《機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用》ppt課件

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1、機(jī)械能守恒習(xí)題課機(jī)械能守恒習(xí)題課灤南二中灤南二中 王俊超王俊超 2008.4機(jī)械能守恒習(xí)題課灤南二中 王俊超11.機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容是什么？機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容是什么？在只有重力、彈力做功的情況在只有重力、彈力做功的情況下，物體的動能和勢能發(fā)生相下，物體的動能和勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變，這個結(jié)論叫做不變，這個結(jié)論叫做機(jī)械能守機(jī)械能守恒定律。恒定律。1.機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容是什么？想一想在只有重力、彈力做功的22.機(jī)械能守恒的條件是什么？機(jī)械能守恒的條件是什么？(1)只受重力或彈簧彈力作用只受重力或彈簧彈力作用。(2)受幾個力，但只有重力或彈簧彈力受幾

2、個力，但只有重力或彈簧彈力做功，其它力不做功做功，其它力不做功(3)受幾個力，但除重力或彈力做功受幾個力，但除重力或彈力做功外，其它力做功總和為零外，其它力做功總和為零2.機(jī)械能守恒的條件是什么？想一想(1)只受重力或彈簧彈力作32、系統(tǒng)改變的總勢能等于系統(tǒng)改變的總動、系統(tǒng)改變的總勢能等于系統(tǒng)改變的總動 能，能，即即 EP=EK 3、若系統(tǒng)只有若系統(tǒng)只有A、B兩物體，則兩物體，則A改變的機(jī)械能等于改變的機(jī)械能等于 B改變的機(jī)械能，即改變的機(jī)械能，即 EA=EB 1、系統(tǒng)初狀態(tài)總機(jī)械能、系統(tǒng)初狀態(tài)總機(jī)械能E1等于末狀態(tài)機(jī)械能等于末狀態(tài)機(jī)械能E2，即即E1 E2 或或 3.機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式是

3、什么？機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式是什么？2、系統(tǒng)改變的總勢能等于系統(tǒng)改變的總動 44.應(yīng)用應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題的一機(jī)械能守恒定律解題的一般步驟是什么？般步驟是什么？1 1、根據(jù)題意確定研究對象（物體或系統(tǒng)）。、根據(jù)題意確定研究對象（物體或系統(tǒng)）。3、恰恰當(dāng)當(dāng)?shù)氐剡x選取取參參考考平平面面，確確定定研研究究對對象象初初末末狀狀態(tài)的動能和勢能態(tài)的動能和勢能2 2、明明確確研研究究對對象象在在運(yùn)運(yùn)動動過過程程中中的的受受力力情情況況，判判斷機(jī)械能是否守恒。斷機(jī)械能是否守恒。4 4、根根據(jù)據(jù)機(jī)機(jī)械械能能守守恒恒定定律律的的不不同同表表達(dá)達(dá)式式列列方方程程并并求解求解想一想4.應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題的一般步

4、驟是什么？1、根據(jù)題51.下列說法中正確的是（下列說法中正確的是（）A A 做勻速直線運(yùn)動的物體，機(jī)械能一定守做勻速直線運(yùn)動的物體，機(jī)械能一定守恒恒B B 做曲線運(yùn)動的物體，機(jī)械能可能守恒做曲線運(yùn)動的物體，機(jī)械能可能守恒C C 物體所受的合力為零，機(jī)械能一定守恒物體所受的合力為零，機(jī)械能一定守恒D D 物體所受的合力不為零時，機(jī)械能一定物體所受的合力不為零時，機(jī)械能一定不守恒不守恒B B題型一：根據(jù)守恒條件判斷題型一：根據(jù)守恒條件判斷1.下列說法中正確的是（）B題型一：根據(jù)守恒條件判6 2.如圖所示，兩個相同的小球如圖所示，兩個相同的小球A A和和B B分別用細(xì)線和橡分別用細(xì)線和橡皮條懸在等高

