《机械能守恒定律》ppt课件

,第四章,机械能和能源,第四章 机械能和能源,1,4.5,机械能守恒定律 第一课时,学习目标定位,知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化,.,能够根据动能定理、重力做功和重力势能变化间的关系，,推导出机械能守恒定律,.,会根据机械能守恒的条件判断机械能是否守恒，能运用机,械能守恒定律解决有关问题,.,4.5 机械能守恒定律 第一课时 学习目标定位知道什么是机械,学习探究区,一、动能与势能的相互转化,二、机械能守恒定律,三、机械能守恒定律的应用步骤,学习探究区一、动能与势能的相互转化二、机械能守恒定律三、机械,一、动能与势能的相互转化,1,物体沿光滑斜面下滑，重力对物体做正功，物体重力势能减少，减少的重力势能到哪里去了？,问题设计,答案,动能增大；减少的重力势能转化为动能,G,N,运动变快，速度变大,2,射箭时，发生弹性形变的弓恢复到原来形状时，弹性势能减少了,，减少,的弹性势能到哪里去了？,箭的速度增大，动能增加,答案,弓,减少的弹性势能转化成了箭的,动能,.,一、动能与势能的相互转化1物体沿光滑斜面下滑，重力对物体做,1,重力势能与动能的转化,要点提炼,重力做正功，,重力势能,，动能,，,重力势能转化为动能,弹力做正功，弹性势,能,，动能,，,弹性势能转化为动能,返回,减少,增加,2,弹性势能与动能的转化,重力做负功，,重力势能,，动能,，,动能转化为重力势能,弹力做负功，弹性势,能,，动能,，,动能转化为弹性势能,3,重力势能、弹性势能和动能统称为机械能,增加,减少,减少,减少,增加,增加,1重力势能与动能的转化要点提炼重力做正功，重力势能,二、机械能守恒定律,如,图所,示，质量为,m,的物体自由下落的过程中，经过高度为,h,1,的,A,点时速度为,v,1,，下落到高度为,h,2,的,B,点处时速度为,v,2,，不计空气阻力，选择地面为参考平面，求：,问题设计,(1),物体在,A,、,B,处的机械能各是多少？,(2),比较物体在,A,、,B,处的机械能的大小,E,E,k,E,p,答案,(1,),E,A,mgh,1,；,E,B,mgh,2,(2),根据动能定理,W,G,只有重力做功,W,G,mgh,1,mgh,2,联立,二、机械能守恒定律如图所示，质量为m的物体自由下落的过程中，,1,机械能守恒定律的内容,2,三种表达式,(1),从不同状态看：,E,k1,E,p1,E,k2,E,p2,(,或,E,1,E,2,）,此式表示系统的两个状态的机械能总量相等,在,只有,或,做功,的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持,不变,.,重力,要点提炼,(2),从能的转化角度看：,E,k,E,p,此式表示系统动能的增加,(,减少,),量等于势能的减少,(,增加,),量,返回,弹力,(3),从能的转移角度看：,E,A,增,E,B,减,此式表示系统,A,部分机械能的增加量等于,B,部分机械能的减少量,1机械能守恒定律的内容2三种表达式(1)从不同状态看：E,(1),只受重力、弹力，,不受其他力,(2),除重力、弹力外还受其他力，但,其他力都不做功,要点提炼,(3),除重力、弹力外有其他力做功，但,其他力做功之和为零,返回,3,守恒的三类常见情况,(1)只受重力、弹力，不受其他力(2)除重力、弹力外还受其,做匀速直线运动的物体机械能一定守恒吗？,答案,不一定,延伸思考,返回,G,F,G,拉力做,正功,，,机械能,增加,G,F,G,拉力做,负功,，,机械能,减少,G,F,G,拉力,不做功,，机械能,不变,做匀速直线运动的物体机械能一定守恒吗？