高中物理78機(jī)械能守恒定律精講優(yōu)練課型課件新人教版必修2-資料下載頁(yè)
2024-11-17 17:02本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】只有重力做功時(shí)，若重力對(duì)物體做正功，則物體的重力勢(shì)能_____，轉(zhuǎn)化成另一種形式。試分析成吉思汗在彎弓射雕過(guò)程中，涉及機(jī)械能中哪些能量。物體沿光滑斜面從A滑到B。由重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系：WG=______。合力為零，并不能說(shuō)明除了重力、彈力外其他力不做。速下滑時(shí)，物體的機(jī)械能就減少。如圖所示，過(guò)山車由高處在關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下飛奔而下。若忽略過(guò)山車的摩擦力和空氣阻力，過(guò)山車下滑時(shí)只有重力做功，下列關(guān)于機(jī)械能是否守恒的敘述，降落傘勻速下降，機(jī)械能減小，故A錯(cuò)誤。做變速直線運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)。械能可能守恒，比如自由落體運(yùn)動(dòng)，故B正確。機(jī)械能守恒的條件是只有重力或彈力做功，并非只受。能變化，重力勢(shì)能不變，機(jī)械能一定發(fā)生變化，C錯(cuò)。整個(gè)過(guò)程，對(duì)于兩球和輕桿組成的系統(tǒng)，只有重力
【正文】 是一段圓弧形軌道， BC是一段長(zhǎng)7m的水平軌道。一運(yùn)動(dòng)員從 AB軌道上的 P點(diǎn)以 6m/s的速度下滑，經(jīng) BC軌道后沖上 CD軌道，到 Q點(diǎn)時(shí)速度減為零。已知運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為 50kg，h=， H=，不計(jì)圓弧軌道上的摩擦。 (g取 10m/s2)求： (1)運(yùn)動(dòng)員第一次經(jīng)過(guò) B點(diǎn)、 C點(diǎn)時(shí)的速度各是多少？ (2)運(yùn)動(dòng)員與 BC軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)。 【 正確解答 】 以水平軌道為零勢(shì)能面。 (1)從 P點(diǎn)到 B點(diǎn)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有 解得 vB=8m/s 從 C點(diǎn)到 Q點(diǎn)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有 解得 vC=6m/s。 22PB11m v m gh m v22??2C1 m v m gH2 ?(2)從 B到 C由動(dòng)能定理， μmg lBC= 解得 μ= 。 答案： (1)8 m/s 6 m/s (2) 22CB11m v m v22?整體法與隔離法在系統(tǒng)機(jī)械能守恒中的應(yīng)用 【 案例體驗(yàn) 】 (2020 達(dá)州高一檢測(cè) )如圖所示， A物體 用板托著，位于離地 h=，輕質(zhì)細(xì)繩通過(guò)光滑定 滑輪與 A、 B相連，繩子處于繃直狀態(tài)，已知 A物體質(zhì)量 M=， B物體質(zhì)量 m=，現(xiàn)將板抽走， A將拉動(dòng) B 上升，設(shè) A與地面碰后不反彈， B上升過(guò)程中不會(huì)碰到定滑輪，問(wèn)： (1)A落地前瞬間的速度大小為多少？ (2)B物體在上升過(guò)程中離地的最大高度為多大？ 【 解析 】 (1)A落地時(shí)， A、 B系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量 ΔE p減 =Mghmgh， 系統(tǒng)動(dòng)能的增加量 ΔE k增 = (M+m)v2 根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒： Mghmgh= (M+m)v2 故 A落地時(shí)， A、 B物體的瞬時(shí)速度 v=2m/s 1212(2)A落地后， B物體上升過(guò)程機(jī)械能守恒，設(shè)上升 h′ 后速度變?yōu)榱?，取地面為參考平? 故 ： mgh+ mv2=mg(h+h′) 所以 h′= 故 B物體離地面的最大高度為 h+h′= 。 答案： (1)2m/s (2) m 12【 方法技巧 】 應(yīng)用整體法與隔離法分析機(jī)械能守恒定律類問(wèn)題的思路 (1)如果運(yùn)動(dòng)的物體僅為一個(gè)物體時(shí)，不存在整體法與隔離法的研究手段，只需要判斷是否只有重力做功。 (2)當(dāng)運(yùn)動(dòng)的是物體組成的系統(tǒng)時(shí)，有三種情況機(jī)械能整體守恒、隔離不守恒： ①一個(gè)光滑斜面放在一光滑水平面上，另一個(gè)物體從斜面上自由滑下時(shí)。將斜面與物體視為一個(gè)整體時(shí)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，如果單獨(dú)研究物體或者斜面時(shí)機(jī)械能是不守恒的。 ② 繩連接的兩個(gè)物體，跨過(guò)一個(gè)定滑輪，兩個(gè)物體在重力和繩中拉力作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，同樣有 “ 機(jī)械能整體守恒、隔離不守恒 ” 。 ③物體與彈簧組成的系統(tǒng)中同樣有 “ 機(jī)械能整體守恒、隔離不守恒 ” 。 【 補(bǔ)償訓(xùn)練 】 如圖所示，一固定的楔形木塊，其 斜面的傾角 θ =30176。 ，另一邊與地面垂直，頂上 有一定滑輪。一柔軟的細(xì)線跨過(guò)定滑輪，兩端分 別與物塊 A和 B連接， A的質(zhì)量為 4m， B的質(zhì)量為 m，開始時(shí)將 B按在地面上不動(dòng)，然后放開手，讓 A沿斜面下滑而 B上升。物塊 A與斜面間無(wú)摩擦。設(shè)當(dāng) A沿斜面下滑 s距離后，細(xì)線突然斷了。求物塊 B上升離地的最大高度 H。 【 解析 】 解法一：對(duì) A、 B物塊組成的系統(tǒng)，系統(tǒng)重力勢(shì)能減少量 ΔE p=4mgssinθ mgs， 動(dòng)能增加量 ΔE k= (4m+m)v2。 由機(jī)械能守恒定律： ΔE k=ΔE p，故 4mgssinθ mgs= (4m+m)v2 解得 細(xì)線斷后， B做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，取地面為參考平面，由機(jī)械能守恒定律： mgH=mgs+ mv2 所以 H=。 12122v gs5?12解法二：對(duì) A、 B物塊組成的系統(tǒng)，由動(dòng)能定理得： 4mgssinθ mgs= (4m+m)v2 解得 細(xì)線斷后，根據(jù)動(dòng)能定理： (mgHmgs)=0 mv2 解得 H=。 答案： 122v gs5?12
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