5、的兩點(diǎn)皮條懸在等高的兩點(diǎn)O O1 1、O O2 2，橡皮條的自然長度小于，橡皮條的自然長度小于細(xì)線的長度，現(xiàn)將橡皮條和細(xì)線都呈自然長度拉至細(xì)線的長度，現(xiàn)將橡皮條和細(xì)線都呈自然長度拉至水平位置，然后無初速度釋放兩球，擺至最低點(diǎn)時，水平位置，然后無初速度釋放兩球，擺至最低點(diǎn)時，橡皮條和細(xì)線的長度恰好相等，若不計橡皮條和細(xì)橡皮條和細(xì)線的長度恰好相等，若不計橡皮條和細(xì)線的質(zhì)量，空氣阻力也不計，則兩球在最低點(diǎn)時速線的質(zhì)量，空氣阻力也不計，則兩球在最低點(diǎn)時速度大小相比較（度大小相比較（）A.AA.A球的較大球的較大 B.BB.B球的較大球的較大C.C.兩球一樣大兩球一樣大 D.D.條件不足，條件不足，無法

6、判斷無法判斷AO1O2BA A題型一：根據(jù)守恒條件判斷題型一：根據(jù)守恒條件判斷 2.如圖所示，兩個相同的小球A和B分別用細(xì)線和橡皮條懸在73.3.圖中，圖中，PQPQ是一個由輕彈簧支撐的平臺是一個由輕彈簧支撐的平臺(質(zhì)量忽略質(zhì)量忽略)，彈簧另一，彈簧另一端固定在地面，一金屬球端固定在地面，一金屬球m m從高處落下，從球碰到從高處落下，從球碰到PQPQ開始直到彈開始直到彈簧被壓縮到最短的階段，設(shè)此階段中彈簧的形變?yōu)閺椥孕巫儯杀粔嚎s到最短的階段，設(shè)此階段中彈簧的形變?yōu)閺椥孕巫?，下面說法正確的是下面說法正確的是 ()()A A球與彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)，機(jī)械能守恒球與彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)，機(jī)械能守恒 B B在某

7、個階段內(nèi)，球的動能增加，機(jī)械能減少在某個階段內(nèi)，球的動能增加，機(jī)械能減少 C C當(dāng)球碰上當(dāng)球碰上PQPQ后動能減少，彈簧壓縮到最短時，后動能減少，彈簧壓縮到最短時，彈簧的彈性勢能最大彈簧的彈性勢能最大 D D當(dāng)球受到的彈力大小與重力大小相等時，球的動能最大當(dāng)球受到的彈力大小與重力大小相等時，球的動能最大 ABD ABD 題型一：根據(jù)守恒條件判斷題型一：根據(jù)守恒條件判斷3.圖中，PQ是一個由輕彈簧支撐的平臺(質(zhì)量忽略)，彈簧另一8 例例1 1：讓擺球從圖中的讓擺球從圖中的A A位置由靜止開始下擺，正好擺位置由靜止開始下擺，正好擺到最低點(diǎn)到最低點(diǎn)B B時線被拉斷，設(shè)擺線長時線被拉斷，設(shè)擺線長L L

8、等于等于1.61.6m m，懸點(diǎn)到地面懸點(diǎn)到地面的豎直高度為的豎直高度為H H6.6m6.6m，不計空氣阻力，求：（不計空氣阻力，求：（1 1）擺球落）擺球落地時的速率地時的速率 （2 2）落地點(diǎn)落地點(diǎn)D D到到C C點(diǎn)的距離（點(diǎn)的距離（g g10m/s10m/s2 2）B到到D由平拋運(yùn)動規(guī)律解得：由平拋運(yùn)動規(guī)律解得：解析解析（1）選地面為參考面選地面為參考面解得：解得：（2）A到到B過程，選過程，選B點(diǎn)所在水平面為參考面點(diǎn)所在水平面為參考面 題型二：機(jī)械能守恒與圓周運(yùn)動結(jié)合的問題題型二：機(jī)械能守恒與圓周運(yùn)動結(jié)合的問題 例1：讓擺球從圖中的A位置由靜止開始下擺，正好擺到最低9例例2：如圖為某游

