当前位置:首页 >> 理化生 >>

2015-2016高中物理 第七章 第八节 机械能守恒定律课件 新人教版必修2


第七章

机械能守恒定律

第八节 机械能守恒定律

问题一 如何理解机械能守恒条件? 1.守恒条件的几层含义. (1)物体只受重力,只发生动能和重力势能的相互转化,如自由 落体运动、抛体运动等. (2)只有弹力做功,只发生动能和弹性势能的相互转化.如在光 滑水平面上运动的物体碰到一个弹簧,和弹簧相互作用的过程中,对

物体和弹簧组成的系统来说,机械能守恒.

(3)物体既受重力,又受弹力,重力和弹力都做功,发生动能、 弹性势能、重力势能的相互转化.如自由下落的物体落到竖直的弹簧 上和弹簧相互作用的过程中,对物体和弹簧组成的系统来说,机械能 守恒. 2.判断系统的机械能是否守恒,通常可采用下列三种不同的方 法: (1)做功条件分析法. 若物体系统内只有重力和弹力做功,其他力均不做功,则系统的 机械能守恒.

(2)能量转化分析法. 若只有系统内物体间动能和重力势能及弹性势能的相互转化, 系 统跟外界没有发生机械能传递,机械能也没有转变成其他形式的能 (如没有内能增加),则系统的机械能守恒. (3)增减情况分析法. 若系统的动能与势能均增加或均减少,则系统的机械能不守恒; 若系统的动能(或势能)不变,而势能(或动能)却发生了变化,则系统 的机械能也不守恒.

名师点睛:从能量特点看:只有系统内动能和势能相互转化,无 其他形式能量(如内能)之间转化, 则系统机械能守恒. 从做功特点看: 只有重力和系统内的弹力做功.
?尝试应用 1.下列说法正确的是(D) A.机械能守恒时,物体一定不受阻力 B.机械能守恒时,物体一定只受重力和弹力作用 C.物体处于平衡状态时,机械能必然守恒 D.物体所受的外力不等于零,其机械能也可以守恒

问题二 怎样应用机械能守恒定律? 1.机械能守恒定律不同的表达形式和用法. (1)Ek+Ep=Ek′+Ep′,这是从能量守恒的角度来表达,表示 系统初状态机械能的总和与末状态机械能的总和相等. 运用这种表达 式时,应选好重力势能的零势能面,且初、末状态必须用同一零势能 面计算势能.

(2)Δ Ek=Δ Ep,这是从能量转化的角度来表达,表示系统(或物 体)机械能守恒时,系统减少(或增加)的重力势能等于系统增加(或减 少)的动能.应用时,关键在于分清重力势能的增加量或减少量,可 不用选零势能面而直接计算初、末状态的势能差. (3)Δ EA 增=Δ EB 减,这是从能量转移的角度来表达,表示若系统 由 A、B 两部分组成,则 A 部分机械能的增加量与 B 部分机械能的 减少量相等,关键在于 A、B 两部分机械能的改变量.

2.应用机械能守恒定律解题的一般步骤. (1)确定研究对象,就是要明确一下哪几个物体组成的系统为研 究对象. (2)正确分析研究对象内各物体所受的力.分析时应注意:重力、 弹力、摩擦力都是成对出现的,分清哪几个力是内力,哪几个力是外 力. (3)分析各力做功情况,明确守恒条件 (4)选择零势能面,确定初、末状态的机械能(初、末状态必须用 同一零势能面计算势能). (5)按机械能守恒定律列出方程并求解.

3.机械能守恒定律与动能定理的对比.

名师点睛: 机械能守恒着眼于系统初、 末状态的机械能的表达式, 动能定理着眼于初、末状态的动能的变化及整个过程中合外力做的 功.

?尝试应用 2.如图所示,地面上竖直放一根轻弹簧,其下端和地面连接, 一物体从弹簧正上方距弹簧一定高处自由下落,则(C) A.物体和弹簧接触时,物体的动能最大 B.与弹簧接触的整个过程,物体的动能和弹簧弹性势能的和不 断增加

C.与弹簧接触的整个过程,物体的动能与弹簧弹性势能的和先 增加后减小 D.物体在反弹阶段,动能一直增加,直到物体脱离弹簧为止

机械能守恒的条件 (多选)下列运动中能满足机械能守恒的是 (所有情况均不考虑 空气阻力)( )

