機(jī)械能守恒定律__講義

1、國(guó)學(xué)堂教育學(xué)科教師輔導(dǎo)講義教師： 學(xué)牛：時(shí)間：年月fi段課題機(jī)械能守恒定律教學(xué)目標(biāo)1、知道什么是機(jī)械能，知道物體的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化。2、理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容。3、在具體問(wèn)題中，能判定機(jī)械能是否守恒，并能列出機(jī)械能守恒的方程式重點(diǎn)、難點(diǎn)機(jī)械能是否守恒的判斷和靈活應(yīng)用考點(diǎn)及考試要求能夠判斷問(wèn)題的機(jī)械能是否守恒，利用機(jī)械能守恒解決實(shí)際問(wèn)題教學(xué)內(nèi)容機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律及其條件1、在只有重力和彈簧的彈力做功的情況下，物體的動(dòng)能和勢(shì)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保 持不變.2、對(duì)機(jī)械能守恒定律的理解：(1) 系統(tǒng)在初狀態(tài)的總機(jī)械能等于末狀態(tài)的總機(jī)械能.即 e二 e2 或 l/2mvj2

2、+ mghj= l/2mv22 + mgh2(2) 物體(或系統(tǒng))減少的勢(shì)能等于物體(或系統(tǒng))增加的動(dòng)能，反之亦然。即- ep 二 ek(3) 若系統(tǒng)內(nèi)只有a、b兩個(gè)物體，則a減少的機(jī)械能ea等于b增加的機(jī)械能 e b即- ea 二 aeb3、機(jī)械能守恒定律解題步驟應(yīng)用機(jī)械能守恒解題吋，相互作用的物體間的力可以是變力，也可以是恒力，只耍符合守恒 定律，機(jī)械能就守恒，而h機(jī)械能守恒定律，只涉及物體系初、末狀態(tài)的物理量，而不需分析中間 過(guò)程的復(fù)朵變化，使物理問(wèn)題得到簡(jiǎn)化。應(yīng)用的基木思路如下：1.選取研究對(duì)象��物體系或物體；2根據(jù)研究對(duì)象所經(jīng)歷的物理過(guò)程，進(jìn)行受力、做功

3、分析，判斷機(jī)械能是否守恒；3恰當(dāng)?shù)倪x取參考面，確定研究對(duì)象在過(guò)程的初、末態(tài)時(shí)的機(jī)械能；4. 用機(jī)械能守恒定律建立方程，求解并驗(yàn)證結(jié)果。典例分析例1質(zhì)量為m的小球從離心軌道上出靜止開(kāi)始無(wú)摩擦滑下后進(jìn)入豎直面內(nèi)的圓形軌道，圓形軌道的 半徑為r,求：(1)耍使小球能達(dá)到i員i形軌道的最高點(diǎn)，h至少應(yīng)為多大？ (2)當(dāng)h二4r時(shí)，小球 運(yùn)動(dòng)到圓環(huán)的最高點(diǎn)速度是多大？此時(shí)圓環(huán)對(duì)小球的壓力為多少？下q例2根內(nèi)壁光滑的細(xì)圓管，形狀如下圖所示，放在豎直平而內(nèi)一個(gè)小球自a口的正上方高h(yuǎn)處自 由落下，笫一次小球恰能抵達(dá)b點(diǎn)；第二次落入a 口后，自b 口射出，恰能再進(jìn)入a 口，則兩次小球卜落的高度z比hi： h2=

4、例3:如圖示，長(zhǎng)為l的輕質(zhì)碩棒的底端和屮點(diǎn)各同定一個(gè)質(zhì)量為m的小球，為使輕質(zhì)碩棒能繞轉(zhuǎn) 軸0轉(zhuǎn)到最高點(diǎn)，則底端小球在如圖示位置應(yīng)具有的最小速度v二 o例4：如圖所示，一固定的楔形木塊，其斜面的傾角0二30。，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連結(jié)，a的質(zhì)量為4m, b的質(zhì)量為m,開(kāi)始 時(shí)將b按在地面上不動(dòng)，然后放開(kāi)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.課時(shí)達(dá)標(biāo)1、一個(gè)人站在陽(yáng)臺(tái)上，以相同的速率v分別把三個(gè)球豎直向上拋出、豎直向卜拋出、水平拋出，不計(jì)空氣阻力，則三球落