答案不一定延伸思考,三、机械能守恒定律的应用步骤,1,确定研究对象,2,对研究对象进行正确的,受力分析,3,判断各个力,是否做功,，并分析是否符合机械能守恒的条件,4,视解题方便与否选取零势能参考平面，并确定研究对象在,初,、,末,状态时的机械能,5,根据机械能守恒定律列出方程，或再辅以其他方程，进行求解,返回,三、机械能守恒定律的应用步骤1确定研究对象2对研究对象,一、机械能是否守恒的分析,典例精析,例,1,下列运动的物体，机械能守恒的是,(,),A,物体沿斜面匀速下滑,B,物体从高处以,0.9,g,的加速度,竖,直,下落,C,物体沿光滑曲面滑下,D,拉着一个物体沿光滑的,斜面,匀速,上升,C,返回,动能不变,重力势,能减小,机械能,减小,机械能,增大,同理，应用逆向思维,0.9,g,对物体做负功,机械能不守恒,只有重力做功,一、机械能是否守恒的分析典例精析例1下列运动的物体，机械能,一、机械能是否守恒的分析,典例精析,针对训练,如图所示，用一轻绳系一小球悬于,O,点现将绳拉直使小球处于水平位置，然后静止释放，不计阻力小球下落到最低点的过程中，下列表述正确的是,(,),A,小球的机械能守恒,B,小球所受的合力不变,C,小球的动能不断减小,D,小球的重力势能增加,A,返回,只有重力做功,正功,重力势能,减小,转化,动能增加,一、机械能是否守恒的分析典例精析针对训练如图所示，用一轻绳,例,2,如图所,示，让摆球从图中,A,位置由静止开始下摆，正好摆到最低点,B,位置时线被拉断设摆线长,l,1.6 m,，,O,点离地高,H,5.8 m,，不计绳断时的机械能损失，不计空气阻力，,g,取,10 m/s,2,，求：,(,1),摆球刚到达,B,点时的速度大小；,(2),落地时摆球的速度大小,典例精析,二、机械能守恒定律的应用,返回,圆周运动,平抛运动,解析,(1),摆球由,A,到,B,的,运动,过程中,：,机械能守恒,例2 如图所示，让摆球从图中A位置由静止开始下摆，,例,2,如图所,示，让摆球从图中,A,位置由静止开始下摆，正好摆到最低点,B,位置时线被拉断设摆线长,l,1.6 m,，,O,点离地高,H,5.8 m,，不计绳断时的机械能损失，不计空气阻力，,g,取,10 m/s,2,，求：,(,1),摆球刚到达,B,点时的速度大小；,(2),落地时摆球的速度大小,典例精析,二、机械能守恒定律的应用,返回,圆周运动,平抛运动,解析,(2),由,B,到,D,，,由机械能守恒：,机械能守恒,机械能守恒,例2 如图所示，让摆球从图中A位置由静止开始下摆，,课堂要点小结,一、动能与势能的相互转化,1,重力做功：动能重力势能,返回,2,弹力做功：动能弹性势能,二、机械能守恒定律,1,条件：只有重力或弹力做功,2,三种表达式,：,(,1),E,1,E,2,；,(2),E,k,E,p,；,(,3),E,A,增,E,B,减,.,三、机械能守恒定律的应用步骤,课堂要点小结一、动能与势能的相互转化1重力做功：动能重力,自我检测区,1,2,3,4,自我检测区1234,1,(,机械能是否守恒的判断,),关于机械能守恒，下列说法正确的是,(,),A,做自由落体运动的物体，,机,械,能一定守恒,B,人乘电梯加速上升的过程,，,机械能,守恒,C,物体必须在只受重力作用,的,情况,下，机械能才守恒,D,合外力对物体做功为零时,，,机械能,一定守恒,A,1,2,3,4,只受重力,只有重力做功,机械能守恒,动能,增加,匀速上升,重力势能,增加,机械能,增加,可以受其他力，只要其他力不做功,1(机械能是否守恒的判断)关于机械能守恒，下列说法正确的是,2,(,机械能是否守恒的判断,),如,图所,示，一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的,O,点，另一端系一小球给小球一足够大的初速度，使小球在斜面上做圆周运动在此过程中,(,),A,小球的机械能守恒,B,重力对小球不做功,C,轻绳的张力对小球不做功,D,在任何一段时间内，小球克服,摩,擦,力所做的功总是等于小球,动能,的,减少量,C,1,2,3,4,摩擦生热,机械能损失,竖直方向有位移,合力做功,重力做功,摩擦力做功,2(机械能是否守恒的判断)如图所示，一轻绳的一端系在固定粗,3,(,机械能守恒的应用,),如,图所,示，荡秋千是一种常见的娱乐休闲活动，也是我国民族运动会上的一个比赛项目若秋千绳的长度为,2.0 