高中物理 第七章 機械能守恒定律 專題課多體機械能守恒問題優(yōu)質(zhì)課件 新人教版必修2

1、1專題課：多體機械能守恒問題21能分析涉及彈簧的機械能守恒問題2能分析用輕繩關(guān)聯(lián)的物體系統(tǒng)機械能守恒問題和用輕桿關(guān)聯(lián)的物體系統(tǒng)機械能守恒問題. 教學(xué)目標3【重點】能分析涉及彈簧的機械能守恒問題 【難點】用輕繩關(guān)聯(lián)的物體系統(tǒng)機械能守恒問題和用輕桿關(guān)聯(lián)的物體系統(tǒng)機械能守恒問題重點難點4本節(jié)課為機械能守恒定律的進一步應(yīng)用求解系統(tǒng)機械能守恒問題，主要涉及：1.涉及彈簧的機械能守恒問題；2.用輕繩關(guān)聯(lián)的物體系統(tǒng)機械能守恒問題和用輕桿關(guān)聯(lián)的物體系統(tǒng)機械能守恒問題所以本節(jié)課的教學(xué)首先需要復(fù)習(xí)彈簧的能量特征和關(guān)聯(lián)速度的規(guī)律，然后結(jié)合機械能守恒定律解決對應(yīng)問題.教學(xué)建議5【導(dǎo)入一】我們高中階段常見物體組的連接形

2、式主要有以下幾種：1.直接接觸；2.用線連接；3.用桿連接；4.用彈簧連接這節(jié)課我們研究系統(tǒng)的機械能守恒問題首先，我們探討系統(tǒng)機械能守恒的判定【導(dǎo)入二】上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了機械能守恒定律及其基本應(yīng)用，涉及的研究對象為單個物體，這節(jié)課我們側(cè)重于系統(tǒng)的機械能守恒問題 新課導(dǎo)入6例1 (多選)如圖Z41所示，下列關(guān)于系統(tǒng)機械能是否守恒的判斷，正確的是()A甲圖中，物體A將彈簧壓縮的過程中，物體A和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)機械能守恒B乙圖中，A放在光滑水平面上，物體B沿A的光滑斜面下滑，物體A、B構(gòu)成的系統(tǒng)機械能守恒C丙圖中，存在空氣阻力條件下，A加速下落、B加速上升時，物體A、B構(gòu)成的系統(tǒng)機械能守恒D丁圖中，小球

3、沿水平面做勻速圓錐擺運動時，小球和地球構(gòu)成的系統(tǒng)的機械能守恒學(xué)習(xí)互動多體機械能守恒的判定考點一圖Z417學(xué)習(xí)互動答案 ABD解析 甲圖中對物體A和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)而言，只有重力做功，彈簧彈力為內(nèi)力，物體A和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)機械能守恒，選項A正確；乙圖中，對物體A、B構(gòu)成的系統(tǒng)而言，只有重力對該系統(tǒng)做功，物體A、B構(gòu)成的系統(tǒng)機械能守恒，選項B正確；丙圖中，由于存在空氣阻力做負功，所以物體A、B構(gòu)成的系統(tǒng)機械能不守恒，選項C錯誤；丁圖中動能不變，勢能不變，小球和地球構(gòu)成的系統(tǒng)的機械能守恒，選項D正確8學(xué)習(xí)互動答題要點 判斷系統(tǒng)機械能是否守恒，可從以下兩個角度考慮：(1)從能量轉(zhuǎn)化的角度看，系統(tǒng)內(nèi)只有動

4、能和勢能相互轉(zhuǎn)化，無其他形式能量(如內(nèi)能)之間的轉(zhuǎn)化(2)從做功的角度看，只有重力和系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功，包括以下三種情況： 物體只受重力或彈力作用除重力和彈力外，雖受其他力，但其他力不做功如圖所示，如不計空氣阻力，小球在擺動過程中細線的拉力不做功，只有重力做功，小球的機械能守恒除重力和彈力外，其他力做功的代數(shù)和為零9學(xué)習(xí)互動用線關(guān)聯(lián)的多體機械能守恒問題考點二例2 如圖Z42所示，一輕繩一端跨過無摩擦的小定滑輪O與小球B連接，另一端與套在光滑豎直桿上的小物塊A連接，小球B與物塊A質(zhì)量相等，桿兩端固定且足夠長現(xiàn)將物塊A從與O等高位置由靜止釋放，物塊A下落到輕繩與桿的夾角為時的速度大小為vA，小球B的

