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《机械能守恒定律的应用 功能关系的理解和应用》机械能守恒定律PPT优秀课件

发布于:2020-05-03 14:24:25

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《机械能守恒定律的应用 功能关系的理解和应用》机械能守恒定律PPT优秀课件

第一部分内容:学习目标

1.能灵活应用机械能守恒定律的三种表达形式.

2.会分析多个物体组成系统的机械能守恒问题.

3.知道常见的几种功能关系,知道功是能量转化的量度.

... ... ...

机械能守恒定律的应用功能关系的理解和应用PPT,第二部分内容:01探究重点 提升素养

一、多物体组成的系统机械能守恒问题

1.多个物体组成的系统,就单个物体而言,机械能一般不守恒,但就系统而言机械能往往是守恒的.

2.关联物体注意寻找用绳或杆相连接的物体间的速度关系和位移关系.

3.机械能守恒定律表达式的选取技巧

(1)当研究对象为单个物体时,可优先考虑应用表达式Ek1+Ep1=Ek2+Ep2或ΔEk=-ΔEp来求解.

(2)当研究对象为两个物体组成的系统时:

①若两个物体的重力势能都在减小(或增加),动能都在增加(或减小),可优先考虑应用表达式ΔEk=-ΔEp来求解.

②若A物体的机械能增加,B物体的机械能减少,可优先考虑用表达式ΔEA=-ΔEB来求解.

机械能守恒定律的研究对象是几个相互作用的物体组成的系统,经常出现下面三种情况:

(1)系统内两个物体直接接触或通过弹簧连接.这类连接体问题应注意各物体间不同能量形式的转化关系.

(2)系统内两个物体通过轻绳连接.如果和外界不存在摩擦力做功等问题时,只有机械能在两物体之间相互转移,两物体组成的系统机械能守恒.解决此类问题的关键是在绳的方向上两物体速度大小相等.

(3)系统内两个物体通过轻杆连接.轻杆连接的两物体绕固定转轴转动时,两物体转动的角速度相等.

二、链条类物体的机械能守恒问题

链条类物体机械能守恒问题的解题关键是分析重心位置,进而确定物体重力势能的变化,解题要注意两个问题:一是零势能面的选取;二是链条的每一段重心的位置变化和重力势能变化.

例2 如图2所示,总长为L的光滑匀质铁链跨过一个光滑的轻质小滑轮,开始时下端A、B相平齐,当略有扰动时其一端下落,则当铁链刚脱离滑轮的瞬间,铁链的速度为多大?

三、利用机械能守恒定律分析多过程问题

例3 (2019·启东中学高一下学期期中)如图3,光滑管状轨道ABC由直轨道AB和圆弧形轨道BC组成,二者在B处相切并平滑连接,O为圆心,O、A在同一条水平线上,OC竖直,一直径略小于圆管直径的质量为m的小球,用细线穿过管道与质量为M的物块连接,物块距离地面足够高,将小球由A点静止释放,当小球运动到B处时细线断裂,小球继续运动.已知弧形轨道的半径为R=  m,所对应的圆心角为53°,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,g=10 m/s2.

(1)若M=5m,求小球运动到B处时的速度大小;

(2)若M=5m,求小球从C点抛出后下落高度h=   m时到C点的水平位移;

(3)M、m满足什么关系时,小球能够运动到C点?

机械能守恒定律多与其他知识相结合进行综合命题,一般为多过程问题,难度较大.解答此类题目时一定要注意机械能守恒的条件,分析在哪个过程中机械能守恒,然后列式求解,不能盲目应用机械能守恒定律.

四、功能关系的理解与应用

功与能的关系:功是能量转化的量度,某种力做功往往与某一种具体形式的能量转化相联系,做了多少功,就有多少能量发生转化.具体功能关系如下表:

例4 如图4所示,在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道,半径OA水平、OB竖直,一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落,小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力.已知AP=2R,重力加速度为g,则小球从P到B的运动过程中

A.重力做功2mgR

B.机械能减少mgR

C.合外力做功mgR

D.克服摩擦力做功1/2 mgR

例5 (多选)如图5所示,木块静止在光滑水平桌面上,一子弹(可视为质点)水平射入木块的深度为d时,子弹与木块相对静止,在子弹入射的过程中,木块沿桌面移动的距离为x,木块对子弹的平均阻力为Ff,那么在这一过程中,下列说法正确的是

A.木块的机械能增量为Ffx

B.子弹的机械能减少量为Ff(x+d)

C.系统的机械能减少量为Ffd

D.系统的机械能减少量为Ff(x+d)

... ... ...

机械能守恒定律的应用功能关系的理解和应用PPT,第三部分内容:02随堂演练 逐点落实

1.(功能关系)(多选)(2018·白水中学高一下学期期末)如图6所示,质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面,其运动的加速度大小为3/4g,此物体在斜面上上升的最大高度为h,则在这个过程中物体

A.重力势能增加了3/4mgh

B.克服摩擦力做功1/4mgh

C.动能损失了3/2mgh

D.机械能损失了1/2mgh

2.(链条类机械能守恒问题)(2018·树德中学期末)如图7所示,一条长为L的柔软匀质链条,开始时静止在光滑梯形平台上,斜面上的链条长为x0,已知重力加速度为g,

Lx0)时,链条的速度大小为__________________.(用x0、x、L、g、α表示)

3.(系统机械能守恒的计算)(2018·正定中学期末考试)如图8所示,质量不计的硬直杆的两端分别固定质量均为m的小球A和B,它们可以绕光滑轴O在竖直面内自由转动.已知OA=2OB=2l,将杆从水平位置由静止释放.(重力加速度为g)

(1)在杆转动到竖直位置时,小球A、B的速度大小分别为多少?

(2)在杆转动到竖直位置的过程中,杆对A球做了多少功?

(3)在杆刚转到竖直位置的瞬间,杆对B球的作用力为多大?是推力还是拉力?

... ... ...

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机械能守恒定律 机械能守恒定律的应用功能关系的理解和应用
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