m,，荡到最高点时秋千绳与竖直方向成,60,角，求荡到最低点时秋千的速度,(,忽略空气阻力和摩擦，,g,9.8 m/s,2,),最低点为,零,势能面,1,2,3,4,机械能守恒,建模,解析,3(机械能守恒的应用)如图所示，荡秋千是一种常见的娱乐休闲,4,(,机械能守恒定律的应用,),如,图所,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,处与光滑的水平地面相切，在地面上给一物块某一初速度,v,0,，使它沿,CBA,运动，且通过,A,点水平飞出求水平初速度,v,0,需满足什么条件？,(,g,取,10 m/s,2,),1,2,3,4,恰好,通过,A,点,时的,速度,为,v,1,v,A,越大越容易通过,A,点,对应的,v,0,越大,抓住临界状态,由,机械能,守恒,有,：,联立解得：,物,块的水平初速度应,不小于,5,m/s,.,建模,解析,4(机械能守恒定律的应用)如图所示，一固定在竖直平面内的1,4.5,机械能守恒定律 第二课时,学习目标定位,验证机械能守恒定律,.,熟悉瞬时速度的测量方法,.,能正确进行实验操作，分析实验数据得出结论,，,能,定性地分析产生误差的原因,.,4.5 机械能守恒定律 第二课时 学习目标定位验证机械能守恒,学习探究区,一、实验步骤,二、数据处理,三、误差分析,四、实验注意事项,学习探究区一、实验步骤二、数据处理三、误差分析四、实验注意事,一、实验步骤,按,图甲,把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与电源连接,好,1.,安装置,在纸带的一端把重物用夹子固定好,，,另,一端穿过打点计时器的限位孔，用手竖直提起纸带使重物停靠在打点计时器附近先接通电源后放手，让重物拉着纸带自由下落重复几次，得到,3,5,条打好点的纸带,2,打纸带：,一、实验步骤按图甲把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计,一、实验步骤,从打好点的纸带中挑选点迹清晰且开始的两点间距接近,2 mm,的一条纸带，在起始点标上,0,，以后任取间隔相同时间的点依次标上,1,、,2,、,3.,3,选纸带：,用刻度尺测出,0,到,1,、,2,、,3,的距离，即为对应下落的高度,h,1,、,h,2,、,h,3,.,4,测距离：,一、实验步骤从打好点的纸带中挑选点迹清晰且开始的两点间距接近,二、数据处理,1,计算各点对应的瞬时速度：,2,机械能守恒验证：,方法一：利用起始点和第,n,点,根据,公式,，,计算出,1,、,2,、,3,、,、,n,点的瞬时速度,v,1,、,v,2,、,v,3,、,、,v,n,.,从起始点到第,n,个计数点，重力势能减少量为,mgh,n,，动能增加量,为,，,计算,gh,n,和,，,如果在实验误差允许范围内,gh,n,，,则机械能守恒定律得到验证,二、数据处理1计算各点对应的瞬时速度：2机械能守恒验证：,二、数据处理,方法二：任取两点,A,、,B,.,计算各计数点,，,以 为纵轴,，以各点到第一个点的距离,h,为横轴,，根据实验数据会出,-h,图线,(,如图,).,若在误差允许范围内图像是一条过原点且斜率为,g,的直线，,则,验证,了,机械能守恒定律,从,A,点到,B,点，重力势能减少量为,mgh,A,mgh,B,，动能增加量,为,，,计算,gh,AB,和,，,如果在实验误差允许范围内,gh,AB,，,则机械能守恒定律得到验证,方法三：,图,像,法,(,如,图所,示,),二、数据处理方法二：任取两点A、B.