物理一轮复习机械能守恒定律.pptx

4特点(1)系统性：重力势能是_和_共有的(2)相对性：重力势能的大小与_的选取有关重力势能的变化是_的，与参考平面的选取_5重力做功与重力势能变化的关系重力做正功时，重力势能_；重力做负功时，重力势能_；重力做多少正(负)功，重力势能就_多少，即WG_.地球地球物体物体参考平面参考平面绝对绝对无关无关减小减小增大增大减小减小(增大增大)Ep1Ep2第1页/共35页二、弹性势能1定义：物体由于发生_而具有的能2大小：弹性势能的大小与_及_有关，弹簧的形变量越大，劲度系数_，弹簧的弹性势能_3弹力做功与弹性势能变化的关系弹力做正功，弹性势能_；弹力做负功，弹性势能_即弹簧恢复原长过程中弹力做_，弹性势能_，形变量变大的过程中弹力做_，弹性势能_弹性形变弹性形变形变量形变量劲度系数劲度系数越大越大越大越大减小减小增大增大正功正功减小减小负功负功增大增大第2页/共35页三、机械能守恒定律1内容：在只有_或_做功的物体系统内，只存在动能与势能的相互转化，而总的机械能保持_2表达式(1)Ek1Ep1_(要选零势能参考平面)(2)Ek_(不用选零势能参考平面)(3)EA增_(不用选零势能参考平面)3机械能守恒的条件只有_(或弹簧的_)做功或虽有其他外力做功但其他力做功的代数和_重力重力弹力弹力不变不变Ek2Ep2EpEB减减重力重力弹力弹力为零为零第3页/共35页四、功和能的关系功是能量转（移）化的量度做功与能量转化的关系对应不同形式作用力的功引起对应形式能量的变化，功是能量转化和转移的量度。建立能量守恒思想，习题主要在力学部分综合。*在高中阶段此式还没有自己的名分，但使用率极高；*一对相互作用的滑动摩擦力的功的代数和等于“摩擦生热”。第4页/共35页功功能量变化能量变化说明说明1W合外力合外力 Ek物体动能变化物体动能变化2W重重 Ep重力势能变化重力势能变化3W弹簧弹簧 E弹簧弹簧弹性势能变化弹性势能变化4W其他其他 E机械机械系统机械能变化系统机械能变化5Wf1+Wf2 E内内=Q“摩擦生热摩擦生热”6W电场电场 E电场电场（qU）电势能变化电势能变化7W安安 E电路电路（E感感It）电路电能变化电路电能变化8W洛洛0洛仑兹力不做功洛仑兹力不做功9W+Q E内内内能变化内能变化第5页/共35页课堂互动讲练课堂互动讲练一、机械能守恒条件的理解及守恒判断方法1、对机械能守恒条件的理解机械能守恒的条件是：只有重力或弹力做功可以从以下两个方面理解：(1)只受重力作用，例如在不考虑空气阻力的情况下的各种抛体运动，物体的机械能守恒(2)受其他力，但其他力不做功，只有重力或弹力做功例如物体沿光滑的曲面下滑，受重力、曲面的支持力的作用，但曲面的支持力不做功，物体的机械能守恒第6页/共35页2判断机械能是否守恒的几种方法(1)利用机械能的定义判断(直接判断)：若物体在水平面匀速运动，其动能、势能均不变，机械能不变若一个物体沿斜面匀速下滑，其动能不变，重力势能减少，其机械能减少(2)用做功判断：若物体或系统只有重力(或弹簧的弹力)做功，虽受其他力，但其他力不做功，机械能守恒第7页/共35页(3)用能量转化来判断：若物体系统中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化，则物体系统机械能守恒(4)对一些绳子突然绷紧、物体间非弹性碰撞等，除非题目特别说明，否则机械能必定不守恒特别提醒：机械能守恒的条件绝不是合外力的功等于零，更不是合外力为零；判断机械能是否守恒时，要根据不同情景恰当地选取判断方法第8页/共35页即时应用 (即时突破，小试牛刀)1.