能量守恒定律应用教学ppt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,*,能量守恒定律应用专题,2006,年名师课堂辅导讲座,高中部分,能量守恒定律应用专题 2006年名师课堂辅导讲座高中部分,学习内容,:,掌握各能态性质及其决定因素,掌握能量转化守恒定律的物理意义,掌握求解,能量转化守恒定律,问题的基本思路及技能技巧,学习要求,:,会应用,能量转化守恒定律定量,求解相关问题,学习内容:,5,机械能,=,动能,+,势能,一 基本知识：能态,1,动能,物体由于运动而具有的能量。,大小：,E,K,=mV,2,/2,2,重力势能,物体由于被举高而具有的能。,大小：,E,P,=mgh,3,弹性势能,物体由于发生弹性形变而具有的能。,4,因摩擦而产生的热能,Q=f S,相,（,S,相代表物体的相对位移）,5 机械能=动能+势能 一 基本知识：能态,二 基本方法：,能量转化守恒定律表达式,1,守恒式：,E,k,初,+E,p,初,=E,k,末,+E,p,末,+Q,2,转化式：,E,减,=E,增,技能与技巧,:1,守恒式中的,E,P,=mgh,是相对量,必须规定零势面,.,2,转化式中的,E,P,=mgh,是绝对量,不须规定零势面,.,二 基本方法：能量转化守恒定律表达式技能与技巧:1 守恒式,三 基本物理思想：,试求以下三小球沿光滑轨道自由下落相同高度的末速度大小,解法二,:,利用,能量守恒定律,根据,E,初,=E,末,得,mgh=mv,2,/2,V,1,=V,2,=V,3,=,解法一,:,利用牛顿定律可求 解,V,1,、,V,2,，但不能求解,V,3,。,三 基本物理思想：试求以下三小球沿光滑轨道自由下落相同高度,四 对单体应用范例：,1,如图所示，质量为,m,的物体从高为,h,的斜面顶端,A,处由静止滑下到斜面底端,B,，再沿水平面运动到,C,点停止。,欲使此物体从,C,沿原路返回到,A,，则在,C,点至少应给物体的初速度,V,0,大小为多少,?(,不计物体在,B,处的能量损失,),由,CA,根据能量转化守恒定律,得,mv,0,2,/2=mgh+Q,AB,+Q,BC,所以,V,0,=2,解,:,由,AC,根据能量转化守恒定律,E,减,=E,增,得,mgh=Q,AB,+Q,BC,四 对单体应用范例：1 如图所示，质量为m的物体从高为h的,2.,物体在高为,h,、倾角为,30,的粗糙斜面上自静止开始滑下,它滑到底端的速度是物体由,h,高处自由落下速度的,0.8,倍,求物体与斜面间的动摩擦因数,=_.(,保留,2,位有效数字,),h,m,30,0,而由例,1,得,V=0.8,Q=mgcos30,0,h/sin30,0,代入上式得,=,0.20,解,:,物体下滑过程中根据能量转化守恒定律,E,减,=E,增,得,mgh=mV,2,/2+Q,2.物体在高为 h、倾角为30的粗糙斜面上自静止开始滑下,3,一物体，以,6m/s,的初速度沿某一斜面底端上滑后又折回，折回到斜面底端时的速度大小为,4m/s,。试求物体沿斜面上滑的最大高度。（,g,取,10m/s,2,）,A,m,V,0,B,C,解,:,由,AB,根据能量转化守恒定律,E,减,=E,增,得,mv,0,2,/2=mgh+Q,由,BC,根据能量转化守恒定律,得,mgh=mv,2,/2+Q,联立得,h=2.6m,3 一物体，以6m/s的初速度沿某一斜面底端上滑后又折回，折,4,如图所示，一总长为,L,的柔软绳对称放在光滑质量不计的定滑轮上，由于受到某种扰动开始运动。求：当绳一末端,a,加速上升了,h,到达,a,时的速度和加速度。,解,:,设绳总质量为,M,，根据能量转化守恒定律,E,减,=E,增,得,Mgh=MV,2,/2,V=,4 如图所示，一总长为L的柔软绳对称放在光滑质量不计的定滑轮,五 对物体系应用范例：,1,如图所示，两小球,m,A,m,B,通过绳绕过固定的半径为,R,的光滑圆柱，现将,A,球由静止释放，若,A,球能到达圆柱体的最高点，求此时的速度大小。