2016届高三物理第一轮复习课件机械能守恒定律及其应用课件资料.ppt

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1、机械能守恒定律及其机械能守恒定律及其应应用用 考考纲考情考情三年三年8 8考高考指数：考高考指数：1.1.重力做功与重力重力做功与重力势势能能 2.2.机械能守恒定律及其机械能守恒定律及其应应用用 学习学习目标目标1.1.理解理解重力做功与重力重力做功与重力势势能能变化变化的关系的关系2.2.知道机械能守恒定律的条件知道机械能守恒定律的条件 3 3.会求解单体及关联体会求解单体及关联体机械能守机械能守恒恒问题问题 知识点一知识点一、重力做功与重力势能、重力做功与重力势能1、重力做功的特点：、重力做功的特点：知识梳理知识梳理2 2、重力做功与重力势能变化间的关系：、重力做功与重力势能变化间的关系

2、：知识点二、知识点二、弹性势能弹性势能弹力做功与弹性势能变化的关系弹力做功与弹性势能变化的关系知识点三知识点三、机械能守恒定律、机械能守恒定律1、内容、内容：在只有：在只有重力重力或或弹力弹力做功的物体系做功的物体系统统内内,动动能与能与势势能可以相互能可以相互转转化化,而而总总的机械能的机械能保持不变保持不变。2、研究对象：系统、研究对象：系统3、机械能守恒机械能守恒定律的三种理解及表达形式：定律的三种理解及表达形式：3 3、定律的三种理解及表达形式：、定律的三种理解及表达形式：（1）守恒角度）守恒角度:E1=E2 1/2 mv12+mgh1=1/2 mv22+mgh2 注意初、末态选同一参

3、考面注意初、末态选同一参考面（2）转化角度）转化角度:重力势能的减少量等于动能的增加量重力势能的减少量等于动能的增加量 -EP=EK（3）转移角度）转移角度:若系统内只有若系统内只有A、B两个物体，则两个物体，则A减少减少的机械能的机械能EA等于等于B增加的机械能增加的机械能EB -EA=EB注意（注意（2）、（）、（3）不需要选参考面）不需要选参考面考点研析考点研析（2）对某一系统）对某一系统，物体间只有动能物体间只有动能和和势势能相互转化能相互转化,无其他形式能量的转化无其他形式能量的转化（1）对单个物体，只有重力做功）对单个物体，只有重力做功考点一、机械能守恒的判断考点一、机械能守恒的判

4、断 守恒条件：守恒条件：机械能守恒的判断方法：机械能守恒的判断方法：一、用一、用定定义义判断判断 二、用二、用做功判断做功判断三、用三、用能量能量转转化来判断化来判断只有重力或弹力做功只有重力或弹力做功HRBCA考点研析考点研析考点一、机械能守恒的判断考点一、机械能守恒的判断 光滑斜面、光滑曲面、光滑斜面、光滑曲面、所有抛所有抛体体运动、单摆、竖直平面的圆运动、单摆、竖直平面的圆周运动、周运动、用绳或杆相连接的物用绳或杆相连接的物体体等情况。等情况。【典例【典例1 1】如如图图所示所示,固定的固定的倾倾斜光滑杆上套有一个斜光滑杆上套有一个质质量量为为m m的的圆环圆环,圆环圆环与一橡皮与一橡皮

5、绳绳相相连连,橡皮橡皮绳绳的另一端固的另一端固定在地面上的定在地面上的A A点点,橡皮橡皮绳竖绳竖直直时处时处于原于原长长h h。让圆环让圆环沿沿杆滑下杆滑下,滑到杆的底端滑到杆的底端时时速度速度为为零。零。则则在在圆环圆环下滑下滑过过程程中中()A.A.圆环机械能守恒机械能守恒B.B.橡皮橡皮绳的的弹性性势能一直增大能一直增大C.C.橡皮橡皮绳的的弹性性势能增加了能增加了mghmghD.D.橡皮橡皮绳再次达到原再次达到原长时圆环动能最大能最大C【总结总结提升】提升】系系统统机械能守恒的理解要点机械能守恒的理解要点 系系统统机械能守恒机械能守恒时时,机械能一机械能一般在系般在系统统内物体内物体

