机械能守恒定律的应用aeppt课件

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,机械能守恒定律应用,1,内 容,在只有重力、弹力做功的情形下，物体的动能和势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变,表 达 式,E,k1,+E,p1,=E,k2,+E,p2,或-E,P,=E,k,适 用 条 件,只有重力或弹力做功，或其它力做功代数和为零,说 明,机械能的转化和守恒是指系统而言。通常所说某物体的机械能守恒是一种简化的不严格的说法,机械能守恒定律,内 容 在只有重力、弹力做功的情形,2,如图，一子弹以水平速度射入木块并留在其中，再与木块一起共同摆到最大高度的过程中，下列说法正确的是(),A、子弹的机械能守恒。,B、木块的机械能守恒。,C、子弹和木块的总机械能守恒。,D、以上说法都不对,D,讨论与交流：,1、子弹射中木块的过程机械能不守恒,2、整体从最低位置摆到最高位置的过程机械能守恒,如图，一子弹以水平速度射入木块并留在其中，再与木块一起共同摆,3,讨论与交流：,一个轻弹簧固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面肯弹簧保持原长的A点无初速度释放，让它自由下摆，不计空气阻力，在重物由A摆到最低点的过程中，,A、重物的重力势能减少。,B、重物的重力势能增加。,C、重物的机械能不变。,D、重物的机械能减少。,o,A,AD,球和弹簧组成的系统机械能守恒,讨论与交流：一个轻弹簧固定于O点，另一端系一重物，将重物从与,4,1如图所示，桌面离地高,h,，质量为,m,的小球从离桌面高,H,处自由落下，不计空气阻力，设桌面为零势面，则小球触地前的瞬间机械能为(),A,mgh,B,mgH,C,mg,(,H,h,),D,mg,(,H,-,h,),1如图所示，桌面离地高h，质量为m的小球从离桌面高H处自由,5,2如图所示，桌面离地高,h,，质量为,m,的小球从离桌面高,H,处自由落下，不计空气阻力，设桌面为零势面，则小球触地前的瞬间动能为(),A,mgh,B,mgH,C,mg,(,H,h,),D,mg,(,H,-,h,),mgHmghE,k2,2如图所示，桌面离地高h，质量为m的小球从离桌面高H处自由,6,3如图所示，质量为,m,的物体，以水平速度,v,0,离开桌面，若以桌面为零势能面，不计空气阻力，则当它经过离地高度为,h,的,A,点时，所具有的机械能是(),3如图所示，质量为m的物体，以水平速度v0离开桌面，若以桌,7,4三个质量相同的物体以相同大小的初速度,v,0,在同一水平面上分别进行竖直上抛、沿光滑斜面上滑和斜上抛若不计空气阻力，它们所能达到的最大高度分别用,H,1,、,H,2,和,H,3,表示，则(),A,H,1,H,2,H,3,B,H,1,H,2,H,3,C,H,1,H,2,H,3,D,H,1,H,2,H,3,4三个质量相同的物体以相同大小的初速度v0在同一水平面上分,8,5如图所示，通过空间任意一点,A,可作无数个斜面如果物体从,A,点分别沿这些倾角各不相同的光滑斜面滑下，那么物体在这些斜面上速率相同的点所构成的面是(),A球面,B抛物面,C水平面,D不规则的曲面,5如图所示，通过空间任意一点A可作无数个斜面如果物体从A,9,利用机械能守恒定律解题有何优点,由于机械能守恒定律只涉及,初始状态,和,末状态,的机械能，不涉及中间运动过程的细节，因此用它来处理问题相当简便。,所以，解决动力学问题，在动能和势能的相互转化中，应,优先,考虑机械能守恒定律。,利用机械能守恒定律解题有何优点 由于机,10,应用机械能解题的一般步骤,1、选取,研究对象,（单个物体或系统）,2、确定,研究过程,，分析各力,做功,及,能量,转化,情况，,判断机械能是否守恒,3、确定研究对象在,始末状态的机械能,（,需确定参考平面,）或,机械能的变化,情况,4、选择,合适的表达式,列式求解,应用机械能解题的一般步骤1、选取研究对象（单个物体或系统）,11,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？,如图所示，长为2L的轻杆OB，O端装有转轴，B端固定一个质量,12,（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：,（1）求A、B球摆到最低点的速度大小？A、B系统机械能守恒（,13,分别以A、B两球为研究对象，机械能守恒吗？,（3）求轻杆对A、B球所做的总功为多少？,A、B系统机械能守恒,分别以A、B两球为研究对象，机械能守恒吗？