,解,:B,球下落得高度为,R+2,R/4,，,A,球上升得高度为,2R,由,AB,根据能量转化守恒定律,E,减,=E,增,得,m,B,g,（,R+2,R/4,）,=m,A,g2R+,（,m,A,+m,B,）,V,2,/2,则,V,可解得,。,五 对物体系应用范例：1 如图所示，两小球mAmB通过绳绕,2,如图所示，半径为,r,质量不计的圆盘竖直放置，圆心,O,处是一光滑的水平固定轴。在圆盘的最右端固定一个质量为,m,的小球,A,在,O,点的正下方离,O,点,r/2,处固定一个质量为,m,的小球,B,。放开圆盘让其自由转动则,（,1,）求,A,球在最底点,C,速度大小,（,2,）小球,A,瞬时静止的位置在,A E,点,B D,点,C DC,之间,D AC,之间,解（,1,）,:,由,A,运动到,C,过程根据能量转化守恒定律得,E,减,=E,增,m,A,gR=m,B,gR/2+m,A,V,A,2,/2+m,B,V,B,2,/2,又因,A,=,B,则,V,A,=2V,B,连立可求解,V,A,（,2,）应选,C,2 如图所示，半径为r 质量不计的圆盘竖直放置，圆心O处是一,3,如图所示，两质量为,m,的环通过长,L,的绳与另一等质量的小球相连，现使两环相距,L,由静止释放，求两环运动后的最大速度大小。,解,:,根据能量转化守恒定律,E,减,=E,增,得,mg,（,L-Lsin60,0,）,=2mV,2,/2,V=,3 如图所示，两质量为m的环通过长L的绳与另一等质量的小球相,4,如图所示，已知两质量分别为,m,1,m,2,线径不计的小物块至于小定滑轮两端，光滑轨道半径为,R,。现将,m,2,由轨道边缘,A,点释放，求其到达最底点,B,时的速度大小,.,解,:m,2,下落得高度为,R,，,m,1,上升得高度为,，设此时速度分别为,V,1,V,2,。,由,AB,根据能量转化守恒定律,E,减,=E,增,得,m,2,gR=m,1,g +m,1,V,1,2,/2+m,2,V,2,2,/2,又根据运动合成规律,V,1,=V,2,COS45,0,联立可求解,V,1,V,2,。,4 如图所示，已知两质量分别为m1m2线径不计的小物块至于小,5,在倾角为,的斜面体上由质量分别为,M,m,两物体和一定滑轮构成如图所示系统，若物体与斜面间的动摩擦因数为,，求释放后,m,加速下落,H,时的落地速度,a,a,解,:,设,m,下落,h,时的速度为,V,根据能量转化守恒定律,E,减,=E,增,得,mgh=Mghsin+,（,m+M,）,V,2,/2+Q,而,Q=,Mgcosh,两式联立既可求,V=,5 在倾角为的斜面体上由质量分别为M,m两物体和一定滑轮,总结：,1.,能量转化守恒定律是宇宙间普遍适用的，是无条件成立的。,2.,能量转化守恒定律包含机械能守恒定律，机械能守恒定律只是能量转化守恒定律的一个特例。,3.,因摩擦而产生的热能一定属于,E,增,4.,若物体间存在能量交换，则只能建立对系统的守恒式或转化式。,总结：,谢谢,谢谢,动能定理应用,第三课时,动能定理应用第三课时,1,、动能,E,k,=,mv,2,/2,，式中,v,是物体的瞬时速度的大小，即瞬时速率（简称速率）。,2,、动能定理,W,总,=,E,k,应用动能定理的一般思维程序：,1,、确定研究对象，进行受力分析，认真画出受力分析示意图；,2,、若问题中涉及到,F,、,s,、,v,、,m,等物理量，考虑用动能定理！,3,、确定研究的物理过程（起点和终点），分析这过程中,有哪些力对研究对象作功，作了多少功，正功还是负功，,求出总功；,4,、确定研究过程起点和终点的动能，列出动能定理表达式；,5,、求解，必要时讨论结果的合理性。,动能 动能定理,1、动能Ek=mv2/2，式中v是物体的瞬时,动能定理的应用,1,、常规题（匀变速直线运动）,3,、求变力做功问题,2,、多过程问题,4,、求解曲线运动问题,5,、其它问题,动能定理的应用1、常规题（匀变速直线运动）3、求变力做功问题,一辆质量,m,，速度,v,0,的汽车在关闭发动机后在水平地面上滑行了距离,L,后停了下来，试求汽车受到的阻力？