机械能守恒定律及其应用.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,人教版物理,第五章 机械能,2014,届物理高三一轮复习备考,机械能守恒定律及其应用,浠水一中 严瑞希,内容提要,解读考纲,透析考向,把脉学生,寻求突破,攻克难点,体验成功,一,二,三,考纲点击,1.,功和功率,(),2.,动能和动能定理,(),3.,重力做功与重力势能,(),4.,功能关系、机械能守恒定律及其应用,(),实验五：探究动能定理,实验六：验证机械能守恒定律,一、解读,考纲,透析考,向,2013,年各地高考试题（横向,解读,）,省市,题号及考点内容,题型、分数,全国课,标,第,35,题，,碰撞过程中的机械能守恒 （选修,3-5,）,计算题,，,9,分,第,20,题,，,判断卫星运动过程中的机械能是否守恒,选择题，,6,分,山东,第,16,题，,定性判断系统机械能是否守恒,选择题，,5,分,江苏,第,5,题，,碰撞前后的动能变化,选择题,，,3,分,第,9,题，,弹簧振子运动过程中弹性势能变化情况,选择,题，,4,分,重庆,第,9,题,，碰撞过程中的机械能守恒,计算,题，,18,分,北京,第,19,，平抛运动过程中机械能守恒的条件,选择题，,6,分,天津,第,2,题,，定性判断动能是否守恒,选择题，,6,分,第,6,题，判断电场中的机械能变化情况,选择题，,6,分,全国大纲,第,20,题，判断物体运动过程中机械能损失大小,选择题，,6,分,安徽,第,17,题，卫星运动过程中因摩擦生热而损失机械能,选择题，,6,分,四川福建,浙江广东,无,一、解读,考纲,透析考,向,2011,年新课标,15,一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用。此后，该质点的动能可能,A,一直增大,B,先逐渐减小至零，再逐渐增大,C,先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小,D,先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大,16,一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是,A,运动员到达最低点前重力势能始终减小,B,蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加,C,蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒,D,蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关,A,B,C,35.,（,9,分）,如图，,A,、,B,、,C,三个木块的质量均为,m,。置于光滑的水平面上，,B,、,C,之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与木块接触而不固连。将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把,B,和,C,紧连，使弹簧不能伸展，以至于,B,、,C,可视为一个整体。现,A,以初速,v,0,沿,B,、,C,的连线方向朝,B,运动，与,B,相碰并粘合在一起。以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使,C,与,A,、,B,分离。已知,C,离开弹簧后的速度恰为,v,0,。求弹簧释放的势能。,一、解读,考纲,透析考,向,2012,年新课标,a,b,O,35,、,（,2,）（,9,分）如图，小球,a,、,b,用等长细线悬挂于同一固定点,O,。让球,a,静止下垂，将球,b,向右拉起，使细线水平。从静止释放球,b,，两球碰后粘在一起向左摆动，此后细线与竖直方向之间的最大偏角为,60,。忽略空气阻力，求,（,i,）两球,a,、,b,的质量之比；,（,ii,）两球在碰撞过程中损失的机械能与球,b,在碰前的最大动能之比。