5、速度大小為vB，則下列說法中正確的是()AvAvBBvBvAsin C小球B增加的重力勢能等于物塊A減少的重力勢能D小球B增加的機械能等于物塊A減少的機械能圖Z4210學(xué)習(xí)互動解析 由于A、B沿繩方向的速度相等，故vAcos vB，選項A、B均錯誤；兩者速度不相等，A下降的高度不等于B上升的高度，故小球B增加的重力勢能不等于物塊A減少的重力勢能，選項C錯誤；對A、B組成的系統(tǒng)，繩子拉力所做的總功為0，系統(tǒng)中只有物塊和小球的重力做功，選項D正確答案 D11學(xué)習(xí)互動答題要點 本題為用線關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)機械能守恒問題，解答此類問題要注意以下三點：(1)通過沿繩子方向速度相等建立起相關(guān)聯(lián)物體的速度大小關(guān)系；

6、(2)明確系統(tǒng)，并判定系統(tǒng)機械能是否守恒；(3)根據(jù)系統(tǒng)始、末狀態(tài)情況合理選擇機械能守恒定律表述方式機械能守恒定律的表述方式如下：E1E2或Ek1Ep1Ek2Ep2(任意時刻、任意位置的機械能總量相等)；EkEp或|Ek|Ep|在一段時間內(nèi)動能(或勢能)的增加量等于勢能(或動能)的減少量；E AE B或|EA|E B|(如果系統(tǒng)內(nèi)只有兩個物體發(fā)生機械能的轉(zhuǎn)化，那么A物體機械能的增加量等于B物體機械能的減少量)12例3 如圖Z43所示，輕桿一端安裝在水平軸O上，桿的中央和另一端分別固定質(zhì)量均為m的小球A和B(可以當(dāng)作質(zhì)點)，桿長為l，將輕桿從水平位置由靜止釋放，不計空氣阻力，重力加速度為g.當(dāng)輕

7、桿通過豎直位置時，小球A、B的速度各為多大？學(xué)習(xí)互動用桿關(guān)聯(lián)的多體機械能守恒問題考點三圖Z4313學(xué)習(xí)互動答題要點 本題為用桿關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)機械能守恒問題，題中A球和B球單獨隨輕桿在空間轉(zhuǎn)動時它們運動的快慢程度與用桿關(guān)聯(lián)時是不同的，即A、B球和輕桿一起轉(zhuǎn)動的過程中，輕桿對A、B球做功，因此兩球機械能均不守恒，但以A、B(包括輕桿)作為一個系統(tǒng)，只有小球的重力做功，系統(tǒng)機械能守恒14自我檢測1(多體機械能守恒的判定)(多選)如圖Z44所示，小物體從某一高度自由下落，落到豎直固定在地面上的輕彈簧上，在A點物體開始與彈簧接觸，到B點物體的速度為零，然后被彈回下列說法中正確的是()A物體經(jīng)過A點時速度最大

8、B物體從A下落到B的過程中，物體的機械能守恒 C物體從A下落到B以及從B上升到A的過程中，動能都是先變大后變小D物體從A下落到B的過程中機械能不守恒圖Z4415自我檢測答案 CD解析 對物體經(jīng)過A點時進行受力分析知，此時物體只受重力，故此時加速度方向與速度方向相同，所以物體經(jīng)過A點繼續(xù)加速，選項A錯誤；物體從A下落到B的過程中，由于要克服彈簧彈力做功，物體機械能不守恒，選項B錯誤，D正確；在A、B之間某位置滿足kxmg，此時加速度為0，所以物體從A下落到B以及從B上升到A的過程中，動能都是先變大后變小，選項C正確16自我檢測2(用線關(guān)聯(lián)的多體機械能守恒問題)(多選)如圖Z45所示，輕繩跨過定滑輪懸掛質(zhì)量分別為m1、m2的甲、乙兩個物體，滑輪的質(zhì)量及摩擦不計，空氣阻力不計由于m1m2，兩物體從靜止開始運動，則()A甲、乙各自的機械能分別守恒B乙減少的機械能等于甲增加的機械能C乙減少的重力勢能等于甲增加的重力勢能D甲、乙組成的系統(tǒng)機械能守恒答案 BD解析 對于甲物體，繩子的拉力做正功，機械能增加，對于乙物體，繩子的拉力做負功，機械能減少，所以A錯誤若以甲、乙構(gòu)成的系統(tǒng)為研究對象，繩子拉力所做的總功為零，故系統(tǒng)的機械能守恒，乙減少的機械能等于甲增加的機械能，B、D正確，C錯誤