9、樂場的翻滾過山車，現(xiàn)有一節(jié)單車廂的：如圖為某游樂場的翻滾過山車，現(xiàn)有一節(jié)單車廂的過山車（可視為質(zhì)點(diǎn)）從高處滾下，不計摩擦和空氣阻力，過山車（可視為質(zhì)點(diǎn)）從高處滾下，不計摩擦和空氣阻力，要使過山車能通過圓弧軌道的最高點(diǎn)，過山車開始滾下的要使過山車能通過圓弧軌道的最高點(diǎn)，過山車開始滾下的位置至少多高（設(shè)豎直圓弧軌道的半徑為位置至少多高（設(shè)豎直圓弧軌道的半徑為r）解析：解析：設(shè)設(shè)過山車能通過圓弧軌道過山車能通過圓弧軌道的最高點(diǎn)的最小速度為的最高點(diǎn)的最小速度為v，則有：，則有：過山車開始滾下的位置高位過山車開始滾下的位置高位h，選，選地面為參考平面地面為參考平面，由機(jī)械能守恒定由機(jī)械能守恒定律得：律得

10、：mgh=1/2mv2+mg(2r)(2)mg=mv2/r (1)由（由（1）和（）和（2）解得）解得h=5/2rhr題型二：機(jī)械能守恒與圓周運(yùn)動結(jié)合的問題題型二：機(jī)械能守恒與圓周運(yùn)動結(jié)合的問題例2：如圖為某游樂場的翻滾過山車，現(xiàn)有一節(jié)單車廂的過山車（可10例例3.3.如如圖圖，用用輕輕繩繩跨跨過過定定滑滑輪輪懸懸掛掛質(zhì)質(zhì)量量為為m m1 1 m m2 2兩兩個個物物體體，已已知知m m1 1mm2 2。若若滑滑輪輪質(zhì)質(zhì)量量及及一一切切摩摩擦擦都都不不計計，系系統(tǒng)統(tǒng)由由靜靜止止開開始始運(yùn)運(yùn)動動,當(dāng)當(dāng)m m1下下降降距距離離h h時時，兩兩球球的的速速度度v1、v2各是多大？各是多大？解析：兩個

11、小物體組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒解析：兩個小物體組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒.m m1 1m m2 2題型三：對系統(tǒng)應(yīng)用機(jī)械能守恒題型三：對系統(tǒng)應(yīng)用機(jī)械能守恒h hh h選m m1 1初態(tài)所在位置為參考平面由機(jī)械初態(tài)所在位置為參考平面由機(jī)械 能守恒定律得能守恒定律得1/2m1/2m1 1v v1 12 2-m-m1 1gh+1/2mgh+1/2m2 2v v2 22 2+m+m2 2gh=0gh=0由題意可知由題意可知v v1 1=v=v2 2解得解得v v1 1=v=v2 2=例3.如圖，用輕繩跨過定滑輪懸掛質(zhì)量為m1 m2兩個物體，已11例4.如圖所示，一根輕桿的兩端分別固定著質(zhì)量相等的A B兩球，輕桿

12、可繞O點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動，已知A到O的距離為L，B到O的距離為2L，使桿從水平位置由靜止開始轉(zhuǎn)動，在桿從水平位置轉(zhuǎn)到豎直位置的過程中，下列說法正確的是()A B球的機(jī)械能增加 B B球的機(jī)械能減少 C B球的機(jī)械能不變 D A和B兩球的總機(jī)械能不變ABOBD題型三：對系統(tǒng)應(yīng)用機(jī)械能守恒題型三：對系統(tǒng)應(yīng)用機(jī)械能守恒例4.如圖所示，一根輕桿的兩端分別固定著質(zhì)量相等的A B兩球12例例5.5.如如圖圖，在在質(zhì)質(zhì)量量不不計計，長長為為L、不不能能彎彎曲曲的的直直桿桿一一端端和和中中點(diǎn)點(diǎn)分分別別固固定定兩兩個個質(zhì)質(zhì)量量都都是是m的的小小球球A和和B，桿桿的的一一端端固固定定在在水水平平軸軸O處處，桿桿可可以以在

