8、机械能守恒定律课件2 (2).ppt

第八节第八节 机械能守恒定律机械能守恒定律 考点知识梳理考点知识梳理“只只有有重重力力和和弹弹力力做做功功”这这一一条条件件可可理理解解为为包包含含下下列列两两种种情情况况；只只受受重重力力或或弹弹力力；除除重重力力和和弹弹力力外外，其其它它力力不不做做功功（或或其其它它力力做做功功的的代代数数和和为零）。为零）。5 5判断机械能是否守恒的方法判断机械能是否守恒的方法 (1)(1)用用做做功功来来判判断断：分分析析物物体体或或物物体体受受力力情情况况(包包括括内内力力和和外外力力)，明明确确各各力力做做功功的的情情况况，若若对对物物体体或或系系统统只只有有重重力力或或弹弹力力做做功功，没没有有其其他他力力做做功功或或其它力做功的代数和为零，则机械能守恒。其它力做功的代数和为零，则机械能守恒。(2)(2)用用能能量量转转化化来来判判定定：若若物物体体系系中中只只有有动动能能和和势势能能的的相相互互转转化化而而无无机机械械能能与与其其它它形形式式的的能能的的转转化化，则物体系统机械能守恒。则物体系统机械能守恒。(3)(3)对对一一些些绳绳子子突突然然绷绷紧紧，物物体体间间非非弹弹性性碰碰撞撞等等问问题题，除除非非题题目目特特别别说说明明，机机械械能能必必定定不不守守恒恒，完完全非弹性碰撞过程机械能也不守恒。全非弹性碰撞过程机械能也不守恒。基本思路如下：基本思路如下：(1)(1)选取研究对象选取研究对象物体系或物体物体系或物体 (2)(2)根根据据研研究究对对象象所所经经历历的的物物理理过过程程，进进行行受受力力和做功分析，判断机械能是否守恒。和做功分析，判断机械能是否守恒。(3)(3)恰恰当当地地选选取取参参考考平平面面，确确定定研研究究对对象象在在过过程程的初末态时的机械能。的初末态时的机械能。(4)(4)根据机械能守恒定律列方程，进行求解。根据机械能守恒定律列方程，进行求解。典型例题解析典型例题解析 练习、练习、一质量为一质量为m m的木块放在地面上，用一根轻的木块放在地面上，用一根轻弹簧连着木块，如图示，用恒力弹簧连着木块，如图示，用恒力F F拉弹簧，使木拉弹簧，使木块离开地面，如果力块离开地面，如果力F F的作用点向上移动的距离的作用点向上移动的距离为为h h，则（，则（）A.A.木块的重力势能增加了木块的重力势能增加了FhFhB.B.木块的机械能增加了木块的机械能增加了FhFhC.C.拉力做的功为拉力做的功为FhFhD.D.木块的动能增加了木块的动能增加了FhFhFmC例例2.一一个个物物体体在在平平衡衡力力的的作作用用下下运运动动,则则在在该该物物体体的的运运动动过程中过程中,物体的物体的 ()A.机械能一定保持不变机械能一定保持不变 B.动能一定保持不变动能一定保持不变 C.动能保持不变动能保持不变,而重力势能可能变化而重力势能可能变化 D.若重力势能发生了变化若重力势能发生了变化,则机械能一定发生变化则机械能一定发生变化B C D 练习练习1 1.下列运动物体，机械能守恒的有下列运动物体，机械能守恒的有()()A.A.物体沿斜面匀速下滑物体沿斜面匀速下滑B.B.物体沿竖直平面内的圆形轨道做匀速圆周运动物体沿竖直平面内的圆形轨道做匀速圆周运动C.C.跳伞运动员在空中匀速下落跳伞运动员在空中匀速下落D.D.沿光滑曲面自由下滑的木块沿光滑曲面自由下滑的木块D二二.机械能守恒定律的理解及应用机械能守恒定律的理解及应用练习练习2.2.下列关于机械能守恒的说法中正确的是下列关于机械能守恒的说法中正确的是A.A.做匀速运动的物体做匀速运动的物体,其机械能一定守恒其机械能一定守恒 ()()B.B.做匀加速运动的物体做匀加速运动的物体,其机械能一定不守恒其机械能一定不守恒C.C.