计算各计数点,三、误差分析,1,本实验的误差主要,是由,纸带,测量,产生的偶然误差以及重物和纸带,运,动,中的,空气阻力,及,打点,计时器的,摩擦阻力,引起的系统误差,2,测量时采取,多次测量求平均值,的方法来减小偶然误差，安装打点,计,时,器使两限位孔,中线竖直,，并且选择,质量适当大些、体积尽量小,些,的,重物来减小系统误差,三、误差分析1本实验的误差主要是由纸带测量产生的偶然误差以,四、实验注意事项,1,打点计时器安装要稳固，并使两限位孔的,中线在同一竖直线上,，,以,减小摩擦阻力,2,应选用,质量和密度较大,的重物，增大重力可使阻力的影响,相对,减小,，增大密度可以减小体积，可使空气阻力相对减小,3,实验时，应,先接通电源,，让打点计时器正常工作后,再松开,纸带,让,重物下落,4,本实验中的两种验证方法均,不需要测重物的质量,m,.,5,速度,不能用,v,gt,或,v,计算,，应根据纸带上测得的数据,，,利用,计算,瞬时速度,四、实验注意事项1打点计时器安装要稳固，并使两限位孔的中线,典例精析,例,1,某,同学利用重物自由下落来,“,验证机械能守恒定律,”,的实验装置如,图甲,所示,(1),请指出实验装置中存在的明显错误,：,_.,(2),进行实验时，为保证重物下落时初速度为零，应,_(,选填,“A”,或,“B”),A,先接通电源，再释放纸带,B,先释放纸带，再接通电源,打点计时器的工作电源是,打点计时器不能接在,“,直流电源,”,当,打点计时器打点时,，,纸带,已经下落,，,打下,的第,1,个点的速度不为零,A,典例精析例1 某同学利用重物自由下落来“验证机械能守恒定律,典例精析,例,1,某,同学利用重物自由下落来,“,验证机械能守恒定律,”,的实验装置如,图甲,所示,(3),根据打出的纸带，选取纸带上连续打出的,1,、,2,、,3,、,4,四个点如图乙所示已测出,1,、,2,、,3,、,4,到打出的第一个点,O,的距离分别为,h,1,、,h,2,、,h,3,、,h,4,，打点计时器的打点周期为,T,.,若代入所测数据能满足表达式,gh,3,_,，则可验证重物下落过程机械能守恒,(,用题目中已测出的物理量表示,),实验原理,2,、,4,段的中间时刻,典例精析例1 某同学利用重物自由下落来“验证机械能守恒定律,例,2,用,如,图所,示的实验装置验证机械能守恒定律实验所用的电源为学生电源，输出电压为,6V,的交流电和直流电两种,重,物,从,高处由静止开始下落，,重,物,拖,着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量及相关计算，即可验证机械能守恒定律,典例精析,(1),下面列举了该实验的几个操作步骤：,A,按照图示的装置安装器件；,B,将打点计时器接到电源的,“,直流输出,”,上；,C,用天平测出,重,物,的,质量；,D,释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；,E,测量纸带上某些点间的距离；,F,根据测量的结果计算,重,物,下落,过程中减少的重力势能,是否,等于,增加的动能,其中没有必要进行或者操作不当的步骤是,_,打点,计时器接,“交流电源”,B,实验原理：,C,先接通电源，后释放纸带,D,例2 用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律实验所用,例,2,典例精析,(,2),在一次实验中，质量为,m,的,重,物,自由,下落，在纸带上打出一系列的点，如,图所,示,(,相邻计数点时间间隔为,0.02 s),，长度单位,cm,，那么从起点,O,到打下计数点,B,的过程中重力势能的减少量,E,p,_ J,，此过程中,重,物,动能,的增加量,E,k,_ J(,g,取,9.8 m/s,2,，结果数据均保留至小数点后两位,),；通过计算，数值上,E,p,_,E,k,(,填,“,”“,”,或,“,”),，这是因为,_,E,p,mgh,OB,0.49,m,0.49,m,0.48,m,纸带和,重,物,运动,过程中受到阻力的作用,摩擦生热,例2典例精析 (2)在一次实验中，质量为m的,例,3,在,验证机械能守恒定律的实验中，质量为,m,1.00 kg,的,重,物,拖,着纸带下落，在此过程中，打点计时器在纸带上打出一系列的点，在纸带上选取五个连续的点,A,、,B,、,C,、,D,和,E,，如图,5,所示其中,O,为,重,物,开始,下落时记录的点，各点到,O,点的距离分别是,31.4 mm,、,49.0 mm,、,70.5 mm,、,95.9 mm,、,124.8 mm.,当地重力加速度,g,9.8 m/s,2,.,本实验所用电源的频率,f,50 Hz.(,结果保留三位有效数字,),典例精析,(1),打点计时器打下点,B,时，,重,物,下落,的速度,v,B,_m/s,，打点计时器打下点,D,时，,重,物,下落,的速度,v,D,_ m/s,.,AC,段的中间时刻,CE,段的中间时刻,例3 在验证机械能守恒定律的实验中，质量为m1.00,例,3,在,验证机械能守恒定律的实验中，质量为,m,1.00 kg,的,重,物,拖,着纸带下落，在此过程中，打点计时器在纸带上打出一系列的点，在纸带上选取五个连续的点,A,、,B,、,C,、,D,和,E,，如图,5,所示其中,O,为,重,物,开始,下落时记录的点，各点到,O,点的距离分别是,31.4 mm,、,49.0 mm,、,70.5 mm,、,95.9 mm,、,124.8 mm.,当地重力加速度,g,9.8 m/s,2,.,本实验所用电源的频率,f,50 Hz.(,结果保留三位有效数字,),典例精析,(2),从打下点,B,到打下点,D,的过程中，,重,物,重力势能,减小量,E,p,_ J,，,重,物,动能,增加量为,E,k,_.,E,p,mgh,BD,110(95.9,49.0)10,3,J,0.469 J,0.469,例3 在验证机械能守恒定律的实验中，质量为m1.00,自我检测区,1,2,3,自我检测区123,1,如图是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带有关尺寸已在图中注明我们选取,n,点来验证机械能守恒定律下面举一些计算,n,点速度的方法，其中正确的是,(,),A,n,点是第,n,个点，则,v,n,gnT,B,n,点是第,n,个点，则,v,n,g,(,n,1),T,C,D,1,2,3,验证机械能守恒定律时，不能默认加速度为,g.,否则默认了机械能守恒，无需再验证,1如图是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带有,2,在,“,验证机械能守恒定律,”,的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为,50 Hz,，查得当地的重力加速度,g,9.8 m/s,2,，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺上的读数如,图所,示，图中,O,点是打点计时器打出的第一个点，,A,、,B,、,C,、,D,分别是每打两个点取的计数点则重物由,O,点运动到,B,点时,(,重物质量为,m,kg),(1),重力势能的减少量是,_J,动能的增加量是,_J,.,(2),根据计算的数据得出的结论：,_.,1,2,3,E,p,mgh,OB,1.911,m,J,1.911,m,在实验误差允许范围内重物减少的重力势能等于其增加的动能，即机械能守恒,2在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源,37,3,如,图为,利用气垫导轨,(,滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略,),验证机械能守恒定律的实验装置，完成以下填空,实验,步骤,如下：,将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于,1 