6、间转间转移移,其中的其中的单单个物体机械能通常不守恒。个物体机械能通常不守恒。考点考点2 2 单个物体机械能守恒定律个物体机械能守恒定律应用机械能守恒定律的基本思路用机械能守恒定律的基本思路1.1.选取研究取研究对象象物体。物体。2.2.进行受力、做功分析行受力、做功分析,判断机械能是否守恒。判断机械能是否守恒。3.3.确定初、末状确定初、末状态时的机械能。的机械能。4.4.选取方便方程形式取方便方程形式(E(Ek1k1+E+Ep1p1=E=Ek2k2+E+Ep2p2、EEk k=-E=-Ep p)进行求解。行求解。【典例典例2 2】如如图图所示所示,光滑弧形光滑弧形轨轨道与半径道与半径为为r

7、 r的光滑的光滑圆圆轨轨道相道相连连,固定在同一个固定在同一个竖竖直面内直面内,将一个将一个质质量量为为m m的小的小球由球由圆圆弧弧轨轨道上离水平面某一高度道上离水平面某一高度处处无初速度无初速度释释放。放。为为使小球在沿使小球在沿圆轨圆轨道运道运动时动时始始终终不离开不离开轨轨道道,这这个高度个高度h h的取的取值值范范围围如何如何?解题探究：解题探究：1、始终不离开轨道有哪些情况？、始终不离开轨道有哪些情况？2、能通过轨道最高点的临界条件是什么？、能通过轨道最高点的临界条件是什么？【解析】【解析】小球在沿圆轨道运动时小球在沿圆轨道运动时,机械能守恒机械能守恒,始终不离开轨始终不离开轨道有

8、两种情况：道有两种情况：(1)(1)当当hrhr时时,小球沿圆轨道上升的高度小于等于小球沿圆轨道上升的高度小于等于r,r,不会离开圆轨道。不会离开圆轨道。(2)2)当小球沿圆轨道上升的高度大于当小球沿圆轨道上升的高度大于r r时时,为保证小球不脱为保证小球不脱离轨道离轨道,应使小球可以通过圆轨道的最高点应使小球可以通过圆轨道的最高点,据机械能守恒据机械能守恒定律有定律有mg(h-2r)=mvmg(h-2r)=mv2 2在圆轨道最高点不脱离轨道的条件为在圆轨道最高点不脱离轨道的条件为vv联立以上两式联立以上两式,有有h2.5r,h2.5r,综上综上,有有hrhr或或h2.5rh2.5r【总结总结

9、提升】提升】机械能守恒定律的机械能守恒定律的应应用技巧用技巧(1)(1)机械能守恒定律是有条件的机械能守恒定律是有条件的，因此因此,应应用用时时首先要首先要对对研究研究对对象在所研究的象在所研究的过过程中机械能是否守恒做出判断。程中机械能是否守恒做出判断。(2)(2)如果系如果系统统(除地球外除地球外)只有一个物体只有一个物体,用守恒用守恒观观点列方程点列方程较较方方便便;对对于由两个或两个以上物体于由两个或两个以上物体组组成的系成的系统统,用用转转化或化或转转移的移的观观点列方程点列方程较简较简便。便。【典例典例3 3】如如图图所示所示,物物块块A A的的质质量量为为M,M,物物块块B B、

10、C C的的质质量都是量都是m,m,并并都可看作都可看作质质点点,且且mM2mmM2m。三物。三物块块用用细线细线通通过过滑滑轮连轮连接接,物物块块B B与与物物块块C C的距离和物的距离和物块块C C到地面的距离都是到地面的距离都是L L。现现将物将物块块A A下方的下方的细细线线剪断剪断,若物若物块块A A距滑距滑轮轮足足够远够远且不且不计计一切阻力。一切阻力。求：求：(1)(1)物物块A A上升上升时的最大速度。的最大速度。(2)(2)若若B B不能着地不能着地,求求 满足的条件。足的条件。考点考点3 3 对多个物体多个物体组成的系成的系统机械能守恒机械能守恒定律的定律的应用用【典例典例3

