8.4（第二课时）机械能守恒定律 课件(共15张PPT)
文档属性
| 名称 | 8.4（第二课时）机械能守恒定律 课件(共15张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 320.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-12-21 11:32:08 | ||
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文档简介
(共15张PPT)
机械能守恒定律的应用
知识回顾：
机械能守恒定律内容：
在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。这叫作机械能守恒定律。
机械能守恒定律表达式：
守恒思想：
转化思想：
转移思想：(对一系统)
知识回顾：
机械能守恒定律解题步骤：
①明确研究对象，分析系统内各物体受力情况
②分析各力做功情况，看是否满足机械能守恒的条件
③选取零势能面，找出初末状态的动能势能（分析是动能转化成势能还是势能转化成动能）
④列式求解（注意单位统一用国际单位）
注意：利用机械能守恒定律解题，只需考虑过程的初、末状态，不必考虑两个状态间过程。
知识对比：
机械能守恒定律与动能定理异同：
机械能守恒定律 动能定理
不同点 需要判断是否满足守恒条件及确定零势能面 一般不考虑适用条件也不需要确定参考面
相同点 只需考虑初、末状态，不用考虑中间过程 应用 范围 能用机械能守恒定律解决的问题都能用动能定理解决；能用动能定理解决的问题不一定能用机械能守恒定律解决。 结论 动能定理比机械能守恒定律应用更广泛，更普遍 注意：
机械能守恒定律只涉及能量，不涉及功，强调能量转化；动能定理只涉及功和动能，强调功是能转化的量度。
一.单个物体或连续体机械能守恒
例1.一小球从地面以30m/s的速度竖直上抛，能上升的最大高度是多少？当重力势能是动能的一半时，高度是多少？（不计空气阻力，g=10m/s2 ）
解：只有重力做功，机械能守恒
当重力势能是动能的一半时
h v0
例2.如图所示，圆轨道的半径为10m，一可看成质点的物体在A点静止释放，为确保物体能做完整的圆周运动，物体释放时离地高度h至少多少？（g=10m/s2，不考虑空气阻力和摩擦阻力）
解：若要做完整的圆周运动
B点：
A B只有重力做功，机械能守恒
例3.以下说法正确的是（ ）
A.物体所受的合外力为零，它的机械能一定守恒
B.物体做匀速运动，它的机械能一定守恒
C.物体所受的合外力不为零，机械能可能守恒
D.物体所受合外力做的功为零，它一定保持静止或匀速直线运动
例4.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，
绳子的速度为.
C
例5.如图所示，粗细均匀的U形管内装有总长为4L的水，开始时阀门闭合，左右支管内水面高度差为L。打开阀门K后，当左右水面刚好相平时，左管液面的速度是多大？（摩擦力忽略不计）
解：打开阀门后重力势能的减少
等效于A处的水下降到B处，设水
的总质量为M，则由机械能守恒：
二.系统机械能守恒
例1.如图所示，一固定的楔形木块，其斜面的倾角θ=300，另一边与地面垂直，顶上有一定滑轮。一柔软的细线跨过定滑轮，两端分别与物块A和B连结，A的质量为4m，B的质量为m，开始时将B按在地面上不动，然后放开手，让A沿斜面下滑而B上升。物块A与斜面间无摩擦。设当A沿斜面下滑x距离后，细线突然断了。求物块B上升离地的最大高度H.
解：对系统由机械能守恒
细线断后B做竖直上抛运动，由机械能守恒定律
θ=30°
B
A
例2.如图，质量均为m的小球A、B固定在轻杆上，杆长L，OA=AB。轻杆由水平位置静止释放，当两小球运动到最低点时，求：
(1)两小球速度各为多少，
(2)杆对O点拉力多大？
解： (1)经分析本题机械能守恒
vA
vB
例3.如图，质量均为m的小球A、B固定在轻杆上，杆长L，OA=AB。轻杆由水平位置静止释放，当两小球运动到最低点时，求：
(1)两小球速度各为多少，
(2)OA杆及AB杆拉力分别多大？
解： (2)
vA
vB
A B
A
B
三.含有弹簧的机械能守恒
例1.(多选)如图所示，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上.其正上方A位置有一只小球.小球从静止开始下落，在B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，在D位置小球速度减小到零.对于小球下降阶段，下列说法中正确的是(不计空气阻力) ( )
A.在B位置小球动能最大
B.在C位置小球动能最大
C.从A→C位置小球重力势能
的减少等于小球动能的增加
D.整个过程中小球和弹簧组成的系统机械能守恒
BD
例2.如图所示，轻弹簧一端与墙相连处于自然状态，质量为4kg的木块沿光滑的水平面以5 m/s的速度运动并开始挤压弹簧，求：
(1)弹簧的最大弹性势能；
(2)木块被弹回速度增大到3 m/s时弹簧的弹性势能。
答案：(1)50J，(2)32J
例3.小物块A的质量为m=2 kg,物块与坡道间的动摩擦因数为μ=0.6,水平面光滑。坡道顶端距水平面高度为h=1 m,倾角为θ=370。物块从坡道进入水平滑道时,在底端O点处无机械能损失,将轻弹簧的一端连接在水平滑道M处并固定在墙上,另一自由端恰位于坡道的底端O点,如图所示。物块A从坡顶由静止滑下,重力加速度g取10 m/s2,求:
