機(jī)械能守恒定律

1、機(jī)械能守恒定律2【教法探析教法探析】3- -E Ep p 彈性形變彈性形變 越大越大 越大越大 - -E Ep p 4動能動能 勢能勢能 E EpE Ek 彈性勢能彈性勢能 重力勢能重力勢能 重力或彈力重力或彈力 保持保持不變不變Ek2Ep2 Ep EB減減 5【學(xué)法導(dǎo)引學(xué)法導(dǎo)引】一、機(jī)械能守恒條件的理解及守恒判斷方法1對機(jī)械能守恒條件的理解機(jī)械能守恒的條件是：只有重力或彈力做功可以從以下兩個方面理解：(1)只受重力作用，例如在不考慮空氣阻力的情況下的各種拋體運(yùn)動，物體的機(jī)械能守恒(2)受其他力，但其他力不做功，只有重力或彈簧彈力做功例如物體沿光滑的曲面下滑，受重力、曲面的支持力的作用，但曲面

2、的支持力不做功，物體的機(jī)械能守恒62判斷機(jī)械能是否守恒的幾種方法(1)利用機(jī)械能的定義判斷(直接判斷)：若物體在水平面上勻速運(yùn)動，其動能、勢能均不變，機(jī)械能不變?nèi)粢粋€物體沿斜面勻速下滑，其動能不變，重力勢能減少，其機(jī)械能減少(2)用做功判斷：若物體或系統(tǒng)只有重力(或彈簧的彈力)做功，雖受其他力，但其他力不做功，機(jī)械能守恒7(3)用能量轉(zhuǎn)化來判斷：若物體系統(tǒng)中只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化而無機(jī)械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化，則物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒(4)對一些繩子突然繃緊、物體間非彈性碰撞等，除非題目特別說明，否則機(jī)械能必定不守恒【名師點(diǎn)睛】機(jī)械能守恒的條件絕不是合外力的功等于零，更不是合外力為零；判斷機(jī)械能

3、是否守恒時，要根據(jù)不同情景恰當(dāng)?shù)剡x取判斷方法8例1.下列敘述中正確的是()A做勻速直線運(yùn)動的物體的機(jī)械能一定守恒B做勻速直線運(yùn)動的物體的機(jī)械能可能守恒C外力對物體做功為零，物體的機(jī)械能一定守恒D系統(tǒng)內(nèi)只有重力和彈力做功時，系統(tǒng)的機(jī)械能一定守恒解析：選BD.做勻速直線運(yùn)動的物體，若只有重力對它做功時，機(jī)械能守恒，若重力以外的其他外力對物體做功的代數(shù)和不為零，則物體的機(jī)械能不守恒故A錯誤B正確；外力對物體做功為零時，有兩種情況：若重力不做功，則其他力對物體做功的代數(shù)和也必為零，此時物體的機(jī)械能守恒；若重力做功，其他外力做功的代數(shù)和不為零，此時機(jī)械能不守恒，故C錯誤；由機(jī)械能守恒條件知D正確9(1)

4、H的大小等于多少？的大小等于多少？(2)試討論此球能否到達(dá)試討論此球能否到達(dá)BDO軌道的軌道的O點(diǎn)，點(diǎn)，并說明理由并說明理由10【思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥】小球先做自由落體運(yùn)動，然后沿著兩個半徑不同的小球先做自由落體運(yùn)動，然后沿著兩個半徑不同的圓弧軌道運(yùn)動，全過程滿足機(jī)械能守恒圓弧軌道運(yùn)動，全過程滿足機(jī)械能守恒【解析解析】(1)小球從小球從H高處落下，進(jìn)入軌道，沿高處落下，進(jìn)入軌道，沿BDO軌道做圓周運(yùn)軌道做圓周運(yùn)動，小球受重力和軌道的支持力動，小球受重力和軌道的支持力設(shè)小球通過設(shè)小球通過D點(diǎn)的速度為點(diǎn)的速度為v，通過，通過D點(diǎn)時軌道對小球的支持力點(diǎn)時軌道對小球的支持力N(大小等于小球?qū)壍赖膲毫Υ笮?/p>

5、等于小球?qū)壍赖膲毫?是它做圓是它做圓周運(yùn)動的向心力，周運(yùn)動的向心力，11【答案答案】(1)10 m(2)見解析見解析【反思領(lǐng)悟反思領(lǐng)悟】對于復(fù)雜的過程一定要分解為對于復(fù)雜的過程一定要分解為幾個相互聯(lián)系的簡單過程分析，注意研究對象幾個相互聯(lián)系的簡單過程分析，注意研究對象和研究過程的選擇，注意幾個簡單過程的相互和研究過程的選擇，注意幾個簡單過程的相互聯(lián)系聯(lián)系12二、機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用1應(yīng)用機(jī)械能守恒定律的一般步驟(1)正確選取研究對象，必須明確研究對象是一個系統(tǒng)，而不能是一個單一的物體(2)分析研究對象在運(yùn)動過程中的受力情況，明確各力的做功情況，判斷機(jī)械能是否守恒(3)選取零勢能面，確定研究對