(2011年河南郑州测试)下列物体运动过程中满足机械能守恒的是()A跳伞运动员张开伞后，在空中匀速下降B忽略空气阻力，物体竖直上抛C火箭升空D拉着物体沿光滑斜面匀速上升解析：选B.跳伞运动员匀速下降，除重力做功外，还有阻力做功，A错；物体竖直上抛时，只有重力做功，机械能守恒，B正确；火箭升空时，推力做正功，机械能增加，C不正确；拉着物体沿光滑斜面匀速上升时，机械能增加，D不正确第9页/共35页二、机械能守恒定律的应用1定律的三种表达形式(1)E1E2或Ek1Ep1Ek2Ep2，表示系统在初状态机械能等于其末状态的机械能运用这种形式表达时，应选好零势能面，且初、末状态的高度已知，系统除地球外，只有一个物体时，用这种表达形式较方便第10页/共35页(2)EpEk，表示系统(或物体)机械能守恒时，系统减少(或增加)的势能等于增加(或减少)的总动能应用时，关键在于分清重力势能的增加量和减少量，可不选参考平面而直接计算初、末状态的势能差这种表达方式一般用于始末状态的高度未知，但高度变化已知的情况第11页/共35页(3)EA增EB减，表示若系统由A、B两部分组成，则A部分物体机械能的增加量与B部分物体机械能的减少量相等 以上三种表达方式中，(1)是最基本的表达方式，易于理解和掌握，但始、末状态的动能和势能要分析全，防止遗漏某种形式的机械能应用(2)、(3)方式列出的方程简捷，是同学们应该重点掌握的，但在分析势能的变化时易出错，要引起注意第12页/共35页2解题的基本步骤(1)正确选取研究对象，必须明确研究对象是一个系统，而不能是一个单一的物体(2)分析研究对象在运动过程中的受力情况，明确各力的做功情况，判断机械能是否守恒(3)选取零势能面，确定研究对象在初、末状态的机械能(4)根据机械能守恒定律列出方程(5)解方程求出结果，并对结果进行必要的讨论和说明第13页/共35页特别提醒：(1)在应用机械能守恒解决问题时，首先要判断系统的机械能是否守恒，然后注意选取恰当的守恒形式列式求解(2)应特别关注研究对象的“一个过程”和“两个状态”(3)零势能面的选取是任意的，在通常情况下，一般选取地面或物体在运动过程中所达到的最低水平面为零势能面第14页/共35页即时应用 (即时突破，小试牛刀)2.如图531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，求它到达台面下h处的B点时速度的大小图图531第15页/共35页经典题型探究经典题型探究“单个单个”物体的机械能守恒物体的机械能守恒例例例例1 1 (2010年年高高考考上上海海物物理理卷卷)如如图图532，ABC和和ABD为为两两个个光光滑滑固固定定轨轨道道，A、B、E在在同同一一水水平平面面上上，C、D、E在在同同一一竖竖直直线线上上，D点点距距水水平平面面的的高高度度为为h，C点点的的高高度度为为2h，一一滑滑块块从从A点点以以初初速速度度v0分分别别沿沿两两轨轨道道滑滑行行到到C或或D处后水平抛出处后水平抛出第16页/共35页(1)求滑块落到水平面时，落点与E点间的距离sC和sD；(2)为实现sCsD，v0应满足什么条件？【思路点拨】滑块滑到轨道最高点的过程中机械能守恒，离开最高点做平抛运动图图532第17页/共35页第18页/共35页第19页/共35页 (2011年苏北四市调研)如图533所示，光滑固定的竖直杆上套有一个质量m0.4 kg的小物块A，不可伸长的轻质细绳通过固定在墙壁上、大小可忽略的定滑轮D，连接小物块A和小物块B，虚线CD水平，间距d1.2 m，此时连接小物块A的细绳与竖直杆的夹角为37，小物块A恰能保持静止现在在小物块B的下端挂一个小物块Q(未画出)，小物块A可从图示位置上升并恰好能到达C处不计摩擦和空气阻力，cos370.8、sin370.6，重力加速度g取10 m/s2.