(1)物块滑到O点时的速度大小;
(2)弹簧为最大压缩量时的弹性势能;
(3)物块A被弹回到坡道上升的最大高度。
答案：(1)2m/s， (2)4J，(3)1/9m
机械能守恒定律的应用
知识回顾：
机械能守恒定律内容：
在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。这叫作机械能守恒定律。
机械能守恒定律表达式：
守恒思想：
转化思想：
转移思想：(对一系统)
知识回顾：
机械能守恒定律解题步骤：
①明确研究对象，分析系统内各物体受力情况
②分析各力做功情况，看是否满足机械能守恒的条件
③选取零势能面，找出初末状态的动能势能（分析是动能转化成势能还是势能转化成动能）
④列式求解（注意单位统一用国际单位）
注意：利用机械能守恒定律解题，只需考虑过程的初、末状态，不必考虑两个状态间过程。
知识对比：
机械能守恒定律与动能定理异同：
机械能守恒定律 动能定理
不同点 需要判断是否满足守恒条件及确定零势能面 一般不考虑适用条件也不需要确定参考面
相同点 只需考虑初、末状态，不用考虑中间过程 应用 范围 能用机械能守恒定律解决的问题都能用动能定理解决；能用动能定理解决的问题不一定能用机械能守恒定律解决。 结论 动能定理比机械能守恒定律应用更广泛，更普遍 注意：
机械能守恒定律只涉及能量，不涉及功，强调能量转化；动能定理只涉及功和动能，强调功是能转化的量度。
一.单个物体或连续体机械能守恒
例1.一小球从地面以30m/s的速度竖直上抛，能上升的最大高度是多少？当重力势能是动能的一半时，高度是多少？（不计空气阻力，g=10m/s2 ）
解：只有重力做功，机械能守恒
当重力势能是动能的一半时
h v0
例2.如图所示，圆轨道的半径为10m，一可看成质点的物体在A点静止释放，为确保物体能做完整的圆周运动，物体释放时离地高度h至少多少？（g=10m/s2，不考虑空气阻力和摩擦阻力）
解：若要做完整的圆周运动
B点：
A B只有重力做功，机械能守恒
例3.以下说法正确的是（ ）
A.物体所受的合外力为零，它的机械能一定守恒
B.物体做匀速运动，它的机械能一定守恒
C.物体所受的合外力不为零，机械能可能守恒
D.物体所受合外力做的功为零，它一定保持静止或匀速直线运动
例4.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，
绳子的速度为.
C
例5.如图所示，粗细均匀的U形管内装有总长为4L的水，开始时阀门闭合，左右支管内水面高度差为L。打开阀门K后，当左右水面刚好相平时，左管液面的速度是多大？（摩擦力忽略不计）
解：打开阀门后重力势能的减少
等效于A处的水下降到B处，设水
的总质量为M，则由机械能守恒：
二.系统机械能守恒
例1.如图所示，一固定的楔形木块，其斜面的倾角θ=300，另一边与地面垂直，顶上有一定滑轮。一柔软的细线跨过定滑轮，两端分别与物块A和B连结，A的质量为4m，B的质量为m，开始时将B按在地面上不动，然后放开手，让A沿斜面下滑而B上升。物块A与斜面间无摩擦。设当A沿斜面下滑x距离后，细线突然断了。求物块B上升离地的最大高度H.
解：对系统由机械能守恒
细线断后B做竖直上抛运动，由机械能守恒定律
θ=30°
B
A
例2.如图，质量均为m的小球A、B固定在轻杆上，杆长L，OA=AB。轻杆由水平位置静止释放，当两小球运动到最低点时，求：
(1)两小球速度各为多少，
(2)杆对O点拉力多大？
解： (1)经分析本题机械能守恒
vA
vB
例3.如图，质量均为m的小球A、B固定在轻杆上，杆长L，OA=AB。轻杆由水平位置静止释放，当两小球运动到最低点时，求：
(1)两小球速度各为多少，
(2)OA杆及AB杆拉力分别多大？
解： (2)
vA
vB
A B
A
B
三.含有弹簧的机械能守恒
例1.(多选)如图所示，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上.其正上方A位置有一只小球.小球从静止开始下落，在B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，在D位置小球速度减小到零.对于小球下降阶段，下列说法中正确的是(不计空气阻力) ( )
A.在B位置小球动能最大
B.在C位置小球动能最大
C.从A→C位置小球重力势能
的减少等于小球动能的增加
D.整个过程中小球和弹簧组成的系统机械能守恒
BD
例2.如图所示，轻弹簧一端与墙相连处于自然状态，质量为4kg的木块沿光滑的水平面以5 m/s的速度运动并开始挤压弹簧，求：
(1)弹簧的最大弹性势能；
(2)木块被弹回速度增大到3 m/s时弹簧的弹性势能。
答案：(1)50J，(2)32J
例3.小物块A的质量为m=2 kg,物块与坡道间的动摩擦因数为μ=0.6,水平面光滑。坡道顶端距水平面高度为h=1 m,倾角为θ=370。物块从坡道进入水平滑道时,在底端O点处无机械能损失,将轻弹簧的一端连接在水平滑道M处并固定在墙上,另一自由端恰位于坡道的底端O点,如图所示。物块A从坡顶由静止滑下,重力加速度g取10 m/s2,求:
(1)物块滑到O点时的速度大小;
(2)弹簧为最大压缩量时的弹性势能;
(3)物块A被弹回到坡道上升的最大高度。
答案：(1)2m/s， (2)4J，(3)1/9m