章第八章 机械能守恒定律机械能守恒定律第四节第四节 机械能守恒定律机械能守恒定律(2)(2)知识回顾知识回顾机械能守恒定律：机械能守恒定律：在只有重力和弹力做功的物体系统内，动在只有重力和弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。E EK2K2+E+EP2P2=E=EK1K1+E+EP1P1EEk k增增EEp p减减EEA A增增EEB B减减E E=0=0机械能守恒定律成立条件：机械能守恒定律成立条件：只有重力做功或弹簧弹力做功，只有重力做功或弹簧弹力做功，（1 1）物体只受重）物体只
2、受重力或弹力或弹簧弹力，不受其他力簧弹力，不受其他力（2 2）物体除受重力或弹簧弹力外，还受其他力，但其他力）物体除受重力或弹簧弹力外，还受其他力，但其他力 不做功不做功（3 3）除受重力、弹力外，还受其他力，其他力做功，但做）除受重力、弹力外，还受其他力，其他力做功，但做 功代数和为零功代数和为零机械能守恒定律机械能守恒定律适用对象适用对象：单个单个质点、多个质点组成的系统质点、多个质点组成的系统1.1.选取研究对象（物体或系统）和研究过程；选取研究对象（物体或系统）和研究过程；2.2.判断机械能是否守恒（是否只有重力或弹簧弹力做功）判断机械能是否守恒（是否只有重力或弹簧弹力做功）；3.3.
3、确定研究对象初、末状态的机械能确定研究对象初、末状态的机械能(恰当选取参考平面恰当选取参考平面)；4.4.根据机械能守恒定律根据机械能守恒定律列方程求解。列方程求解。应用机械能守恒定律解题，只需考虑过程的初、末状态，应用机械能守恒定律解题，只需考虑过程的初、末状态，不必考虑两个状态间过程的细节，这是它的优点。不必考虑两个状态间过程的细节，这是它的优点。应用机械能守恒定律解题的一般步骤：应用机械能守恒定律解题的一般步骤：“守恒守恒”的含的含义义变中之不变。不单是初、末两个状态的变中之不变。不单是初、末两个状态的机械能相等，而是指系统的机械能在某一过程中的任一时刻机械能相等，而是指系统的机械能在某
4、一过程中的任一时刻都相等！机械能都相等！机械能“守恒守恒”一定有机械能一定有机械能“不变不变”，但是机，但是机械能械能“不变不变”不一定不一定“守恒守恒”。对比项目对比项目机械能守恒定律机械能守恒定律动能定理动能定理不同点不同点需要判断是否满足守恒条需要判断是否满足守恒条件，需要确定零势能面件，需要确定零势能面不需要选参考面，一不需要选参考面，一般不考虑适用条件般不考虑适用条件相同点相同点只需考虑初、末状态，不用考虑中间过程只需考虑初、末状态，不用考虑中间过程应用范围应用范围能用机械能守恒定律解决的问题一般都能用动能能用机械能守恒定律解决的问题一般都能用动能定理解决；能用动能定理解决的问题不一
5、定能用定理解决；能用动能定理解决的问题不一定能用机械能守恒定律解决机械能守恒定律解决结论结论动能定理比机械能守恒定律应用更广泛，更普遍动能定理比机械能守恒定律应用更广泛，更普遍机械能守恒定律与动能定理的比较机械能守恒定律与动能定理的比较动能定理与机械能守恒定律的区别动能定理与机械能守恒定律的区别1 1、能用机械能守恒定律的，都能用动能定理；能用动能定、能用机械能守恒定律的，都能用动能定理；能用动能定理的，不一定能用机械能守恒定律，因为有的不符合守恒条理的，不一定能用机械能守恒定律，因为有的不符合守恒条件。件。2 2、机械能守恒定律只涉及能量，不涉及功，功隐含于能量机械能守恒定律只涉及能量，不涉
6、及功，功隐含于能量的转化中；动能定理只涉及功和动能，其他能量隐含于功中。的转化中；动能定理只涉及功和动能，其他能量隐含于功中。3 3、他们都是能量守恒的不同表现。他们都是能量守恒的不同表现。一、机械能是否守恒的一、机械能是否守恒的判断判断(1)(1)用做功来分析：用做功来分析：分析物体或物体系统的受力情况分析物体或物体系统的受力情况(包括内包括内力和外力力和外力)，明确各力做功的情况，若对物体或系统只有重，明确各力做功的情况，若对物体或系统只有重力或弹力做功，没有其他力做功或其他力做功的代数和为零，力或弹力做功，没有其他力做功或其他力做功的代数和为零，则物体或物体系统的机械能守恒。则物体或物体
