高一物理机械能守恒定律应用

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,守恒条件,系统内,系统外,“只有重力或弹力做功的,物体系统,内，动能与势能可以相互转化”含义：,1.从做功角度看：系统内只有重力、弹力做功；,2.从能量角度看：,系统内只有动能和势能的相互转化，无其它能量参与转化。同时与系统外无能量交换。,必做1、判断下列各运动中机械能是否守恒(一切阻力不计),抛出的手榴弹的运动（对）,细绳拴着小球在水平面内做匀速圆周运动（对）,手拉着一物体沿斜面匀速上滑（错）,套在光滑圆环上的小球在竖直面内做圆周运动（对）,起重机吊起一物体（错）,自由下落的小球压缩弹簧后又被弹回（对）,弹簧下吊一小球上下振动（对）,蹦极（对）,关闭了动力的过山车的运动（对）,物体沿光滑斜面向上加速运动（错）,在空气阻力不计的情况下，抛出后手榴弹在空中做抛体运动（对）,人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程（对）,跳伞运动员张开降落伞后匀速下落（错）,必做2：如图所示，桌面高度为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，假设桌面处的重力势能为零，小球落到地面前的瞬间的机械能应为,A、mgh B、mgH C、mg（H+h）D、mg（H-h）,B,比做3答案:15m/s,必做,4、,如图长L=0.4m的细绳上端固定，下端系一个质量m=0.1kg的小球.将小/球拉起至细绳与竖直方向成60角的位置，然后无初速释放.,不计各处阻力，求小球通过最低点时，细绳对小球拉力多大？取g=10m/s2.,答案,：F拉=2N,拓展：,若小球摆到最低点时绳子断裂，小球水平飞出时的离地高度为H，则,1.从飞出到落地的时间?,2.小球落地时的速度多大？,3.落地的速度方向？,选做5：BD,选作6：3mg,知识回顾,机械能守恒定律,1.内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变,2.,守恒条件,：只有重力或系统内弹力做功,只有动能和势能之间的转化,3.表达式,：,4.解题步骤：,确定研究对象，及其运动过程,分析：判断机械能是否守恒,确定参考平面，明确初、末机械能,由机械能守恒定律列方程，求解,课前检测1.关于物体的机械能是否守恒的叙述，下列说法中正确的是（）,A、做匀速直线运动的物体，机械能一定守恒,B、做匀变速直线运动的物体，机械能一定守恒,C、合外力对物体所做的功等于零时，机械能一定守恒,D、若只有重力对物体做功，机械能一定守恒,D,剖析守恒判断,3,如下图所示，三面光滑的斜劈放在水平面上，物块由静止沿斜劈下滑，则（）,A物块动能增加，重力势能减少,B斜劈的动能为零,C物块的动能和重力势能总量不变,D系统的机械能总量不变,课前训练,2.在下列的物理过程中，机械能守恒的有（）,A把一个物体竖直向上匀速提升的过程,B物体沿斜面匀速下滑的过程,C汽车关闭油门后沿水平公路向前滑行的过程,D从高处竖直下落的物体落在竖立的轻弹簧上，压缩弹簧的过程，对弹簧、物体和地球这一系统,AD,D,4.如图，小球在P点从静止开始下落，正好落在下端固定于桌面的轻弹簧上，把弹簧压缩后又被弹起，不计空气阻力，下列结论正确的是（）,A小球落到弹簧上后，立即做减速运动,B在题述过程中，小球、弹簧、地球组成的系统机械能守恒,C当弹簧对小球的弹力大小等于小球所受重力大小时，弹簧的形变量最大,D小球被弹簧弹起后，所能到达的最高点高于P点,课前训练,B,概述一群有相互关联的个体组成的集合称为系统。,在几个物体之间有能量转化的，则把它们全部合在一起作为一个系统，只要这个系统中的能量转化方式是动能与势能之间的转化，则系统机械能守恒。,系统是由一个以上的部分组合而成的整体，这些部分都对这个整体的存在有其意义,一、如何选取系统,应用机械能守恒定律必须准确的选择系统.系统选择得当,机械能守恒；系统选择不得当,机械能不守恒。,判断选定的研究系统是否机械能守恒，常用方法：,、,做功的角度,；,、,能量的转化的角度,。,研究对象,物体系统,2,1,v,1,v,2,弹簧与小球组成的,系统机械能守恒,光滑曲面,小球与地球组成的系统,系统机械能守恒,研究对象：,表达式：,系统,（1）系统,初状态的总机械能,等于,末状态的总机械能.,（2）物体（或系统）,减少的势能,等于物 体（或系统）,增加的动能,（3）系统内,A减少的机械能,等于,B增加的机械能,注意零势面,转化角度,转移角度,守恒角度,典例剖析系统守恒,例题1.,如图，质量为m的木块放在光滑的水平桌面上，用轻绳绕过桌边光滑的定滑轮与质量为2m的砝码相连，让绳拉直后使砝码从静止开始下降h的距离时砝码未落地，木块仍在桌面上，这时砝码的速率为多少？,解析：对木块和砝码组成的系统,内只有重力势能和动能的转化，故机械能守恒,，以砝码末位置所在平面为参考平面，由机械能守恒定律得：,练习：,一根细绳绕过光滑的定滑轮，两端分别系住质量为M和,m,的长方形物块，且M,m,开始时用手握住M，使系统处于如图示状态。求,（1）当M由静止释放下落,h,高时的速度（2）如果M下降,h,刚好触地，,那么,m,上升的总高度是多少？,M,m,解：（1）对于M、m构成的系统，只有重力做功，由机械能守恒有：,m,上升的总高度：,解得：,（2）M触地，,m,做竖直上抛运动，机械能守恒：,v=,2(,M,m)gh,M+,m,1,2,Mgh,mgh,=,（M+,m,）,v,2,mgh,=,1,2,mv,2,H,=,h+h,=,2,M,h,M+,m,例2、长为L质量分布均匀的绳子,对称地悬挂在轻小的定滑轮上,如图所示.轻轻地推动一下,让绳子滑下,那么当绳子离开滑轮的瞬间,求绳子的速度？,解：,由,机械能守恒定律得：,v,v=,gL,2,L,2,（,绳子减少的势能,=,绳子增加的动能）,=,mg,mv,2,1,2,L,2,1,2,例3：如图所示，一粗细均匀的U形管内装有同种液体竖直放置，右管口用盖板A密闭一部分气体，左管口开口，两液面高度差为,h,，U形管中液柱总长为4,h,，现拿去盖板，液柱开始流动，当两侧液面恰好相齐时，右侧液面下降的速度大小为多少？,A,h,解：根据机械能守恒定律得:,设液体密度为有:,所以:,1,2,mg,h/2,=,Mv,2,v=,gh,8,h,2,m,=,S,M,=,4h S,课后训练,