5、地時(shí)的速率（）a、上拋球最大b、下拋球最大 c、平拋球最大 d、三球一樣大2、如圖-1,小球口 a點(diǎn)由靜止口由下落，到b點(diǎn)時(shí)與彈簧接觸，到c點(diǎn)時(shí)彈簧被壓縮到最短，若不計(jì)彈簧質(zhì)量和空氣阻力，在小球由a->b->c的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中（）a、物體從a下降到b的過(guò)程中，動(dòng)能不斷變小b、物體從b上升到a的過(guò)程中，動(dòng)能先增大后減小圖-1c、物體由a下降到b的過(guò)程中，彈簧的彈性勢(shì)能不斷增大d、物體由b上升到a的過(guò)程中，彈簧所減少的彈性勢(shì)能等于物體所增加的 動(dòng)能與增加的重力勢(shì)能之和3、長(zhǎng)為l質(zhì)量分布均勻的繩子，對(duì)稱(chēng)地懸掛在輕小的定滑輪上，如圖所示.輕輕地推動(dòng)一下，讓繩子滑下，那么當(dāng)繩子離開(kāi)滑輪的瞬間，繩

6、子的速度 為4、將質(zhì)量為m和3m的兩小球a和b分別拴在一根細(xì)繩的兩端，繩長(zhǎng)為l, 開(kāi)始時(shí)b球靜置于光滑的水平桌面上，a球剛好跨過(guò)桌邊且線已張緊，如圖所示.當(dāng)a球下落時(shí)拉著b球沿桌面滑動(dòng)，桌面的高為h,且h<l.若a球著地后停止不動(dòng)，求：圖（1）b球剛滑出桌而時(shí)的速度大小.（2） b球和a球著地點(diǎn)z間的距離./課時(shí)作業(yè)1. 在下列物理過(guò)程中，機(jī)械能守恒的有（）a. 把一個(gè)物體豎直向上勻速提升的過(guò)程b.人造衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運(yùn)行的過(guò)程c.汽車(chē)關(guān)閉油門(mén)后沿水平公路向前滑行的過(guò)程d.從高處豎肓下落的物體落在豎肓的彈簧上，壓縮彈簧的過(guò)程，對(duì)彈簧，物體和地球這一系統(tǒng)。2. 如圖2-8-5從離地高為

7、h的陽(yáng)臺(tái)上以速度v豎直向上拋出質(zhì)量為m的物體，它上升h后 又返回下落，最后落在地而上，則下列說(shuō)法中正確的是（不計(jì)空氣阻力，以地而為參考而） （ ）a. 物體在最高點(diǎn)時(shí)機(jī)械能為mg（h+h）;b. 物體落地吋的機(jī)械能為mg（h+h） + mv2/2c. 物體落地時(shí)的機(jī)械能為mghimv2/2d. 物體在落回過(guò)程中，經(jīng)過(guò)陽(yáng)臺(tái)時(shí)的機(jī)械能為mgh+mv1 /23. 在離地高為h處以初速度v°豎肓向下拋一個(gè)小球，若與地球碰撞的過(guò)程屮無(wú)機(jī)械能損失,那么此球冋跳的高度為b.c.d、2v04. 如圖2-8-6所示,質(zhì)量為hi和3m的小球a和b,系在長(zhǎng)為l的細(xì)線兩端，桌面水平光滑，高人l bh（h&l