m,，将导轨调至水平,测出挡光条的宽度,l,和两光电门中心之间的距离,s,.,将滑块移至光电门,1,左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门,2.,读出滑块分别通过光电门,1,和光电门,2,的挡光时间,t,1,和,t,2,.,用天平称出滑块和挡光条的总质量,M,，再称出托盘和砝码的总质量,m,.,滑块通过光电门,1,和光电门,2,时，可以确定系统,(,包括滑块、挡光条、托盘和砝码,),的总动能分别为,E,k1,_,和,E,k2,_.,1,2,3,3如图为利用气垫导轨(滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略),38,3,如,图为,利用气垫导轨,(,滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略,),验证机械能守恒定律的实验装置，完成以下填空,步骤,如下：,将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于,1 m,，将导轨调至水平,测出挡光条的宽度,l,和两光电门中心之间的距离,s,.,1,2,3,在滑块从光电门,1,运动到光电门,2,的过程中，系统势能的减少量,E,p,_,_,_.(,重力加速度为,g,),如果,满足,关系,_,，,则可认为验证了机械能守恒定律,托盘和砝码重力势能的减少,量,E,p,mgs,mgs,减少的,重力势能,增加的动能,3如图为利用气垫导轨(滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略),39,4.5,机械能守恒定律 第三课时,学习目标定位,进一步理解机械能守恒的条件及其判定,.,能够灵活应用机械能守恒定律的三种表达方式,在多个物体组成的系统中，会应用机械能守恒,定律解决相关问题,.,明确机械能守恒定律和动能定理的区别,4.5 机械能守恒定律 第三课时 学习目标定位进一步理解机械,学习探究区,一、机械能是否守恒的判断,二、系统机械能守恒问题的分析,三、应用机械能守恒定律解决综合问题,学习探究区一、机械能是否守恒的判断二、系统机械能守恒问题的分,一、机械能是否守恒的判断,1,从做功角度判断,学习,探究区,首先判断分析的是单个物体,(,其实是单个物体与地球组成的系统,),还是系统，看机械能是否守恒，然后根据守恒条件做出判断,(1),单个物体,：,除重力外无其他力做功,(,或其他力对这个物体做功之和为零,),，则物体的机械能守恒,(2),系统,：,外力中除重力外无其他力做功，内力做功之和为零,，则系统的机械能守恒,2,从能量转化角度判断,只有系统内动能、重力势能、弹性势能的相互转化，,无其他形式能量的转化,，系统机械能守恒,一、机械能是否守恒的判断1从做功角度判断学习探究区首先判,例,1,如,图所,示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是,(,),A,甲图中，物体,A,将弹簧,压缩,的,过程中，物体,A,机械能守恒,B,乙图中，物体,B,沿斜面,匀速,下滑,，物体,B,的机械能守恒,C,丙图中，不计任何阻力时,，,A,加速,下落,B,加速上升过程中,，,A,、,B,组成的系统机械能守恒,D,丁图中，小球沿水平面,做,匀速,圆锥摆运动时，小球的,机,械能,守恒,返回,学习,探究区,一、机械能是否守恒的判断,弹性势能增加,A,的机械能,减少,动能不变,重力势能减小,机械能,减少,整个系统受到外力只有重力,系统机械能,守恒,重力势能不变,动能不变,系统机械能,守恒,例1如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