11、 3】如如图图所示所示,物物块块A A的的质质量量为为M,M,物物块块B B、C C的的质质量都是量都是m m,并并都可看作都可看作质质点点,且且mM2mmM m,M m,即即 。答案：答案：(1)(2)(1)(2)【总结提升】提升】分析多物体机械能守恒的三点注意分析多物体机械能守恒的三点注意(1)(1)系系统内力做功是否造成系内力做功是否造成系统机械能的机械能的转化。化。(2)(2)注意注意寻找用找用绳或杆相或杆相连接的物体接的物体间的速度关系和位的速度关系和位移关系。移关系。(3)(3)列机械能守恒方程列机械能守恒方程时,可可选用用EEk k=-E=-Ep p的形式。的形式。【典例【典例4

12、 4】如如图图所示所示,在在倾倾角角=30=30的光滑固定斜面上的光滑固定斜面上,放有两放有两个个质质量分量分别为别为1kg1kg和和2kg2kg的可的可视为质视为质点的小球点的小球A A和和B,B,两球之两球之间间用一用一根根长长L=0.2mL=0.2m的的轻轻杆相杆相连连,小球小球B B距水平面的高度距水平面的高度h=0.1mh=0.1m。两球从。两球从静止开始下滑到光滑地面上静止开始下滑到光滑地面上,不不计计球与地面碰撞球与地面碰撞时时的机械能的机械能损损失失,g,g取取10m/s10m/s2 2。则则下列下列说说法中正确的是法中正确的是()考点考点3 3 对多个物体多个物体组成的系成的

13、系统机械能机械能守恒定律的守恒定律的应用用A.A.下滑的整个下滑的整个过程中程中A A球机械能守恒球机械能守恒B.B.下滑的整个下滑的整个过程中两球程中两球组成的系成的系统机械能守恒机械能守恒C.C.两球在光滑地面上运两球在光滑地面上运动时的速度大小的速度大小为2m/s2m/sD.D.系系统下滑的整个下滑的整个过程中程中B B球机械能的增加量球机械能的增加量为 J J【解【解题题探究】探究】(1)(1)以以A A或或B B为为研究研究对对象象,机械能是否守恒机械能是否守恒?提示：提示：机械能不守恒。机械能不守恒。(2)(2)怎怎样选样选取研究取研究对对象象,使其机械能守恒使其机械能守恒?提示：

14、提示：以以A A、B B组成的系统为研究对象。组成的系统为研究对象。(3)(3)系系统动统动能的增加量能的增加量等于什么？等于什么？系系统统重力重力势势能的减少量能的减少量B一一、重力做功与重力势能、重力做功与重力势能知识小结知识小结二、二、弹性势能弹性势能三三、机械能守恒定律、机械能守恒定律1、内容、内容：在只有：在只有重力重力或或弹力弹力做功的物体系做功的物体系统统内内,动动能与能与势势能可以相互能可以相互转转化化,而而总总的机械能的机械能保持不变保持不变。2、研究对象：系统、研究对象：系统3、定律的三种理解及表达形式：、定律的三种理解及表达形式：守恒角度守恒角度:E1=E2 转化角度转化角度:-EP=EK 转移角度转移角度:-EA=EB（2）对某一系统）对某一系统，物体间只有动能物体间只有动能和和势势能相互转化能相互转化,无其他形式能量的转化无其他形式能量的转化（1）对单个物体，只有重力做功）对单个物体，只有重力做功守恒条件：只有重力或弹力做功守恒条件：只有重力或弹力做功机械能守恒的判断方法：机械能守恒的判断方法：一、用一、用定定义义判断判断二、用二、用做功判断做功判断三、用三、用能量能量转转化来判断化来判断作业作业83页第页第7题题