8、t;l）,a球無(wú)初速度從桌邊滑下，落在沙地上靜1上不動(dòng)，貝叱球離開(kāi)桌邊的速度為（）ha. j3g/?/2b. y2gh2-8-6d. y/gh/65. 如圖2-8-7所示,一斜面放在光滑的水平面上，一個(gè)小物體從斜面頂端無(wú)摩擦的口由 滑下，則在下滑的過(guò)程中下列結(jié)論正確的是（）a. 斜面對(duì)小物體的彈力做的功為零b. 小物體的重力勢(shì)能完全轉(zhuǎn)化為小物體的動(dòng)能c. 小物體的機(jī)械能守恒d. 小物體，斜而和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒6. 如圖2-8-8所示，一滑塊從半圓形光滑軌道上端由靜止開(kāi)始滑下, 能人小和對(duì)軌道最低點(diǎn)的壓力，下列結(jié)論正確的是（）a. 軌道半徑越大，滑塊動(dòng)能越大，對(duì)軌道的壓力越大b. 軌道半

9、徑越大，滑塊動(dòng)能越大，對(duì)軌道的壓力與半徑無(wú)關(guān)c. 軌道半徑越大，滑塊動(dòng)能越大，對(duì)軌道的壓力越小d. 軌道半徑變化時(shí)，滑塊動(dòng)能、對(duì)軌道的正壓力都不變7. 水平拋出的一個(gè)物體，物體落地時(shí)速度的方向與水平方向的夾角為（），取地面為零勢(shì)能面，則物體剛被拋出時(shí), 其重力勢(shì)能和動(dòng)能z比為（）z fi ia tan 6 b . cot b c . cot2 0 d. tan* 90 .°&如圖2&9所示，將小球拉緊，懸線在水平位置無(wú)初速釋放，當(dāng)小球達(dá)到最低點(diǎn)時(shí)，細(xì)線p 被與懸點(diǎn)在同一豎直線上的小釘p擋住，則在懸線被釘子擋住的前后瞬間比較（）亠a.小球的機(jī)械能減少b.小球的動(dòng)能減小j

10、 2-8-9c.懸線上的張力變小d.小球的向心加速度變?nèi)?.如圖2-8-10所示長(zhǎng)度相等的三根輕質(zhì)竿構(gòu)成一個(gè)正三角形支架，在a處固定一質(zhì)量為2ni的小球,b處同定一質(zhì)量為hi的小球,支架懸掛于0點(diǎn)，可饒0點(diǎn)并與支架所在平而相垂直的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，開(kāi)始時(shí)0b與地 而相垂直，放手后開(kāi)始運(yùn)動(dòng),不計(jì)任何阻力，下列說(shuō)法正確的是（）a、a球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)速度為零a球機(jī)械能減少量等于b球機(jī)械能增加量c、b球向左擺動(dòng)所達(dá)到的最高點(diǎn)位證應(yīng)高于a球開(kāi)始時(shí)的高度d、當(dāng)支架從左向右回?cái)[時(shí),a球一定能回到原來(lái)的高度10.如圖2-8-11所示，傾斜軌道ac與有缺口的圓軌道bcd相切于c,圓軌道半徑 為r,兩軌道在同一豎肓平內(nèi)，d是圓軌道的最高點(diǎn)，缺口 db所對(duì)的圓心角為90°, 把一個(gè)小球從斜軌道上某處山靜止釋放，它下滑到c點(diǎn)后便進(jìn)入圓軌道，要想使它 上升到d點(diǎn)后再落到b點(diǎn)，不計(jì)摩擦，則下列說(shuō)法確的是（）a.釋放點(diǎn)須與d點(diǎn)等高b.釋放點(diǎn)須比d點(diǎn)高r/4c.釋放點(diǎn)須比d點(diǎn)高r/2d.使小球經(jīng)d點(diǎn)后再落到1點(diǎn)是不可能的11. 氣球以10m/s的速度勻速上升，當(dāng)它上升到離地15米高處，從氣球上掉下一個(gè)物體，不計(jì)空氣阻力則物體落地時(shí)的速度為o12. 一根長(zhǎng)為0的均勻繩索一部分放在光滑水平面上，長(zhǎng)為八的另一部分自然垂在桌而下，如圖2