高中物理机械能守恒定律机械能守恒定律在变“重心”问题中的应用方法宋文龙(初稿).pptVIP

内 容 描 述 课件名称 机械能守恒定律在变“重心”问题中的应用方法 课程内容 机械能守恒定律在变“重心”问题中的应用方法 教学设计 方法简介：整体法隔离法在守恒定律中的应用 方法实践：两道典型例题 方法点拨：灵活地整体或隔离选取研究对象 课堂小结：总结本次课重点 机械能守恒定律在变“重心”问题中的应用方法 连接体系统的变“重心 ” 1 连接体或者质点组系统在运动过程中，有时会出现系统内物体的各个部分所处的位置不同或状态不同，从而导致在该物理过程中系统的整体“重心”在发生变化。 机械能守恒定律在变“重心”问题中的应用方法 2 系统在运动过程中虽变“重心”，但整体上满足系统机械能守恒定律的条件 （1）隔离法：为方便确定“重心” ，以及对应部分物体的势能、动能的变化，先灵活将物体不同部分隔离，等效看做物体由多个不同的质点组成。 （2）整体法：再整体上利用“守恒”观点考虑机械能的转化或者转移，从而有效利用机械能守恒定律去解决此类实际问题。 机械能守恒定律在变“重心”问题中的应用实例 3 归纳起来，比较典型的就是“链条”类、“液柱”类的问题，在解题的过程中要确定某部分的重心，其一般思路是先表示出单位长度的质量，然后再确定出各部分的质量以及重力势能。 运用机械能守恒定律解“链条”类变质量问题 机械能守恒定律在变“重心”问题中的应用实例1 3 例1：有一条长为L的均匀金属链条，如图1所示，其一半长度在光滑斜面上，斜面倾角为θ，另一半长度竖直下垂在空中。当链条由静止释放后，链条开始滑动，求链条全部刚好滑出斜面的瞬间链条的速度。 运用机械能守恒定律解“链条”类变质量问题 机械能守恒定律在变“重心”问题中的应用实例1 3 分析：初状态整个链条重心位置不能确定，可看做由两部分组成，即斜面部分和竖直部分两段，这两段的重心位置容易找到。在整个过程中只有重力做功，链条的机械能守恒。 解析：设链条的总质量为m，取斜面最高点为零势能点，根据机械能守恒定律得： 解得： 点评：求解这类题目时，一是要注意零势面的选取，应尽量能使表达式简单，该题如果选取链条的最低点为零势点，就比较麻烦；二是要注意灵活选取各部分的重心，考虑清楚重心的变化情况，进而搞清重力势能的变化情况。 运用机械能守恒定律解“液柱”类变质量问题 机械能守恒定律在变“重心”问题中的应用实例2 3 例2：如图2所示，一粗细均匀的U型管内装有同种液体且竖直放置，右管口用盖板A封闭一部分气体，左管口开口，两液面高度差为h，U型管中液柱总长为4h，现拿去盖板，液柱开始流动，当两侧液面恰好相齐时，右侧液面下降的速度大小为多少？ 运用机械能守恒定律解“液柱”类变质量问题 机械能守恒定律在变“重心”问题中的应用实例2 3 分析：在液柱流动的过程中除受重力作用外，还受大气压力的作用，但在液体流动的过程中，右侧大气压力做的正功等于左侧大气压力做的负功，所以满足机械能守恒的条件，因此可以运动机械能守恒定律解题。 解析：以原来左侧液面处为重力势能零势面，则由机械能守恒定律得： （设h高液柱质量为m） 解得： 点评：本题若不能正确地考虑到大气压力做的总功为零，便不能正确运用机械能守恒定律解题。 学 练 一根质量为M的链条一半放在光滑的水平桌面上，另一半挂在桌边，如图(a)所示．将链条由静止释放，链条刚离开桌面时的速度为v1.若在链条两端各系一个质量均为m的小球，把链条一半和一个小球放在光滑的水平桌面上，另一半和另一个小球挂在桌边，如图(b)所示．再次将链条由静止释放，链条刚离开桌面时的速度为v2，下列判断中正确的是： A．若M＝2m，则v1＝v2 B．若M＞2m，则v1＜v2 C．若M＜2m，则v1＞v2 D．不论M和m大小关系如何，均有v1＞v2 答案：D 方法点拨 隔离系统不同部分以便确定“重心”变化 1 整体利用机械能守恒观点列相应表达式求解 2 重“心”在变，但守“恒”啊 小 结 方法介绍； 1 两种典例、实战演练； 2 方法点拨。 3 谢 谢！