7、系统的机械能守恒。(2)(2)用能量转化来分析：用能量转化来分析：若物体系统中只有动能和势能的相若物体系统中只有动能和势能的相互转化，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，机械能也没有转化成其他形式的能转化成其他形式的能(如内能如内能)，则系统的机械能守恒，则系统的机械能守恒(3)(3)用增减情况分析：用增减情况分析：若物体系统的动能与势能均增加，则若物体系统的动能与势能均增加，则系统机械能不守恒；若系统的动能不变，而势能发生了变化，系统机械能不守恒；若系统的动能不变，而势能发生了变化，或系统的势能不变，而动能发生了变化，则系统机械能不守或系统的势
8、能不变，而动能发生了变化，则系统机械能不守恒。恒。1.1.在下列的物理过程中，机械能守恒的有（）在下列的物理过程中，机械能守恒的有（）A A把一个物体竖直向上匀速提升的过程把一个物体竖直向上匀速提升的过程B B物体沿斜面匀速下滑的过程物体沿斜面匀速下滑的过程C C汽车关闭油门后沿水平公路向前滑行的过程汽车关闭油门后沿水平公路向前滑行的过程D D从高处竖直下落的物体落在竖立的轻弹簧上，压缩弹簧从高处竖直下落的物体落在竖立的轻弹簧上，压缩弹簧的过程，对弹簧、物体这一系统的过程，对弹簧、物体这一系统D D2 2如下图所示，三面光滑的斜劈放在水平如下图所示，三面光滑的斜劈放在水平面上，物块由静止沿斜劈
9、下滑，则（面上，物块由静止沿斜劈下滑，则（）A A物块动能增加，重力势能减少物块动能增加，重力势能减少B B斜劈的动能为零斜劈的动能为零C C物块的动能和重力势能总量不变物块的动能和重力势能总量不变D D系统的机械能总量不变系统的机械能总量不变ADAD3.3.如图，小球在如图，小球在P P点从静止开始下落，正好落点从静止开始下落，正好落在下端固定于桌面的轻弹簧上，把弹簧压缩后在下端固定于桌面的轻弹簧上，把弹簧压缩后又被弹起，不计空气阻力，下列结论正确的是又被弹起，不计空气阻力，下列结论正确的是（）A A小球落到弹簧上后，立即做减速运动小球落到弹簧上后，立即做减速运动B B在题述过程中，小球、弹
10、簧、地球组成的在题述过程中，小球、弹簧、地球组成的系统机械能守恒系统机械能守恒C C当弹簧对小球的弹力大小等于小球所受重当弹簧对小球的弹力大小等于小球所受重力大小时，弹簧的形变量最大力大小时，弹簧的形变量最大D D小球被弹簧弹起后，所能到达的最高点高小球被弹簧弹起后，所能到达的最高点高于于P P点点B BP P4.4.（多选（多选)如图所示，在两个质量分别为如图所示，在两个质量分别为m m和和2m2m的小球的小球a a和和b b之之间，用一根长为间，用一根长为L L的轻杆连接的轻杆连接(杆的质量不计杆的质量不计)，两小球可绕，两小球可绕穿过杆中心穿过杆中心O O的水平轴无摩擦地转动。现让轻杆处
11、于水平位的水平轴无摩擦地转动。现让轻杆处于水平位置，然后无初速度释放，重球置，然后无初速度释放，重球b b向下，轻球向下，轻球a a向上，产生转动，向上，产生转动，在杆转至竖直的过程中在杆转至竖直的过程中()A Ab b球的重力势能减少，动能增加球的重力势能减少，动能增加B Ba a球的重力势能增加，动能增加球的重力势能增加，动能增加C Ca a球和球和b b球的总机械能守恒球的总机械能守恒D Da a球和球和b b球的总机械能不守恒球的总机械能不守恒解析：解析：a a、b b两球组成的系统中，只存在动能和重力势能的相两球组成的系统中，只存在动能和重力势能的相互转化，系统的机械能守恒，选项互转
