第5章第3节机械能守恒定律.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,*,第,3,节,机械能守恒定律,考点,1,：机械能是否守恒的判断,【,例,1】,在如图,531,所示的物理过程中，甲为末端固定有小球的轻杆，从右偏上,30,角释放后绕光滑支点下摆；乙为末端固定有小球的轻质直角架，释放后绕固定轴,O,无摩擦转动；丙为,A,、,B,两小车置于光滑水平面上，,B,静止，,A,获得一向右的初速度后向右运动，某时刻连接两车的细绳绷紧，然后带动,B,车运动；丁为带有竖直支架的小车置于光滑水平面上，把用细绳束缚的小球从图示位置释放，小球,开始摆动则关于几个物理过程,(,空气阻力忽略不计,),下列判断中正确的是,(,),A,甲图中小球机械能守恒,B,乙图中小球,A,的机械能守恒,C,丙图中两车组成的系统机械能守恒,D,丁图中小球的机械能守恒,图,531,切入点：,判断机械能是否守恒的主要方法：,(1),利用机械能的定义来判定；,(2),用做功来判断；,(3),用能量转化来判定,【,解析,】,甲图过程中轻杆对小球不做功，小球机械能守恒；乙图过程中轻杆对,A,的弹力不沿杆的方向，对球做功，所以每个小球的机械能都不守恒，但把两个小球作为一系统时机械能守恒；丙图中绳子绷紧的过程虽然只有弹力作为内力做功，但弹力突变有内能转化，机械能不守恒；丁图过程中细绳也会拉动小车运动，取地面为参考系，小球轨迹不是圆弧，细绳会对小球做功，小球机械能不守恒，把小球和小车当作一个系统时机械能才守恒,答案：,A,点评：,解答本题的关键是：,(1),对于一个物体，首先选用做功来判断机械能是否守恒,(2),对于一个系统，首先选用能的转化来判断,(3),用能的转化分析时要注意转化过程中是否产生了其他形式能,考点,2,：物体机械能守恒定律的应用,【,例,2】,如图,532,所示，一固定的楔形木块，其斜面倾角,=30,，另一边与地面垂直，顶上有一定滑轮，一条细绳将物块,A,和,B,连接，,A,的质量为,4,m,，,B,的质量为,m,，开始时将,B,按在地面上不动，然后放开手，让,A,沿斜面下滑而,B,上升，物块,A,与斜面间无摩擦，设当,A,沿斜面下滑,x,距离后，细绳突然断了，求物块,B,上升的最大高度,H,.,图,532,点评：,应用机械能守恒定律求解时，在确定好研究对象和分析过程之后，关键是要正确找出被研究对象初、末位置的机械能，还要细心地分析它具有哪几种形式的机械能，涉及重力势能时，要兼顾初、末位置，合理地假设零势面，以便建立简明的守恒方程式,题型一：系统机械能守恒定律的应用,【,例,3】,如图,533,所示，质量均为,m,的物块,A,和,B,用轻弹簧连接起来，将它们悬于空中静止，弹簧处于原长状态，,A,距地面高度,h,=0.90m.,同时释放两物块，,A,与地面碰撞后速度立即变为零，由于B,的反弹，使,A,刚好能离开地面若将,B,物块换为质量为,2,m,的物块,C,(,图中未画出,),，仍将它们悬于空中静止且弹簧为原长，从,A,距地面高度为,h,处同时释放，,A,也刚好能离开地面已知弹簧的弹性势能,E,p,与弹簧的劲度系数,k,和形变量,x,的关系是：,E,p,=,kx,2,.,试求：,(1)B,反弹后，弹簧的最大伸长量；,(2),h,的大小,切入点：,以物块,B,和弹簧组成的系统为研究对象，由受力、做功分析判断机械能是否守恒,图,533,点评：,(1),机械能守恒定律是在一定条件下才成立的，而动能定理则具有普适性,(2),动能定理揭示的是物体的动能变化与引起这种变化的合外力的功的关系，侧重于解决一个研究对象受合外力做功的影响机械能守恒定律反映的是物体初、末状态的机械能间的关系，侧重于研究系统内两个或多个研究对象之间动能和势能相互转化的规律,题型二：机械能与圆周运动的综合问题,【,例,4】,如图,534,所示，用细圆管组成的光滑轨道,AB,部分平直，,BC,部分是处于竖直平面内半径为,R,的半圆，圆管截面半径,r,R,.,有一质量为,m,，半径比,r,略小的光滑小球以水平初速度,v,0,射入圆管，问：,图,534,点评：,涉及在竖直平面内做圆周运动的情况时，要注意满足物体沿轨道做圆周运动的条件,1.(2011,新课标,),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,答案：,ABC,【,解析,】,重力势能与重力势能零点有关，但重力势能的变化是绝对的可以通过重力做功量度，与重力势能零点的选取无关可知选项,A,正确，,D,错误；弹性势能变化可用弹性力做功量度，选项,B,正确；根据机械能守恒定律条件，系统只有重力和弹力做功机械能守恒，选项,C,正确,2.(2012,山东卷,),将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，,v,t,图象如图,535,所示以下判断正确的是,(),A,前,3s,内货物处于超重状态,B,最后,2s,内货物只受重力作用,C,前,3s,内与最后,2s,内货物的平均速度相同,D,第,3s,末至第,5s,末的过程中，货物的机械能守恒,2.(2012,山东卷,),将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，,v,t,图象如图,535,所示以下判断正确的是,(),图,535,图,536,4.(2011,石景山期末,),如图,537,所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为,m,的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的,A,点，弹簧处于原长,h.,让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零则在圆环下滑过程中,(),图,537,4.(2011,石景山期末,),如图,537,所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为,m,的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的,A,点，弹簧处于原长,h.,让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零则在圆环下滑过程中,(),A,圆环机械能守恒,B,弹簧的弹性势能先增大后减小,C,弹簧的弹性势能变化了,mgh,D,弹簧的弹性势能最大时圆环动能最大,C,【,解析,】,圆环和弹簧组成的系统机械能守恒,5.,如图,538,所示，图中滑块和小球的质量均为,m,，滑块可在水平放置的光滑固定导轨上自由滑动，小球与滑块上的悬点,O,由一不可伸长的轻绳相连，轻绳长为,l,.,开始时，轻绳处于水平拉直状态，小球和滑块均静止现将小球由静止释放，当小球到达最低点时，滑块刚好被一表面涂有粘住物质的固定挡板粘住，在极短的时间内速度减为零，小球继续向左摆动，当轻绳与竖直方向的夹角,=60,时小球到达最高点求：,图,538,(1),小球到达最低点时速度的大小；,(2),滑块与挡板刚接触的瞬时，滑块速度的大小；,(3),小球从释放到第一次到达最低点的过程中，绳的拉力对小球所做的功,