6、象在初、末狀態(tài)的機(jī)械能(4)根據(jù)機(jī)械能守恒定律列出方程(5)解方程求出結(jié)果，并對結(jié)果進(jìn)行必要的討論和說明13【名師點(diǎn)睛】(1)應(yīng)特別關(guān)注研究對象的“一個過程”和“兩個狀態(tài)”(2)零勢能面的選取是任意的，在通常情況下，一般選取地面或物體在運(yùn)動過程中所達(dá)到的最低水平面為零勢能面2機(jī)械能守恒定律的幾種表達(dá)形式(1)守恒觀點(diǎn)表達(dá)式：Ek1Ep1Ek2Ep2或E1E2.意義：系統(tǒng)初狀態(tài)的機(jī)械能等于末狀態(tài)的機(jī)械能注意問題：要先選取零勢能參考平面，并且在整個過程中必須選取同一個零勢能參考平面(2)轉(zhuǎn)化觀點(diǎn)表達(dá)式：EkEp.14意義：系統(tǒng)(或物體)的機(jī)械能守恒時，系統(tǒng)增加(或減少)的動能等于系統(tǒng)減少(或增加)

7、的重力勢能注意問題：要明確重力勢能的增加或減少量，即重力勢能的變化，可以不選取零勢能參考平面(3)轉(zhuǎn)移觀點(diǎn)表達(dá)式：EA增EB減意義：若系統(tǒng)由A、B兩部分組成，當(dāng)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒時，則A部分物體機(jī)械能的增加量等于B部分物體機(jī)械能的減少量15注意問題：A部分機(jī)械能的增加量等于A末狀態(tài)的機(jī)械能減初狀態(tài)的機(jī)械能，而B部分機(jī)械能的減少量等于B初狀態(tài)的機(jī)械能減末狀態(tài)的機(jī)械能【名師點(diǎn)睛】如果系統(tǒng)(除地球外)只有一個物體，用守恒觀點(diǎn)列方程較方便；對于由兩個或兩個以上物體組成的系統(tǒng)，用轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的觀點(diǎn)列方程較簡便16例3. 伽利略曾設(shè)計如圖531所示的一個實驗，將擺球拉至M點(diǎn)放開，擺球會達(dá)到同一水平高度上的N點(diǎn)

8、如果在E或F處釘上釘子，擺球?qū)⒀夭煌膱A弧達(dá)到同一高度的對應(yīng)點(diǎn)；反過來，如果讓擺球從這些點(diǎn)下落，它同樣會達(dá)到原水平高度上的M點(diǎn)這個實驗可以說明，物體由靜止開始沿不同傾角的光滑斜面(或弧線)下滑時，其末速度的大小()17A只與斜面的傾角有關(guān)B只與斜面的長度有關(guān)C只與下滑的高度有關(guān) D只與物體的質(zhì)量有關(guān)解析：選C.由題可知擺球由同一位置釋放，雖然經(jīng)過的軌跡不同，但達(dá)到的高度相同，說明到達(dá)圓弧最低端的速度大小相同，僅與高度有關(guān)，故選項C正確，A、B、D均錯例4. 所示，長為L的輕桿，一端裝有固定光滑的轉(zhuǎn)動軸O，另一端及中點(diǎn)固定著質(zhì)量相同的B球和A球，將輕桿從水平位置由靜止釋放，當(dāng)輕桿擺至豎直位置時，

9、A、B兩球的速度大小各是多少？18【思路點(diǎn)撥】A、B單個物體的機(jī)械能不守恒，可以對A、B為系統(tǒng)進(jìn)行分析求解【解析】對A、B及桿整體受力分析可知，除重力外，還有軸對系統(tǒng)的支持力，支持力不做功，只有重力做功，因此A、B組成系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，令軸正下方L處為零勢能面，選A、B處于水平狀態(tài)為初態(tài)，B至最低點(diǎn)為末態(tài)，19【規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)】(1)兩個或多個物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒時，其中的單個兩個或多個物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒時，其中的單個物體的機(jī)械能一般是不守恒的物體的機(jī)械能一般是不守恒的(2)輕桿上固定兩物體，繞與垂直輕桿的某一光滑軸轉(zhuǎn)動過程中，兩輕桿上固定兩物體，繞與垂直輕桿的某一光滑軸轉(zhuǎn)動過程中，兩物體的角

10、速度相同物體的角速度相同 20【模擬練習(xí)模擬練習(xí)】21222324答案答案(1)1.5101 J(2)8.0102 J25【真題再現(xiàn)真題再現(xiàn)】1. （2012浙江理綜）由光滑細(xì)管組成的軌道如圖所示，其中AB段和BC段是半徑為R的四分之一圓弧，軌道固定在豎直平面內(nèi)。一質(zhì)量為m的小球，從距離水平地面為H的管口D處靜止釋放，最后能夠從A端水平拋出落到地面上。下列說法正確的是（ ）A.小球落到地面時相對于A點(diǎn)的水平位移值為2B.小球落到地面時相對于A點(diǎn)的水平位移值為2C.小球能從細(xì)管A端水平拋出的條件是H2RD.小球能從細(xì)管A端水平拋出的最小高度Hmin= R262.（2012上海物理）如圖，可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A、B用不可伸長的細(xì)軟輕線連接，跨過固定在地面上、半徑為R的光滑圓柱，A的質(zhì)量為B的兩倍。當(dāng)B位于地面時，A恰與圓柱軸心等高。將A由靜止釋放，B上升的最大高度是 （ ）273.（2011新課標(biāo)理綜）一蹦極