A.手榴弹从手中抛出后的运动 B.子弹射穿木块 C.细绳一端固定,另一端拴着一个小球,使小球在光滑水平面 上做匀速圆周运动 D.吊车将货物匀速吊起

解析:手榴弹从手中抛出后,在不计空气阻力的情况下,只有重 力做功,没有其他力做功,机械能守恒,A 正确;子弹穿过木块的过 程中,子弹受到木块施加的摩擦力的作用,摩擦力对子弹做负功,子 弹的动能一部分转化为内能,机械能不守恒,B 不正确;小球在光滑 的水平面上做匀速圆周运动,受到重力、水平面对小球的支持力、细 绳对小球的拉力作用,这些力皆与小球的运动方向垂直,不做功,所 以小球在运动过程中无能量转化,保持原有的动能不变,即机械能守 恒,C 正确;吊车将货物匀速吊起的过程中,货物受到与其重力大小 相等、方向相反的拉力作用,上升过程中除重力做功外还有拉力对物 体做正功,货物的机械能增加,故机械能不守恒,D 不正确. 答案:AC

名师归纳:机械能守恒的条件绝不是合力做的功等于零,更不是 合力为零, 而是只有重力或系统内的弹力做功; 判断机械能是否守恒, 要根据不同情景恰当地选取判断方法.

?变式应用 1.关于机械能守恒定律的适用条件,下列说法正确的是(C) A.只有重力和弹力作用时,机械能才守恒 B.当有重力或系统内弹力以外其他外力作用时,只要合外力为 零,机械能守恒 C.当有重力或系统内弹力以外其他外力作用时,只要其他外力 不做功,机械能守恒 D.炮弹在空中飞行不计阻力时,仅受重力作用,所以爆炸前后 机械能守恒

单个物体的机械能守恒 如图所示,在水平台面上的 A 点,一个质量为 m 的物体以初 速度 v0 被抛出,不计空气阻力,求它到达 B 点时速度的大小.

解析:本题可用多种方法求解,但利用机械能守恒比较简单. 物体抛出后运动过程中只受重力作用,机械能守恒,若选地面为 参考面,则 1 2 1 2 mgH+ mv0=mg(H-h)+ mvB, 2 2 解得 vB= v2 0+2gh. 1 2 1 2 若选桌面为参考面,则 mv0=-mgh+ mvB, 2 2 解得 vB= v2 0+2gh.

若使用机械能守恒定律的另一种形式: 重力势能的减少量等于动 1 2 1 2 能的增加量,则不需要选取参考面,有 mgh= mvB- mv0, 2 2 所以 vB= v2 0+2gh. 答案: v2 0+2gh

名师归纳:在利用机械能守恒定律表达式 E1=E2 解题时,由于 重力势能的相对性,必须先选取参考平面,方可解题.

?变式应用 2.长为 L 的均匀链条,放在光滑的水平桌面上,且使其长度为 l 垂在桌边,如右图所示.松手后链条从静止开始沿桌边下滑,则链 4 条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为多大?

解析:设整根链条质量为 m,取水平桌面为参考平面,由机械 能守恒定律得 mg L 1 2 L - · = mv -mg , 4 8 2 2 15gL 解得 v= . 4 15gL 答案: 4

系统的机械能守恒 如图所示, 跨过同一高度处的光滑轻小定滑轮的细线连接着质 量相同的物体 A 和 B,A 套在光滑水平杆上,定滑轮离水平杆的高 度 h=0.2 m,开始时让连接 A 的细线与水平杆的夹角 θ=53°.由静 止释放 A, 在以后的运动过程中, A 所能获得的最大速度为多少(sin 53 °=0.8,cos 53°=0.6,g 取 10 m/s2,且 B 不会与水平杆相碰)?

解析:物体 A 受到细线的拉力方向一直在变化,所以物体 A 受 到的力是变力,很难用牛顿运动定律和运动学公式求解.但由于物体 A 和 B 以及地球组成的系统内只有重力做功,所以系统的机械能守 恒.在物体 A 被拉至左侧定滑轮的正下方之前,细线的拉力使其加 速;在物体 A 被拉至左侧定滑轮的正下方之后,细线的拉力使其减 速.可见,物体 A 被拉至左侧定滑轮的正下方时,其速度最大.

物体 A 被拉至左侧定滑轮的正下方时获得最大速度, 此时物体 B 的瞬时速度为 0.以物体 A 所在水平面为参考平面,在从物体 A 刚被 释放到物体 A 运动至左侧定滑轮正下方的过程中,对系统应用机械
? h ? 1 2 能守恒定律,有 mv =mg?sin θ-h?. 2 ? ?

