高一物理机械能守恒定律应用(公开课-课件)

欢迎各位老师莅临指导第七章机械能七、机械能守恒定律的应用高中物理复习课主讲:三十五中薛敦明高考回顾:2002年第16题、第30题2003年第30题2005年第24题1、机械能守恒定律的表述是什么？在只有重力（弹力）做功的情况下，物体的动能和重力（弹性）势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。2、机械能守恒的条件是什么？a.只有重力或只有弹力做功。b.虽有重力与弹力以外的力，但其它力做功为0。例1.下列物体中，机械能守恒的是：A做平抛运动的物体B被匀速吊起的物体C光滑曲面上自由运动的物体D物体以2g的加速度竖直向上做匀减速运动（AC）练习：小球自A点静止自由下落，到B点时与弹簧接触，到C点时弹簧被压缩到最短，若不计弹簧的质量和空气阻力，在小球由A→B→C的运动过程中A小球和弹簧总机械能守恒B小球的重力势能随时间均匀减小C小球在B点时动能最大D到C点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量（AD）ABC例题2、一个物体从光滑斜面顶端由静止开始滑下，斜面高1米，长2米。不计空气阻力，物体滑到斜面底端的速度是多大？解法二：物体下滑过程的受力分析如图所示，初位置:E1=Ek1+Ep1=0+mgh末位置:E2=Ek2+Ep2=0212mv即：mgh=221mvm/s=4.4m/s1*8.9*22ghv根据机械能守恒定律E1=E2得：取斜面底端水平面为零势能面。支持力不做功，只有重力做功，故机械能守恒。ABhGN初位置末位置解法一:取下滑的物体为研究对象，其受力如图所示，把重力分解为G1=Gsinθ,G2=Gcosθ根据牛顿第二定律F=ma得a=F/m=G1/m=gsinθ……(1)根据匀变速运动的速度位移公式asvvt2202得……(2)asvt22Sinθ=h/s……(3)解(1)(2)(3)得V=4.4m/sG1G2例2变式、一个物体从光滑曲面顶端由静止开始滑下，斜面高1米，不计空气阻力，物体滑到斜面底端的速度是多大？E1=mghE2=221mvE1=E2使用机械能守恒定律解题的一般步骤（1）选取研究对象,确定研究对象的运动过程；（2）分析研究对象在运动过程中的受力情况，弄清是否只有重力做功，判定机械能是否守恒；（3）确定零势能面,并确定物体的始末位置的机械能，（4）根据机械能守恒列守恒方程，统一单位后代入数据进行计算；例3、把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆。摆长为l，最大偏角为θ。小球运动到最底位置时的速度是多大？解法一：摆动过程中小球的受力如图所示，但拉力不做功只有重力做功，故机械能守恒，取小球在最低位置时所在的水平面为参考平面初位置E1=mgh末位置E2=根据机械能守恒定律E1=E2得：mgh=-----(1)221mvh=l(1-cosθ)------(2)解（1）（2）得cos12glvθθhll221mvGT初位置末位置取小球在最高位置时所在的水平面为参考平面初位的机械能为E1=0末位的机械能为E2=-mgh+221mv根据机械能守恒定律E1=E2得：0=-mgh+-----(1)h=l(1-cosθ)------(2)解（1）（2）得221mv解法二:)cos1(2glv例4.如图所示,轻弹簧K一端与墙相连,处于自然状态，质量为4千克的木块,沿光滑的水平面以5m/s的速度运动并开始挤压弹簧,求弹簧的最大弹性势能及木块被弹回速度增大到3m/s时弹簧的弹性势能.V0解:(1)分析可知:从开始运动到弹簧压缩最短,只有弹力做功,由机械能守恒定律可得:=EP代入数据得EP=1/2×4×52J=50J(2)由机械能守恒定律可得:=EP+1/2mv’2代入数据可得:EP=32J221mv2mv21如何利用机械能守恒定律来解题：1、遵循正确的解题步骤；2、一定要作受力分析图，弄清楚物体运动情况，确定是否只有重力做功；3、一定要确定零势能面,找准初末位置的动能和势能；巩固练习1.如图，如图所示，光滑的倾斜轨道与半径为R的光滑圆形轨道相连接，质量为m的小球在倾斜轨道上由静止释放，要使小球恰能通过圆形轨道的最高点，小球释放点离圆形轨道最高点多高？通过轨道最低点时球对轨道压力有多大？末位置R2Rh解：小球在运动过程中，只有重力做功，小球的机械能守恒。取轨道最低点为零重力势能面，小球恰能通过圆形轨道的最高点C，则mg=mVc2/Ｒ得mVc2/2=mgR/2故在C点小球的机械能:Ec=mgR/2+mg2R在释放点A小球的机械能:EA=mgh据EA=EC有mgh=mgR/2+mg2R解得:h=5R/2而小球在最低点B的机械能：EB=mVB2/2据EB=EC有mVB2/2=mgR/2+mg2R解得:VB=在C点据牛顿第二定律有F－mg=mVB2/R得F=6mggR5由牛顿第三定律可知小球对轨道压力为6mg,方向竖直向下.课本练习:练习六(3)(4)(5)