做匀速圆周运动的物体做匀速圆周运动的物体,其机械能一定守恒其机械能一定守恒D.D.以上说法都不正确以上说法都不正确D练习练习3 3、以下说法正确的是（以下说法正确的是（）（A A）系统受到合外力为零时，系统的机械能和总系统受到合外力为零时，系统的机械能和总动量都守恒动量都守恒（B B）一个物体做匀速运动，它的机械能一定守恒一个物体做匀速运动，它的机械能一定守恒（C C）一个物体所受的合外力不为零，它的机械能一个物体所受的合外力不为零，它的机械能可能守恒可能守恒（D D）一个物体所受合外力的功为零，它一定保一个物体所受合外力的功为零，它一定保持静止或匀速直线运动持静止或匀速直线运动C 练习练习4.4.下列说法中错误的是（下列说法中错误的是（）（A A）物体的机械能守恒时，一定只受到重力和物体的机械能守恒时，一定只受到重力和 弹力的作用弹力的作用（B B）物体处于平衡状态时机械能一定守恒物体处于平衡状态时机械能一定守恒（CC）在重力势能和动能的转化中，物体除受重在重力势能和动能的转化中，物体除受重 力外还受其他力时，其机械能可以守恒力外还受其他力时，其机械能可以守恒（D D）物体重力势能和动能之和增大时，必定是物体重力势能和动能之和增大时，必定是 有重力以外的力对它做了功有重力以外的力对它做了功A B例例3 3、如如下下图图所所示示，小小球球从从高高处处下下落落到到竖竖直直放放置置的的轻轻弹弹簧簧 上上，在在将将弹弹簧簧压压缩缩到到最最短短的的整整个个过程中，下列关于能量过程中，下列关于能量 的叙述中正确的是的叙述中正确的是（）（A A）重力势能和动能之和总保持不变重力势能和动能之和总保持不变（B B）重力势能和弹性势能之和总保持不变重力势能和弹性势能之和总保持不变（C C）动能和弹性势能之和总保持不变动能和弹性势能之和总保持不变（D D）重力势能、弹性势能和动能重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变之和总保持不变D【例例4 4】一条长为一条长为L L的均匀链条，放在光滑水平桌面上，的均匀链条，放在光滑水平桌面上，链条的一半垂于桌边，如图所示链条的一半垂于桌边，如图所示现由静止开始使链现由静止开始使链条自由滑落，当它全部脱离桌面时的速度为多大条自由滑落，当它全部脱离桌面时的速度为多大?【解析解析】因桌面光滑，链条虽受桌面的支持力，但支持因桌面光滑，链条虽受桌面的支持力，但支持力对链条不做功，在链条下滑过程中只有重力对链条做力对链条不做功，在链条下滑过程中只有重力对链条做功，故链条下滑过程中机械能守恒功，故链条下滑过程中机械能守恒 设链条总质量为，由于链条均匀，因此对链条所研设链条总质量为，由于链条均匀，因此对链条所研究部分可认为其重心在它的几何中心，选取桌面为零势究部分可认为其重心在它的几何中心，选取桌面为零势能面，则初、末状态的机械能分别为：能面，则初、末状态的机械能分别为：初态：初态：末态：末态：练练习习.长长为为L L质质量量分分布布均均匀匀的的绳绳子子，对对称称地地悬悬挂挂在在轻轻小小的的定定滑滑轮轮上上，如如图图所所示示.轻轻轻轻地地推推动动一一下下，让让绳绳子子滑滑下下，那那么么当当绳绳子子离离开开滑滑轮轮的的瞬瞬间间，绳绳子的速度为子的速度为 .解：解：由由机械能守恒定律，取机械能守恒定律，取小滑轮处为零势能面小滑轮处为零势能面.例例5 5：将细绳绕过两个定滑轮将细绳绕过两个定滑轮A A和和B B绳的两端各绳的两端各系一个质量为系一个质量为mm的砝码。的砝码。