,一、解读,考纲,透析考,向,高考对本课题考查的特点和未来,趋势,考查热点,1.,机械能是否守恒的判断,2.,应用机械能守恒定律分析解决动力学问题,考查角度,从近,3,年新课标高,考题来看，该部分的内容每年必考，且综合性强、过程多,，能力,要求高，分值大。考查的情景多,与直线运动、平抛运动、圆周运动相,关联，侧重考查学生获取信息、整合信息,、综合,应用力学规律解题的能力。该部分命题方式多样，题型全，,既有选择题,也有计算题，压轴题也与此部分内容有关。,命题趋势,本,专题与,力学运动,学联系紧密，预计在,2014,年的高考中，对本专题的考查将是热点之一，题型还将以综合考查为主,，以弹簧、天体运动、圆周运动的临界问题模型为情景，,多种题型并存,。还应注意能量与图像的问题。,二、把脉学生,寻求,突破,学生新,课学习,后状况展示,机械能守恒定律条件错误。,二、把脉学生,寻求,突破,学生新,课学习,后状况展示,没有进行受力分析。,二、把脉学生,寻求,突破,学生新,课学习,后状况展示,研究对象的选取错误。,二、把脉学生,寻求,突破,学生新,课学习,后状况展示,研究对象的选取错误。,二、把脉学生,寻求,突破,学生新,课学习,后状况展示,弹力突变机械能不守恒。,二、把脉学生,寻求,突破,学生新,课学习,后状况展示,功能关系问题，除重力之外的力做功改变物体的机械能。,一、机械能守恒定律的内容的回顾,对,机械能守恒条件的理解,只有重力及系统内的弹力做功，可以从以下三方面理解：,(1),只受重力作用，例如在不考虑空气阻力的情况下的各种抛体运动，物体的机械能守恒。,(2),受其他力，但其他力不做功，只有重力或系统内的弹力做功。,(3),弹力做功伴随着弹性势能的变化，并且弹力做的功等于弹性势能的减少量。,命题分析,本考点是高考的热点，但单独考查本考点的机率不大，常被作为综合问题中的一个小问题进行考查，难度不大。,三 寻求突破,问题一 机械能是否守恒的判断,三 寻求突破,问题一 机械能是否守恒的判断,例,1,如图所示，质量分别为,m,和,2,m,的两个小球,A,和,B,，中间用轻质杆相连，在杆的中点,O,处有一固定转动轴，把杆置于水平位置后释放，在,B,球顺时针摆动到最低位置的过程中,(,不计一切摩擦,)(,),A,B,球的重力势能减少，动能增加，,B,球和地球组成的系统机械能守恒,B,A,球的重力势能增加，动能也增加，,A,球和地球组成的系统机械能不守恒,C,A,球、,B,球和地球组成的系统机械能守恒,D,A,球、,B,球和地球组成的系统机械能不守恒,三 寻求突破,问题一 机械能是否守恒的判断,例,2,、木块,A,和,B,用一只轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，,A,紧靠墙壁，弹簧质量不计。在,B,上施加向左的水平力使弹簧压缩，如图所示，当撤去外力后，下列说法中正确的是（）,A,B,F,A.A,离开墙壁前，,A,的机械能守恒,B.A,离开墙壁前，,A,、,B,及弹簧这一系统的机械能守恒,C.A,离开墙后，,A,的机械能守恒,D.A,离开墙后，,A,、,B,及弹簧这一系统的机械能守恒,三 寻求突破,问题一 机械能是否守恒的判断,总结：判断机械能是否守恒的常用方法,用做功来判断,用能量角,度来判断,对一些绳子突然绷紧，物体间非弹性碰撞，除题目特殊说明，机械能必定不守恒（子弹打击问题）,a.,直接看对象总机械能是否变化,b.,看对象是否存在机械能与其他形式能量转化或与其他对象机械能转移,机械能守恒定律的三种表达形式及用法,(1),E,2,E,1,或,E,k2,E,p2,E,k1,E,p1,，表示系统末状态机械能的总和与初状态机械能的总和相等运用这种形式的表达式时，应选好参考面若初、末状态的高度已知，整个系统除地球外只有一个物体时，运用这种形式比较简单，即常说的,“,守恒观点,”,(2),E,k,增,E,p,减,或,E,k,减,E,p,增,，表示系统减少,(,或增加,),的动能等于系统增加,(,或减少,),的势能运用这种形式时，一般针对初、末状态的高度未知，但高度变化已知的情况运用的关键在于弄清重力势能的增加,(,或减少,),量，可不选取参考面而直接计算初、末状态的势能差，即常说的,“,转化观点,”,(3),E,A,增,E,B,减,或,E,A,减,E,B,增,，表示若系统由,A,、,B,两部分组成，则,A,物体机械能的增加,(,或减少,),与,B,物体机械能的减少,(,或增加,),相等即常说的,“,转移观点,”,命题分析,本考点属于高考中的重要考点，在历年高考中常被考查到，题型有选择和计算等，难度中等偏上，有时也会在压轴题中被考查到。