《機械能守恆定律的應用 功能關係的理解與應用》機械能守恆定律PPT優秀課件

描述

《機械能守恆定律的應用 功能關係的理解與應用》機械能守恆定律PPT優秀課件

第一部分內容：學習目標

1.能靈活應用機械能守恆定律的三種表達形式.

2.會分析多個物體組成系統的機械能守恆問題.

3.知道常見的幾種功能關係，知道功是能量轉換的量度.

機械能守恆定律的應用功能關係的理解與應用PPT，第二部分內容：01探究重點　提升素養

一、多物體組成的系統機械能守恆問題

1.多個物體所組成的系統，就單一物體而言，機械能一般不守恆，但就係統而言機械能往往是守恆的.

2.關聯物體注意尋找用繩或桿相連接的物體間的速度關係和位移關係.

3.機械能守恆定律表達式的選取技巧

(1)研究對象為單一物體時，可優先考慮應用表達式Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2或ΔEk＝－ΔEp來求解.

(2)研究對象為兩個物體所組成的系統時：

①若兩個物體的重力位能都在減小(或增加)，動能都在增加(或減小)，可優先考慮應用表達式ΔEk＝－ΔEp來求解.

②若A物體的機械能增加，B物體的機械能減少，可優先考慮用表達式ΔEA＝－ΔEB來求解.

規律總結

機械能守恆定律的研究對像是幾個相互作用的物體所組成的系統，常出現以下三種情況：

(1)系統內兩個物體直接接觸或透過彈簧連接.這類連接體問題應注意各物體間不同能量形式的轉化關係.

(2)系統內兩個物體透過輕繩連接.如果和外界不存在摩擦力做功等問題時，只有機械能在兩物體之間相互轉移，兩物體組成的系統機械能守恆.解決此類問題的關鍵是在繩的方向上兩物體速度大小相等.

(3)系統內兩個物體以輕桿連接.輕桿連接的兩物體繞固定轉軸轉動時，兩物體轉動的角速度相等.

二、鏈條類物體的機械能守恆問題

鏈條類物體機械能守恆問題的解題關鍵在於分析重心位置，進而確定物體重力位能的變化，解題要注意兩個問題：一是零位能面的選取；二是鏈條的每一段重心的位置變化和重力位能變化.

例2　如圖2所示，總長為L的光滑勻質鐵鍊跨過一個光滑的輕質小滑輪，開始時下端A、B相平齊，當略有擾動時其一端下落，則當鐵鍊剛脫離滑輪的瞬間，鐵鍊的速度有多大？

三、利用機械能守恆定律分析多過程問題

例3　(2019·啟東中學高一下學期期中)如圖3，光滑管狀軌道ABC由直軌道AB和圓弧形軌道BC組成，二者在B處相切並平滑連接，O為圓心，O、A在同一條水平線上，OC垂直，一直徑略小於圓管直徑的質量為m的小球，用細線穿過管道與質量為M的物塊連接，物塊距離地面足夠高，將小球由A點靜止釋放，當小球移動到B處時細線斷裂，小球繼續運動.已知弧形軌道的半徑為R＝ m，所對應的圓心角為53°，sin 53°＝0.8， cos 53°＝0.6，g＝10 m/s2.

(1)若M＝5m，求小球運動到B處時的速度大小；

(2)若M＝5m，求小球從C點拋出後下落高度h＝ m時到C點的水平位移；

(3)M、m滿足什麼關係時，小球能夠運動到C點？

規律總結

機械能守恆定律多與其他知識相結合進行綜合命題，一般為多過程問題，難度較大.解答此類題目時一定要注意機械能守恆的條件，分析在哪個過程中機械能守恆，然後列式求解，不能盲目應用機械能守恆定律.

四、功能關係的理解與應用

功與能的關係：功是能量轉換的量度，某種力做功往往與某一種具體形式的能量轉化相聯繫，做了多少功，就有多少能量發生轉化.具體功能關係如下表：

例4　如圖4所示，在垂直平面內有一半徑為R的圓弧軌道，半徑OA水平、OB豎直，一個質量為m的小球自A的正上方P點由靜止開始自由下落，小球沿軌道到達最高點B時恰好對軌道沒有壓力.已知AP＝2R，重力加速度為g，則小球從P到B的運動過程中

A.重力做功2mgR

B.機械能減少mgR

C.合外力做功mgR

D.克服摩擦力做功1/2 mgR

例5　(多選)如圖5所示，木塊靜止在光滑水平桌面上，一子彈(可視為質點)水平射入木塊的深度為d時，子彈與木塊相對靜止，在子彈入射的過程中，木塊沿著桌面移動的距離為x，木塊對子彈的平均阻力為Ff，那麼在這過程中，下列敘述正確的是

A.木塊的機械能增量為Ffx

B.子彈的機械能減少量為Ff(x＋d)

C.系統的機械能減少量為Ffd

D.系統的機械能減少量為Ff(x＋d)

機械能守恆定律的應用功能關係的理解與應用PPT，第三部分內容：02隨堂演練　逐點落實

1.(功能關係)(多選)(2018·白水中學高一下學期期末)如圖6所示，質量為m的物體(可視為質點)以某一速度從A點衝上傾角為30°的固定斜面，其運動的加速度大小為3/4g，此物體在斜面上上升的最大高度為h，則在這個過程中物體

A.重力位能增加了3/4mgh

B.克服摩擦力做功1/4mgh

C.動能損失了3/2mgh

D.機械能損失了1/2mgh

2.(鏈條類機械能守恆問題)(2018·樹德中學期末)如圖7所示，一條長為L的柔軟勻質鏈條，開始時靜止在光滑梯形平台上，斜面上的鏈條長為x0，已知重力加速度為g，

Lx0)時，鏈條的速度大小為__________________.(以x0、x、L、g、α表示)

3.(系統機械能守恆的計算)(2018·正定中學期末考)如圖8所示，質量不計的硬直桿的兩端分別固定質量均為m的小球A和B，它們可以繞光滑軸O在垂直面內自由轉動.已知OA＝2OB＝2l，將桿從水平位置由靜止釋放.(重力加速度為g)

(1)在桿轉動到垂直位置時，小球A、B的速度大小分別為多少？

(2)在桿轉動到垂直位置的過程中，桿對A球做了多少功？

(3)在桿剛轉到垂直位置的瞬間，桿對B球的作用力為多大？是推力還是拉力？

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更新時間: 2024-09-30

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