是(),多个物体组成的系统,学习,探究区,二、系统机械能守恒问题的分析,就,单个物体,而言，机械能一般,不,守恒,，,但就,系统,而言机械能往往是,守恒,的,对系统列守恒方程时常有两种表达形式,：,E,k1,E,p1,E,k2,E,p2,或,E,A,增,E,B,减,运用,前者需要选取合适的参考平面，运用后者无需选取参考平面，只要判断系统内哪个物体的机械能减少了多少，哪个物体的机械能增加了多少就行了,多个物体组成的系统学习探究区二、系统机械能守恒问题的分析就,E,k,增加,E,k,增加,例,2,如,图所,示，质量为,m,的木块放在光滑的水平桌面上，用轻绳绕过桌边的光滑定滑轮与质量为,M,的砝码相连已知,M,2,m,，让绳拉直后使砝码从静止开始下降,h,的距离,(,未落地,),时，木块仍没离开桌面，则砝码的速度为多少？,学习,探究区,能量变化分析：,解析,返回,二、系统机械能守恒问题的分析,M,2,m,m,h,h,M,g,f=,0,v,=?,v,E,p,减小,在砝码下降的过程中,，,根据系统能量的转化,与守恒定律,解得,Ek增加Ek增加例2如图所示，质量为m的木块放在光滑的水平,针对,训练,如,图所,示，一轻质弹簧固定于,O,点，另一端系一小球，将小球从与,O,点在同一水平面且弹簧保持原长的,A,点无初速度地释放，让它自由摆下，不计空气阻力在小球由,A,点摆向最低点,B,的过程中,(,),A,小球的重力势能减少,B,小球的重力势能增大,C,小球的机械能不变,D,小球的机械能减少,学习,探究区,解析,返回,二、系统机械能守恒问题的分析,原长,伸长状态,位置下降,研究对象：小球,针对训练如图所示，一轻质弹簧固定于O点，另一端系一小球，将,学习,探究区,三,、,应用机械能守恒定律解决综合问题,返回,例,3,如,图所,示，光滑细圆管轨道,AB,部分平直，,BC,部分是处于竖直平面内半径为,R,的半圆，,C,为半圆的最高点有一质量为,m,，半径较管道略小的光滑的小球以水平初速度,v,0,射入圆管,(,1),若要小球从,C,端出来，初速度,v,0,应满足什么条件？,(2),在小球从,C,端出来瞬间，对管壁压力有哪几种情况，初速度,v,0,各应满足什么条件？,机械能守恒,v,C,0,解析,(1),小球恰好能达到最高点的条件,是,v,C,0,，,由,机械能守恒定律,：,小球需,满足入射速度,学习探究区三、应用机械能守恒定律解决综合问题返回例3如,学习,探究区,三,、,应用机械能守恒定律解决综合问题,返回,例,3,如,图所,示，光滑细圆管轨道,AB,部分平直，,BC,部分是处于竖直平面内半径为,R,的半圆，,C,为半圆的最高点有一质量为,m,，半径较管道略小的光滑的小球以水平初速度,v,0,射入圆管,(,1),若要小球从,C,端出来，初速度,v,0,应满足什么条件？,(2),在小球从,C,端出来瞬间，对管壁压力有哪几种情况，初速度,v,0,各应满足什么条件？,机械能守恒,v,C,0,(2,),当小球,刚好,对管壁无作用力,由机械能守恒定律,速度越大，离心趋势越强烈,学习探究区三、应用机械能守恒定律解决综合问题返回例3如,学习,探究区,三,、,应用机械能守恒定律解决综合问题,返回,例,3,如,图所,示，光滑细圆管轨道,AB,部分平直，,BC,部分是处于竖直平面内半径为,R,的半圆，,C,为半圆的最高点有一质量为,m,，半径较管道略小的光滑的小球以水平初速度,v,0,射入圆管,(,1),若要小球从,C,端出来，初速度,v,0,应满足什么条件？,(2),在小球从,C,端出来瞬间，对管壁压力有哪几种情况，初速度,v,0,各应满足什么条件？