A A、B B间的中点间的中点CC挂一质量挂一质量为为MM的小球，的小球，M2mMmB ，跨跨放放在在一一个个光光滑滑的的半半圆圆柱柱体体上上，半半圆圆柱柱体体的的半半径径为为R R，A A、B B刚刚好好贴贴在在圆圆柱柱体体的的截截面面水水平平直直径径两两端端，如如下下图图所所示示，今今让让两两球球由由静静止止释释放放，当当B B到到达达圆圆柱柱体体的的最最高高点点时时，刚刚好好脱脱离离圆圆柱柱体体，试试求求：(1)(1)B B到到最最高点的速度。高点的速度。(2)(2)mA和和mB的比值。的比值。例例7.7.如图所示，一对杂技演员（都视为质点）乘秋千如图所示，一对杂技演员（都视为质点）乘秋千（秋千绳处于水平位置）从（秋千绳处于水平位置）从A A点由静止出发绕点由静止出发绕O O点下摆，点下摆，当摆到最低点当摆到最低点B B时，女演员在极短时间内将男演员沿水时，女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出，然后自已刚好能回到高处平方向推出，然后自已刚好能回到高处A A 。已知男演。已知男演员质量和女演员质量之比员质量和女演员质量之比m m1 1:m m2 2=2:1,=2:1,秋千的质量不计，秋千的质量不计，秋千的摆长为秋千的摆长为R R,C C 点比点比O O 点低点低5 5R R。求男演员落地点求男演员落地点C C 与与O O 点的水平距离点的水平距离S S。ABCs5ROR解：设分离前男女演员在秋千最低点解：设分离前男女演员在秋千最低点B B 的速度为的速度为v v0 0，由，由机械能守恒定律机械能守恒定律(m(m1 1+m+m2 2)gR=)gR=(m(m1 1+m+m2 2)v)v0 02 2 设刚分离时男演员速度的大小为设刚分离时男演员速度的大小为v v1 1,方向与方向与v v0 0相同；相同；女演员速度的大小为女演员速度的大小为v v2 2，方向与，方向与v v0 0相反，由动量守恒相反，由动量守恒(m(m1 1+m+m2 2)v)v0 0=m=m1 1v v1 1m m2 2v v2 2分离后，男演员做平抛运动，设男演员从被推出到分离后，男演员做平抛运动，设男演员从被推出到落在落在C C点所需的时间为点所需的时间为t t，根据题给条件，由运动学，根据题给条件，由运动学规律规律4R=gt4R=gt2 2 s=v s=v1 1t t根据题给条件，女演员刚好回到根据题给条件，女演员刚好回到A A点，由机械能守恒点，由机械能守恒定律定律,m,m2 2gR=mgR=m2 2v v2 22 2已知已知m m1 1/m/m2 2=2,=2,由以上各式可得由以上各式可得 s=8Rs=8R例例7.如图如图5-4-55-4-5所示，长度相同的三根轻杆构成一个所示，长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架，在正三角形支架，在A A处固定质量为处固定质量为2m2m的小球，的小球，B B处固定质处固定质量为量为m m的小球支架悬挂在的小球支架悬挂在0 0点，可绕过点，可绕过O O点并与支架所点并与支架所在平面相垂直的固定轴转动开始时在平面相垂直的固定轴转动开始时OBOB与地面相垂直，与地面相垂直，放手后开始运动，在不计任何阻力的情况下，下列说法放手后开始运动，在不计任何阻力的情况下，下列说法正确的是正确的是A.AA.A球到达最低点时速度为零球到达最低点时速度为零B.AB.A球机械能减少量等于球机械能减少量等于B B球机械能增加量球机械能增加量C.BC.B球向左摆动所能达到的最高位置球向左摆动所能达到的最高位置应高于应高于A A球开始运动时的高度球开始运动时的高度D.D.当支架从左向右回摆时，当支架从左向右回摆时，A A球球一定能回到起始高度一定能回到起始高度BCD