13、在豎豎直直面面內(nèi)內(nèi)無無摩摩擦擦地地轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動動，讓讓桿桿處處于于水水平平狀狀態(tài)態(tài)，然然后后從從靜靜止止釋釋放放，當(dāng)當(dāng)桿桿轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)到到豎直位置時，兩球的速度豎直位置時，兩球的速度vA、vB各是多大？各是多大？解析：兩個小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒解析：兩個小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒.解得：解得：由于兩個小求角速度相同所以由于兩個小求角速度相同所以例5.如圖，在質(zhì)量不計，長為L、不能彎曲的直桿一端和中點(diǎn)分別13 機(jī)械能守恒的三種表達(dá)式機(jī)械能守恒的三種表達(dá)式1、E1 E2 2、EP=EK 3、EA=EB 解題思路解題思路1、根據(jù)題意確定研究對象（物體或系統(tǒng)）。根據(jù)題意確定研究對象（物體或系統(tǒng)）。2、明確研究對象在

14、運(yùn)動過程中的受力情況，明確研究對象在運(yùn)動過程中的受力情況，判斷機(jī)械能是否守恒。判斷機(jī)械能是否守恒。3、恰當(dāng)?shù)剡x取參考平面，確定研究對象初末恰當(dāng)?shù)剡x取參考平面，確定研究對象初末狀態(tài)的動能和勢能狀態(tài)的動能和勢能4、根據(jù)機(jī)械能守恒定律的不同表達(dá)式列方程根據(jù)機(jī)械能守恒定律的不同表達(dá)式列方程并求解并求解 機(jī)械能守恒的三種表達(dá)式 14謝謝大家15例例6.6.如如圖圖所所示示，總總長長為為的的L L的的光光滑滑勻勻質(zhì)質(zhì)鐵鐵鏈鏈跨跨過過一一個個光光滑滑的的輕輕小小滑滑輪輪，開開始始時時底底端端相相齊齊，當(dāng)當(dāng)略略有有擾擾動動時時其其一一端下落，則鐵鏈剛脫離滑輪的瞬間的速度多大？端下落，則鐵鏈剛脫離滑輪的瞬間的速

15、度多大？題型四：對鏈條類問題應(yīng)用機(jī)械能守恒題型四：對鏈條類問題應(yīng)用機(jī)械能守恒法一：設(shè)鐵鏈質(zhì)量為法一：設(shè)鐵鏈質(zhì)量為m，且選鐵鏈的初態(tài)的，且選鐵鏈的初態(tài)的重心位置所在水平面為參考面。重心位置所在水平面為參考面。初態(tài)初態(tài)E1=0滑離滑輪時為終態(tài)，重心離參考面滑離滑輪時為終態(tài)，重心離參考面距離距離L/4由機(jī)械能守恒定律由機(jī)械能守恒定律 E2=E1所以所以E Ep2p2=-mgL/4=-mgL/4E Ek2k2=1/2mv=1/2mv2 2終態(tài)終態(tài)E E2 2=1/2mv=1/2mv2 2-mgL/4-mgL/4即：即：1/2mv2-mgL/4=O例6.如圖所示，總長為的L的光滑勻質(zhì)鐵鏈跨過一個光滑的輕小滑16法二：利用法二：利用求解求解初態(tài)至終態(tài)重力勢能減少，重心下降初態(tài)至終態(tài)重力勢能減少，重心下降 L/4，重力勢能減少，重力勢能減少，動能增加動能增加所以有所以有則則mgL/4=1/2mvmgL/4=1/2mv2 2 E Ep p=mgL/4=mgL/4 E EK K=1/2mV=1/2mV2 2法二：利用求解初態(tài)至終態(tài)重力勢能減少，重心下降 L/4，重17