解得 A 所能获得的最大速度为 v= =
? h ? 2g?sin θ-h? ? ? ? 0.2 ? 2×10×?sin 53°-0.2? m/s ? ?

=1 m/s. 答案:1 m/s

名师归纳:对于相互作用的物体,在进行能量转化时,单独一个 物体机械能一般不守恒,但系统机械能守恒,可利用机械能守恒定律 对系统列方程求解相关量.

?变式应用 3.质量分别为 m 和 M(其中 M=2m)的两个小球 P 和 Q,中间 用轻质杆固定连接, 在杆的中点 O 处有一个固定转轴, 如图所示. 现 在把杆置于水平位置后自由释放,在 Q 球顺时针摆动到最低位置的 过程中,下列有关能量的说法正确的是(C)

A.Q 球的重力势能减少、动能增加,Q 球和地球组成的系统机 械能守恒 B.P 球的重力势能、动能都增加,P 球和地球组成的系统机械 能守恒 C.P 球、Q 球和地球组成的系统机械能守恒 D.P 球、Q 球和地球组成的系统机械能不守恒


相关文章:
2015-2016学年高中物理 第七章 机械能守恒定律综合微评...
2015-2016 学年高中物理 第七章 机械能守恒定律综合微评 新人教 版必修 2 (时间 90 分钟,满分 100 分) 第Ⅰ卷(选择题 共 48 分) 一、选择题(本大题共...
...2015-2016学年高中物理第7章第八节机械能守恒定律学...
【金版学案】2015-2016学年高中物理第7章第八节机械能守恒定律学案新人教版必修2_高一理化生_理化生_高中教育_教育专区。第七章 第八节 机械能守恒定律 机械能...
...2016学年高中物理 第7章 第八节 机械能守恒定律学案...
【金版学案】2015-2016学年高中物理 第7章 第八节 机械能守恒定律学案 新人教版必修2_理化生_高中教育_教育专区。第七章 第八节 机械能守恒定律 机械能守恒...
(新课标)高中物理 第七章 第八节 机械能守恒定律教案 ...
(新课标)高中物理 第七章 第八节 机械能守恒定律教案 新人教版必修2_理化生_高中教育_教育专区。第八节 机械能守恒定律 教学目标: (一)知识与技能 1、知道...
【金版学案】2015-2016学年高中物理第7章机械能守恒定...
【金版学案】2015-2016学年高中物理第7章机械能守恒定律单元质量评估卷新人教版必修2_高一理化生_理化生_高中教育_教育专区。第七章 机械能守恒定律 (考试时间:...
...2015学年高中物理 第七章 第8节 机械能守恒定律课时...
【步步高 学案导学设计】2014-2015学年高中物理 第七章 第8节 机械能守恒定律课时作业 新人教版必修2_高三理化生_理化生_高中教育_教育专区。第八节 机械能守恒...
2015-2016高中物理 7.8《机械能守恒定律》课时作业 新...
2015-2016高中物理 7.8《机械能守恒定律》课时作业 新人教版必修2_理化生_高中教育_教育专区。《机械能守恒定律》基础达标 1.如图所示的四个图中,木块均在固定...
...2015-2016学年高中物理 第7章 机械能守恒定律综合测...
【课堂新坐标】(新课标)2015-2016学年高中物理 第7章 机械能守恒定律综合测评 新人教版必修2_理化生_高中教育_教育专区。第七章 机械能守恒定律 (时间:60 ...
...2015-2016学年高中物理 第7章 机械能守恒定律单元综...
【状元之路】2015-2016学年高中物理 第7章 机械能守恒定律单元综合测评 新人教版必修2_理化生_高中教育_教育专区。机械能守恒定律 (时间:90 分钟 满分:100 分)...
【金版学案】2015-2016学年高中物理第7章机械能守恒定...
【金版学案】2015-2016学年高中物理第7章机械能守恒定律章末总结学案新人教版必修2_高一理化生_理化生_高中教育_教育专区。机械能守恒定律 2 规律方法总结 机械...
更多相关标签:
第七章机械能守恒定律 | 动量守恒定律 | 能量守恒定律 | 机械能守恒定律 | 质量守恒定律 | 动量守恒定律典型例题 | 角动量守恒定律 | 守恒定律 |