（3）求轻杆对A、,14,机械能守恒定律与动能定理的异同点：,两个定理都可以解决,变力做功,问题和,运动轨迹是曲线,的问题，它们都关心物体初末状态的物理量。,机械能守恒定律需要,先判断,机械能是不是守恒并且要规定零势面，而应用动能定理是要求要宽松得多。,机械能守恒定律与动能定理的异同点：两个定理都可以解决变力做,15,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,如图所示，光滑半圆（半径为R)上有两个小球，所量分别为m和M,16,物体的质量为m，沿着光滑的轨道滑下，轨道形状如图所示，与斜轨道相接的圆轨道半径R，要使物体沿光滑的圆轨道恰能通过最高点，物体应从离轨道最低处多高的地方由静止开始滑下？,物体的质量为m，沿着光滑的轨道滑下,17,思考:,a：你选什么做为研究对象？,b：对选定的研究对象而言，对它做功的力有几个？符合机械能守恒条件吗?,c：物体恰能通过圆轨道最高点的条件是什么？,选物体作为研究对象,物体在沿光滑的轨道滑动的整个过程中只有重力做功，故机械能守恒。,思考:a：你选什么做为研究对象？b：对选定的研究对象而言,18,解：物体在沿光滑的轨道滑动的整个过程中，只有重力做功，故机械能守恒。设物体应从离轨道最低点h高的地方开始由静止下滑，轨道的最低点处水平面为零势能面，物体在运动到轨道最高点处的速度为v，则开始时物体的机械能为mgh，运动到最高点时机械能为,(1),(2),要使物体恰好通过轨道最高点，条件是,联立上面两式可求出：,据机械能守恒有：,解：物体在沿光滑的轨道滑动的整个过程中，只有重力做功，故机械,19,如图所示，质量为,m,的物体以某一初速,v,0,从,A,点向下沿光滑的轨道运动，不计空气阻力，若物体通过最低点,B,的速度为 ，求：,(1)物体在,A,点时的速度；,(2)物体离开,C,点后还能上升多高,AB，机械能守恒,B最高点，机械能守恒,以B点所在平面为参考平面,如图所示，质量为m的物体以某一初速v0从A点向下沿光滑的轨道,20,例1：光滑的水平台上放置,一条长为L米的铁链，其L/4,长搭在平台下面，平台的右,上方有一光滑的角形挡板用,来保证铁链沿平台滑下时无,机械能损失，求铁链末端刚,离开平台时铁链的速度大小。,例1：光滑的水平台上放置,21,解题思路：,研究对象：,整根链条,研究方法：,机械能守恒定律,解题思路：研究对象：整根链条研究方法：机械能守恒定律,22,如图两物体质量分别为,m,和2,m,，滑轮的质量和摩擦都不计，开始时用手托住2,m,的物体，释放后，当2,m,的物体从静止开始下降,h,后的速度是多少?,系统机械能守恒,如图两物体质量分别为m和2m，滑轮的质量和摩擦都不计，开始时,23,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？,如图所示，长为2L的轻杆OB，O端装有转轴，B端固定一个质量,24,（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：,（1）求A、B球摆到最低点的速度大小？A、B系统机械能守恒（,25,分别以A、B两球为研究对象，机械能守恒吗？,（3）求轻杆对A、B球所做的总功为多少？,A、B系统机械能守恒,说明：,本类问题不可以用等效重心的方法去做,分别以A、B两球为研究对象，机械能守恒吗？（3）求轻杆对A、,26,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,如图所示，光滑半圆（半径为R)上有两个小球，所量分别为m和M,27,机械能守恒定律与动能定理的异同点：,两个定理都可以解决,变力做功,问题和,运动轨迹是曲线,的问题，它们都关心物体初末状态的物理量。,机械能守恒定律需要,先判断,机械能是不是守恒并且要规定零势面，而应用动能定理是要求要宽松得多。,机械能守恒定律与动能定理的异同点：两个定理都可以解决变力做,28,分析：铁链滑下的过程机械能守恒,选取平台平面为零势面，则有：,刚开始滑动时：,E,K1,0 E,P1,（L/8）mg/4,刚滑下平台时：,E,K2,mv/2 E,P2,（L/2）mg,因为：E,K1,E,P1,E,K2,E,P2,得：v15gL/2,分析：铁链滑下的过程机械能守恒刚开始滑动时：EK10,29,水平轻杆固定在o点，可绕o在,竖直面内自由转动，水平杆长,为2L，另一端及中点各固定一,质量为m的小球，将杆于水平位,置无初速度释放，杆在竖直位置,时最下端小球速度的大小为多少？,B,A,水平轻杆固定在o点，可绕o在BA,30,分析：,1、两球及杆构成的系统机械能守恒,2、根据圆周运动规律v,A,2v,B,由此：v,A,24gl/5,分析：,31,机械能守恒定律的应用aeppt课件,32,