求：多个物体组成的系统机械能守恒多个物体组成的系统机械能守恒例例2第20页/共35页(1)小物块A到达C处时的加速度大小；(2)小物块B的质量；(3)小物块Q的质量图图533第21页/共35页【解析】(1)当小物块A到达C处时，由受力分析可知：水平方向受力平衡，竖直方向只受重力作用，所以小物块A的加速度ag10 m/s2.(2)设小物块B的质量为mB，绳子拉力为FT；根据平衡条件：FTcos37mgFTmBg联立解得mB0.5 kg.第22页/共35页【答答案案】(1)10 m/s2(2)0.5 kg(3)0.3 kg第23页/共35页变式训练1如图534所示，光滑圆柱被固定在水平平台上，用轻绳跨过圆柱体与两小球m1、m2相连(m1、m2分别为它们的质量)，开始时让m1放在平台上，两边绳绷直，两球从静止开始m1上升，m2下降，当m1上升到圆柱的最高点时，绳子突然断裂，发现m1恰能做平抛运动抛出求m2应为m1的多少倍？图图534第24页/共35页第25页/共35页 (2011年福建模拟)如图535所示，倾角为的光滑斜面上放有两个质量均为m的小球A和B，两球之间用一根长为L的轻杆相连，下面的小球B离斜面底端的高度为h.两球从静止开始下滑，不计球与地面碰撞时的机械能损失，且地面光滑，求：机械能守恒定律与动能定理的综合应用机械能守恒定律与动能定理的综合应用例例3图图535第26页/共35页(1)两球都进入光滑水平面时两小球运动的速度大小；(2)此过程中杆对B球所做的功【思路点拨】解答本题时要注意以下三点：(1)A和B组成的系统在下滑过程中机械能守恒(2)在水平面上，A、B的速度相等(3)杆对B球的力在整个过程中为变力，变力的功可应用动能定理求解第27页/共35页第28页/共35页【方法技巧】对于计算系统内弹力做功问题，先根据机械能守恒求速度，再利用动能定理求功第29页/共35页 变式训练2如图536所示，质量为M(M足够大)的小球被一根长为L的可绕O轴自由转动的轻质杆固定在其端点，同时又通过绳跨过光滑定滑轮与质量为m的小球相连小球M此时与定滑轮的距离可忽略若将质量为M的球，由杆呈水平状态开始释放，不计摩擦，竖直绳足够长，则当杆转动到竖直位置时，质量为m的球的速度是多大？图图536第30页/共35页第31页/共35页第32页/共35页题型四、能的转化与守恒 例如图所示，绷紧的传送带始终保持着大小为v4m/s的速度水平匀速运动。一质量m=1kg的小物块无初速地放到皮带A处，物块与皮带间的滑动动摩擦因数=0.2，A、B之间距离s=6m。求（g=10m/s2）（1）物块从A运动到B的过程中摩擦力对物块做功？（2）物块从A运动到B的过程中摩擦力对传送带做功？（3）转化为内能为多少？第33页/共35页变式.如图，质量为m1的物体A经一轻质弹簧与下方地面上的质量为m2的物体B相连，弹簧的劲度系数为k，A、B都处于静止状态。一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮，一端连物体A，另一端连一轻挂钩。开始时各段绳都处于伸直状态，A上方的一段绳沿竖直方向，现在挂钩上挂一质量为m3的物体C并从静止状态释放，已知它恰好能使B离开地面但不继续上升。若将C换成另一个质量为（m1+m3）的物体D，仍从上述初始位置由静止状态释放，则这次B刚离地时D的速度的大小是多少?已知重力加速度为g。km1BAm2第34页/共35页感谢您的观看！第35页/共35页