,机械能守恒,v,C,0,(2,),对下管壁有作用力，此时应有,此时相应的入射速度,v,0,应,满足,速度越大，离心趋势越强烈,学习探究区三、应用机械能守恒定律解决综合问题返回例3如,学习,探究区,三,、,应用机械能守恒定律解决综合问题,返回,例,3,如,图所,示，光滑细圆管轨道,AB,部分平直，,BC,部分是处于竖直平面内半径为,R,的半圆，,C,为半圆的最高点有一质量为,m,，半径较管道略小的光滑的小球以水平初速度,v,0,射入圆管,(,1),若要小球从,C,端出来，初速度,v,0,应满足什么条件？,(2),在小球从,C,端出来瞬间，对管壁压力有哪几种情况，初速度,v,0,各应满足什么条件？,机械能守恒,v,C,0,(2,),对上管壁,有作用力，此时应有,此时相应的入射速度,v,0,应,满足,速度越大，离心趋势越强烈,学习探究区三、应用机械能守恒定律解决综合问题返回例3如,自我检测区,1,2,3,自我检测区123,1,(,机械能是否守恒的判断,),如,图所,示，具有一定初速度,v,的物块，在沿倾角为,30,的粗糙斜面向上运动的过程中，受一个恒定的沿斜面向上的拉力,F,作用，这时物块的加速度大小为,5 m/s,2,，方向沿斜面向下，,g,取,10 m/s,2,，那么在物块向上运动的过程中，下列说法正确的是,(,),A,物块的机械能一定增加,B,物块的机械能一定减少,C,物块的机械能不变,D,物块的机械能可能增加，也可能减少,1,2,3,C,解析,判断受力,判断做功,只有重力做功,机械能守恒,1(机械能是否守恒的判断)如图所示，具有一定初速度v的物块,2,(,系统机械能守恒问题分析,),如,图甲,所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，,t,0,时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复，不计空气阻力通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力,F,随时间,t,变化的,图,像,如,图乙所示，则,(,),A,t,1,时刻小球动能,最大,B. t,2,时刻小球动能最大,C,t,2,t,3,这段时间内，,小球,的动能先增加后减少,D,t,2,t,3,这段时间内，,小球,增加的动能等于,弹簧,减少,的弹性势能,1,2,3,C,自由落体,mg,F,mg,F=mg,mg,F,原长,加速,减速,先加后速,增加,的,重力势能,2(系统机械能守恒问题分析)如图甲所示，质量不计的弹簧竖直,53,3,(,应用机械能守恒定律解决综合问题,),小物块,A,的质量为,m,2 kg,，物块与坡道间的动摩擦因数为,0.6,，,水平面光滑,坡道顶端距水平面高度为,h,1 m,，倾角为,37.,物块从坡道进入水平滑道时，在底端,O,点处无机械能损失，将轻弹簧的一端连接在水平滑道,M,处并固定墙上，另一自由端恰位于坡道的底端,O,点，如,图所,示物块,A,从坡顶由静止滑下，重力加速度为,g,10 m/s,2,，,求,:,(,1),物块滑到,O,点时的速度大小；,(2),弹簧为最大压缩量时的弹性势能；,(3),物块,A,被弹回到坡道上升的最大高度,1,2,3,解析,解析,(1),由动能定理得,(2),由机械能守恒定律得,3(应用机械能守恒定律解决综合问题)小物块A的质量为m2,3,(,应用机械能守恒定律解决综合问题,),小物块,A,的质量为,m,2 kg,，物块与坡道间的动摩擦因数为,0.6,，,水平面光滑,坡道顶端距水平面高度为,h,1 m,，倾角为,37.,物块从坡道进入水平滑道时，在底端,O,点处无机械能损失，将轻弹簧的一端连接在水平滑道,M,处并固定墙上，另一自由端恰位于坡道的底端,O,点，如,图所,示物块,A,从坡顶由静止滑下，重力加速度为,g,10 m/s,2,，,求,:,(,1),物块滑到,O,点时的速度大小；,(2),弹簧为最大压缩量时的弹性势能；,(3),物块,A,被弹回到坡道上升的最大高度,1,2,3,解析,(2),(3),弹性势能转化为重力势能和热能,3(应用机械能守恒定律解决综合问题)小物块A的质量为m2,