,一辆质量m，速度v0的汽车在关闭发动机后在水平地面上滑行了距,例题,用拉力,F,使一个质量为,m,的木箱由静止开始在水平冰道上移动了,s,，拉力,F,跟木箱前进的方向的夹角为,，木箱与冰道间的摩擦因数为,，求木箱获得的速度？,例题用拉力F使一个质量为m的木箱由静止开始在水平冰道上移动了,质量为,20g,的子弹，以,300m/s,的速度水平射入厚度是,10mm,的钢板，射穿后的速度是,100m/s,，子弹受到的平均阻力是多大？,m,子弹问题,质量为20g的子弹，以300m/s的速度水平射入厚度是10m,一颗子弹速度为,v,时，刚好打穿一块钢板，那么速度为,2v,时，可打穿几块同样的钢板？要打穿,n,块同样的钢板，子弹速度应为多大？,子弹问题,一颗子弹速度为v时，刚好打穿一块钢板，那么速度为2v时，,子弹问题,以速度,v,水平飞行的子弹先后穿透两块由同种材料制成的木板，木板对子弹的平均作用力相等，若子弹穿透两块木板后的速度分别为,0.8,v,和,0.6,v,则两块木板的厚度之比为,_?,子弹问题以速度v水平飞行的子弹先后穿透两块由同种材料制成,一物体静止在不光滑的水平面上，已知,m=1kg,，,=0.1,现用水平外力,F=2N,拉其运动,5m,后立即撤去水平外力,F,求其还能滑多远,?,F,=0.1,f,f,=0,=0,15m,多过程问题,直线运动,一物体静止在不光滑的水平面上，已知m=1kg，=0.1,现,多过程问题,直线运动,用拉力,F,使一个质量为,m,的木箱由静止开始在水平面上运动,S,后撤掉,F,木箱与水平面间的摩擦系数为,求撤掉,F,后木箱滑行的距离,L,？,F,v,0,v,=0,S,L=?,多过程问题 直线运动用拉,多过程问题,直线运动,铁球,1m,高处掉入沙坑,则已知铁球在下陷过程中受到沙子的平均阻力为铁球重力的,20,倍,则铁球在沙中下陷深度为多少,m?,H,h,多过程问题 直线运动铁球,多过程问题,（直线运动）,解法一：分段列式,自由下落：,沙坑减速：,解法二：全程列式,多过程问题 （直线运动）解,以一恒定的初速度,V,0,竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为,h,，空气阻力的大小恒定不变，则小球回到出发点时的速度是多大？,h,G,f,G,f,以一恒定的初速度V0竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为,瞬间力做功问题,运动员踢球的平均作用力为,200N,把一个静止的质量为,1kg,的球以,10m/s,的速度踢出,水平面上运动,60m,后停下,则运动员对球做的功,?,F,S=60m,v,o,v,=0,求变力做功问题,如果运动员踢球时球以,10m/s,迎面飞来,踢出速度仍为,10m/s,则运动员对球做的功为多少,?,瞬间力做功,某人从,12.5m,的高楼顶突然向上抛出一个小球，不计空气阻力，小球脱手时的速度是,5m/s,，小球的质量为,0.6kg,（,g=10m/s,2,),，则人对小球所做功的大小是多少？,瞬间力做功问题,质量为,m,的跳水运动员，从高为,H,的跳台上，以速率,v,1,起跳，落水时的速度为,v,2,，那么起跳时运动员所做的功是多少？,在,20m,高处，某人将,2kg,的铅球以,15m,s,的速度（水平）抛出，那么此人对铅球做的功是多少？,某人从12.5m的高楼顶突然向上抛出一个小球，不计空气阻力，,求变力做功问题,（平均力做功问题）,一颗质量,m=10g,的子弹，以速度,v=600m,s,从枪口飞出，子弹飞出枪口时的动能为多少？若测得枪膛长,s=0.6m,，则火药引爆后产生的高温高压气体在枪膛内对子弹的平均推力多大？,求变力做功问题（平均力做功问题）一颗质量m=10g的,一列货车的质量为,5.010,5,kg,在平直轨道以额定功率,3000kw,加速行驶,当速度由,1