必修2机械能守恒定律的应用.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,*,机械能守恒定律应用,一、机械能守恒定律的守恒条件问题,1,、对机械能守恒条件的理解,只受重力或系统内弹力。（如忽略空气阻力的抛体运动）,还受其他力，但其他力不做功。（如物体沿光滑的曲面下滑，尽管受到支持力，但支持力不做功）,有其他力做功，但做功的代数和为零。,2,、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,2.,应用机械能守恒定律解题的基本步骤,(1),分析题意,明确研究对象,;,(2),分析研究对象在运动过程中的受力情况,弄,清楚物体所受各力做功的情况,判断机械能是否,守恒,;,(3),选取零势能面,确定研究对象在始末状态时,的机械能,;,(4),根据机械能守恒定律列出方程进行求解,并,对结果进行必要的讨论和说明,.,题型,1,机械能守恒的判断,如图,1,所示,细绳跨过定滑轮悬挂两,物体,M,和,m,且,M,m,不计摩擦,系统由静止,开始运动过程中,(BD ),A.,M,、,m,各自的机械能分别守恒,B.,M,减少的机械能等于,m,增加的机械能,C.,M,减少的重力势能等于,m,增加的重力势能,D.,M,和,m,组成的系统机械能守恒,图,1,题型,2,单个物体机械能守恒的应用,如图,3,所示,一固定在竖直平面内的光滑的半,圆形轨道,ABC,其半径,R,=0.5 m,轨道在,C,处与水平,地面相切,.,在,C,处放一小物块,给它一水平向左的,初速度,v,0,=5,m/s,结果它沿,CBA,运动,通过,A,点,最,后落在水平地面上的,D,点,求,C,、,D,间的距离,s,.,取,重力加速度,g,=10 m/s,2,.,图,3,思维导图,解析,设小物体的质量为,m,经,A,处时的速度为,v,由,A,到,D,经历的时间为,t,有,s,=,vt,由式并代入数据得,s,=1 m,答案,1 m,一条长为,L,的均匀链条，放在光滑水平桌面上，链条的一半垂于桌边，如图所示现由静止开始使链条自由滑落，当它全部脱离桌面时的速度为多大,?,【,解析,】,因桌面光滑，链条虽受桌面的支持力，但支持力对链条不做功，在链条下滑过程中只有重力对链条做功，故链条下滑过程中机械能守恒,设链条总质量为，由于链条均匀，因此对链条所研究部分可认为其重心在它的几何中心，选取桌面为零势能面，则初、末状态的机械能分别为：,初态：,末态：,如图所示，物体,A,、,B,用绳子连接穿过定滑轮，已知,m,A,=2,m,B,绳子的质量不计，忽略一切摩擦，此时物体,A,、,B,距地面高度均为,H,，释放,A,，求当物体,A刚到达地面时的速度多大？（设物体,B,到滑轮的距离大于,H,）,题型,3,系统机械能守恒的应用,解析,对,A,：,m,A,g,m,B,g,A,机械能不守恒,F,对,B,：,F,B,机械能不守恒,对,A,、,B,整体，拉力,F,做功代数和为零，,所以,A,、,B,整体机械能守恒。,拉力,F,做负功，,拉力,F,做正功，,以,地面为参考平面,。,如图所示，长为,2,L,的轻杆,OB,，,O,端装有转轴，,B,端固定一个质量为,m,的小球,B,，,OB,中点,A,固定一个质量为,m,的小球,A,，若,OB,杆从水平位置静止开始释放转到竖直位置的过程中，求（,1,）,A,、,B,球摆到最低点的速度大小各是多少？（,2,）轻杆对,A,、,B,球各做功多少？（,3,）轻杆对,A,、,B,球所做的总功为多少？,（,1,）求,A,、,B,球摆到最低点的速度大小？,A,、,B,系统机械能守恒,（,2,）求轻杆对,A,、,B,球各做功多少？,动能定理,对,A,球：,对,B,球：,如图所示，光滑半圆（半径为,R),上有两个小球，所量分别为,m,和,M,，（,Mm,）由细线挂着，今由静止开始释放，求（,1,）小球,m,至最高,C,点时的速度。（,2,）该过程中绳的张力对,B,物体做的功。,（,1,）从开始最高点，系统机械能守恒,（,2,）从开始最高点，对,m,应用动能定理,如图光滑圆柱被固定在水平平台上质量为,m,1,的小球甲用轻绳跨过圆柱与质量为,m,2,的小球乙相连，开始时让小球甲放在平台上，两边绳竖直，两球均从静止开始运动，当甲上升到圆柱最高点时绳子突然断了，发现甲球恰能做平抛运动，求甲、乙两球的质量关系。,m,1,m,2,如图所示，质量分别为,4m,和,m,的,A,和,B,物体用细绳连接，并跨过装在斜面顶端的无摩擦滑轮上，,A,放在倾角为,30,的光滑斜面上，,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,设当,A,沿斜面下滑,s,距离后,细线突然断了,求物块,B,上升的最大距离,H,。,如图所示，长为,2,L,的轻杆,OB,，,O,端装有转轴，,B,端固定一个质量为,m,的小球,B,，,OB,中点,A,固定一个质量为,m,的小球,A,，若,OB,杆从水平位置静止开始释放转到竖直位置的过程中，求,A,、,B,球摆到最低点的速度大小各是多少。,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,求：,（,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？,A,B,