12、化，系统的机械能守恒，选项C C正确，正确，D D错误；其中错误；其中a a球的球的动能和重力势能均增加，机械能增加，轻杆对动能和重力势能均增加，机械能增加，轻杆对a a球做正功；球做正功；b b球的重力势能减少，动能增加，总的机械能减少，轻杆对球的重力势能减少，动能增加，总的机械能减少，轻杆对b b球球做负功，选项做负功，选项A A、B B正确。正确。ABCABC5.5.如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m m的小球，的小球，小球与一轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的小球与一轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A A点，已知
13、杆与水平面之间的夹角点，已知杆与水平面之间的夹角450v08.8.如图，在竖直平面内有由如图，在竖直平面内有由1/1/4 4圆弧圆弧ABAB和和1/1/2 2圆弧圆弧BCBC组成的光组成的光滑固定轨道，两者在最低点滑固定轨道，两者在最低点B B平滑连接。平滑连接。ABAB弧的半径为弧的半径为R R，BCBC弧的半径为弧的半径为R/R/2 2。一小球在。一小球在A A点正上方与点正上方与A A相距相距R/R/4 4处由静止开处由静止开始自由下落，经始自由下落，经A A点沿圆弧轨道运动。点沿圆弧轨道运动。(1)(1)求小球在求小球在B B、A A两点的动能之比；两点的动能之比；(2)(2)通过计算
14、判断小球能否沿轨道运动到通过计算判断小球能否沿轨道运动到C C点。点。解析解析:(1)(1)设小球的质量为设小球的质量为m m，小球在，小球在A A点的动点的动能为能为E EkAkA，由机械能守恒得，由机械能守恒得E EkAkAmgR/4 mgR/4 设小球在设小球在B B点的动能为点的动能为E EkBkB，同理有，同理有E EkBkBmg5R/4 mg5R/4 由由式得式得E EkBkB/E EkAkA5 5 (2)(2)若小球能沿轨道运动到若小球能沿轨道运动到C C点，小球在点，小球在C C点所受轨道的正压力点所受轨道的正压力F FN N应满足：应满足：F FN N0 0 设小球在设小球在
15、C C点的速度大小为点的速度大小为v vC C，由牛顿运，由牛顿运动定律和向心加速度公式有：动定律和向心加速度公式有：F FN Nmgmg2 2mvmvC C2 2/R /R 由由式式得得:mg2mvmg2mvC C2 2/R v/R vC C 全程应用机械能守恒定律得全程应用机械能守恒定律得:mgmgR/4R/41/1/2 2mvmvC C2 2 由由式可知，式可知，v vC Cv vC C，即小球恰好可以沿轨道运动到即小球恰好可以沿轨道运动到C C点。点。9.9.一一根根内内壁壁光光滑滑的的细细圆圆管管，形形状状如如下下图图所所示示，放放在在竖竖直直平平面面内内，一一个个小小球球自自A A
16、口口的的正正上上方方高高h h处处自自由由落落下下，第第一一次次小小球球恰恰能能抵抵达达B B点点；第第二二次次落落入入A A口口后后，自自B B口口射射出出，恰恰能能再再进进入入A A口，则两次小球下落的高度之比口，则两次小球下落的高度之比h h1 1：h h2 2=_=_h hA AB BO O4 4：5 5解：第一次恰能抵达解：第一次恰能抵达B B点，不难看出点，不难看出 ：v vB1B1=0=0由机械能守恒定律：由机械能守恒定律：mghmgh1 1=mgR+1/2mv=mgR+1/2mvB1B12 2 h h1 1=R=R第二次从第二次从B B点平抛点平抛 R=vR=vB2B2t R=1/2gtt R=1/2gt2 2mghmgh2 2=mgR+1/2mv=mgR+1/2mvB2B22 2h h2 2=5R/4=5R/4h h1 1 ：h h2 2=4=4：5 510.10.如如图，质量为图，质量为m m的物体以初速的物体以初速v v0 0从从A A点向下沿光滑的轨道运动，点向下沿光滑的轨道运动，不计空气阻力，若物体通过最低点不计空气阻力，若物体通过最低点B B的速度为的速度为