,三 寻求突破,问题二 单个物体机械能守恒定律的应用,三 寻求突破,问题二 单个物体机械能守恒定律的应用,例,3,如图所示，将一质量为,m,0.1 kg,的小球自水平平台右端,O,点以初速度,v0,水平抛出，小球飞离平台后由,A,点沿切线落入竖直光滑圆轨道,ABC,，并沿轨道恰好通过最高点,C,，圆轨道,ABC,的形状为半径,R,2.5 m,的圆截去了左上角,127,的圆弧，,CB,为其竖直直径，,(sin 53,0.8,，,cos 53,0.6,，重力加速度,g,取,10 m/s2),求：,(,1),小球经过,C,点的速度大小；,(2),小球运动到轨道最低点,B,时轨道对小球的支持力大小；,(3),平台末端,O,点到,A,点的竖直高度,H,。,三 寻求突破,问题二 单个物体机械能守恒定律的应用,例,4,有一个固定的光滑直杆，该直杆与水平面的夹角为,53,，杆上套着一个质量为,m,2 kg,的滑块,(,可视为质点,),。如图所示，滑块从,O,点由静止释放，下滑了位移,x,1 m,后到达,P,点，求滑块此时的速率。,三 寻求突破,问题,三 多个物体机械能守恒定律的应用,如果用不可伸长的细绳将滑块,m,与另一个质量为,M,2.7 kg,的物块通过光滑的定滑轮相连接，细绳因悬挂,M,而绷紧，,此时滑轮左侧绳恰好水平，其长度,L,m(,如图乙所示,),。,再次将滑块从,O,点由静止释放，求滑块滑至,P,点的速度大小。,(,整个运动过程中,M,不会触地，,sin 53,0.8,，,cos 53,0.6,，,g,取,10 m/s,2,),三 寻求突破,问题三 多个物体机械能守恒定律的应用,总结：应用机械能守恒定律解题的方法和步骤,明确研究对象,(,物体或者系统,),明确研究对象的运动过程,分析研究对象的受力情况以及各力做功的情况,判断机械能是否守恒,恰当地选取参考平面,(,零势能面,),并确定研究对象在过程中的始末机械能,根据机械能守恒定律列出方程进行求解，有时不够时再辅之以其它方程,重力势能的变化与运动的过程无关，只与初、末状态有关，对于不可视为质点的物体,(,常见于,“,链条、液柱,”,模型,),，可对物体分段找等效重心的位置变化来确定势能的变化，只要研究对象在变化过程中符合机械能守恒条件，即可用机械能守恒定律进行求解。这种思想也是解决变力做功过程中势能变化的基本方法。,三 寻求突破,问题四 用机械能守恒定律解决,”,非质点,”,模型,三 寻求突破,问题四 用机械能守恒定律解决,”,非质点,”,模型,例,5,、长为,L,质量分布均匀的绳子,对称地悬挂在轻小的定滑轮上,如图所示,.,轻轻地推动一下,让绳子滑下,那么当绳子离开滑轮的瞬间,绳子的速度为,.,解：由机械能守恒定律，取小滑轮处为,零势能面,.,三 寻求突破,问题四 用机械能守恒定律解决,”,非质点,”,模型,例,6,、如图所示,一粗细均匀的,U,形管内装有同种液体竖直放置,右管口用盖板,A,密闭一部分气体,左管口开口,两液面高度差为,h,U,形管中液柱总长为,4h,现拿去盖板,液柱开始流动,.,当两侧液面恰好相齐时右侧液面下降的速度大小为,.,A,h,解,:,应用,“,割补,”,法：,液面相齐时等效于把右侧中,h/2,的液柱移到左侧管中,其减少的重力势能转变为整个液柱的动能,.,根据机械能守恒定律得,:,设液体密度为,有,:,所以,:,三 寻求突破,问题四 用机械能守恒定律解决,”,非质点,”,模型,利用等效法计算势能变化时一定要注意等效部分的质量关系，即根据物体的相对位置关系将物体分成若干段，在应用相关规律求解时要注意对应各部分的质量关系。即在解决涉及重力势能变化的问题时，物体的位置变化要以重心位置变化为准。,问题五,用机械能守恒定律,解决图像问题,例,7,物体做自由落体运动，,Ek,表示其动能，,Ep,表示其势能，,h,表示其下落的距离，,t,、,v,分别表示其下落的时间和速度，以水平面为零势能面，能正确反映各物理量之间关系的是图中的,(,),图,2,四、,攻克难点,体验成功,强化试题,点击进入,课,下强化试题,