高一物理机械能守恒定律应用4

机械能守恒定律应用守恒条件系统内系统外“只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化”含义：1.从做功角度看：系统内只有重力、弹力做功；2.从能量角度看：系统内只有动能和势能的相互转化，无其它能量参与转化。同时与系统外无能量交换。必做1、判断下列各运动中机械能是否守恒(一切阻力不计)※抛出的手榴弹的运动（对）※细绳拴着小球在水平面内做匀速圆周运动（对）※手拉着一物体沿斜面匀速上滑（错）※套在光滑圆环上的小球在竖直面内做圆周运动（对）※起重机吊起一物体（错）※自由下落的小球压缩弹簧后又被弹回（对）※弹簧下吊一小球上下振动（对）※蹦极（对）※关闭了动力的过山车的运动（对）※物体沿光滑斜面向上加速运动（错）※在空气阻力不计的情况下，抛出后手榴弹在空中做抛体运动（对）※人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程（对）※跳伞运动员张开降落伞后匀速下落（错）必做2：如图所示，桌面高度为h，质量为m的小球，从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为零，小球落到地面前的瞬间的机械能应为A、mghB、mgHC、mg（H+h）D、mg（H-h）B比做3答案:15m/s必做4、如图长L=0.4m的细绳上端固定，下端系一个质量m=0.1kg的小球.将小/球拉起至细绳与竖直方向成60°角的位置，然后无初速释放.不计各处阻力，求小球通过最低点时，细绳对小球拉力多大？取g=10m/s2.答案：F拉=2N拓展：若小球摆到最低点时绳子断裂，小球水平飞出时的离地高度为H，则1.从飞出到落地的时间?2.小球落地时的速度多大？3.落地的速度方向？选做5：BD选作6：3mg知识回顾机械能守恒定律1.内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变2.守恒条件：①只有重力或系统内弹力做功②只有动能和势能之间的转化3.表达式：2211KPKPEEEE4.解题步骤：①确定研究对象，及其运动过程②分析：判断机械能是否守恒③确定参考平面，明确初、末机械能④由机械能守恒定律列方程，求解课前检测1.关于物体的机械能是否守恒的叙述，下列说法中正确的是（）A、做匀速直线运动的物体，机械能一定守恒B、做匀变速直线运动的物体，机械能一定守恒C、合外力对物体所做的功等于零时，机械能一定守恒D、若只有重力对物体做功，机械能一定守恒D剖析——守恒判断3．如下图所示，三面光滑的斜劈放在水平面上，物块由静止沿斜劈下滑，则（）A．物块动能增加，重力势能减少B．斜劈的动能为零C．物块的动能和重力势能总量不变D．系统的机械能总量不变课前训练2.在下列的物理过程中，机械能守恒的有（）A．把一个物体竖直向上匀速提升的过程B．物体沿斜面匀速下滑的过程C．汽车关闭油门后沿水平公路向前滑行的过程D．从高处竖直下落的物体落在竖立的轻弹簧上，压缩弹簧的过程，对弹簧、物体和地球这一系统ADD4.如图，小球在P点从静止开始下落，正好落在下端固定于桌面的轻弹簧上，把弹簧压缩后又被弹起，不计空气阻力，下列结论正确的是（）A．小球落到弹簧上后，立即做减速运动B．在题述过程中，小球、弹簧、地球组成的系统机械能守恒C．当弹簧对小球的弹力大小等于小球所受重力大小时，弹簧的形变量最大D．小球被弹簧弹起后，所能到达的最高点高于P点课前训练B概述一群有相互关联的个体组成的集合称为系统。在几个物体之间有能量转化的，则把它们全部合在一起作为一个系统，只要这个系统中的能量转化方式是动能与势能之间的转化，则系统机械能守恒。系统是由一个以上的部分组合而成的整体，这些部分都对这个整体的存在有其意义一、如何选取系统应用机械能守恒定律必须准确的选择系统.系统选择得当,机械能守恒；系统选择不得当,机械能不守恒。判断选定的研究系统是否机械能守恒，常用方法：１、做功的角度；２、能量的转化的角度。研究对象物体系统21v1v2弹簧与小球组成的系统机械能守恒光滑曲面小球与地球组成的系统系统机械能守恒研究对象：表达式：系统（1）系统初状态的总机械能等于末状态的总机械能.（2）物体（或系统）减少的势能等于物体（或系统）增加的动能（3）系统内A减少的机械能等于B增加的机械能2211221122mghmvmghmvPKEEABEE注意零势面转化角度转移角度守恒角度典例剖析——系统守恒例题1.如图，质量为m的木块放在光滑的水平桌面上，用轻绳绕过桌边光滑的定滑轮与质量为2m的砝码相连，让绳拉直后使砝码从静止开始下降h的距离时砝码未落地，木块仍在桌面上，这时砝码的速率为多少？解析：对木块和砝码组成的系统内只有重力势能和动能的转化，故机械能守恒，以砝码末位置所在平面为参考平面，由机械能守恒定律得：2211KPKPEEEE0HmgH2mghmgH21(2)2mmv练习：一根细绳绕过光滑的定滑轮，两端分别系住质量为M和m的长方形物块，且Mm,开始时用手握住M，使系统处于如图示状态。求（1）当M由静止释放下落h高时的速度（2）如果M下降h刚好触地，那么m上升的总高度是多少？Mm解：（1）对于M、m构成的系统，只有重力做功，由机械能守恒有：m上升的总高度：解得：（2）M触地，m做竖直上抛运动，机械能守恒：v=√2(M−m)ghM+m12Mgh−mgh=（M+m）v2mgh´=12mv2∴H=h+h´=2MhM+m例2、长为L质量分布均匀的绳子,对称地悬挂在轻小的定滑轮上,如图所示.轻轻地推动一下,让绳子滑下,那么当绳子离开滑轮的瞬间,求绳子的速度？解：由机械能守恒定律得：v∴v=√gL2L2（绳子减少的势能=绳子增加的动能）=·mg·mv212L212例3：如图所示，一粗细均匀的U形管内装有同种液体竖直放置，右管口用盖板A密闭一部分气体，左管口开口，两液面高度差为h，U形管中液柱总长为4h，现拿去盖板，液柱开始流动，当两侧液面恰好相齐时，右侧液面下降的速度大小为多少？Ah解：根据机械能守恒定律得:设液体密度为ρ有:所以:12mg·h/2=Mv2v=√gh8h2m=S·ρM=4hS·ρ课后训练