教学PPT机械能守恒定律及应用汇总.ppt

4.如图所示，在高1.5 m的光滑平台上有一个质量为2 kg的小球被一细线拴在墙上，球与墙之间有一根被压缩的轻质弹簧.当烧断细线时，小球被弹出，小球落地时的速度方向与水平方向成60°角，则弹簧被压缩时具有的弹性势能为(g=10 m/s2)( ) A.10 J B.15 J C.20 J D.25 J 【解析】选A.由h= gt2和vy=gt得： 落地时，tan60°= 可得： 由机械能守恒得：Ep= mv02,可求得： Ep=10 J,故A正确. 5.(2012·徐州模拟)如图所示,将一质量为m=0.1 kg的小球自水平平台右端O点以初速度v0水平抛出,小球飞离平台后由A点沿切线落入竖直光滑圆轨道ABC,并沿轨道恰好通过最高点C,圆轨道ABC的形状为半径R=2.5 m的圆截去了左上角127°的圆弧,CB为其竖直直径(sin53°=0.8,cos53°=0.6,重力加速度g取10 m/s2).求: (1)小球经过C点的速度大小; (2)小球运动到轨道最低点B时小球对轨道的压力大小; (3)平台末端O点到A点的竖直高度H. 【解析】(1)小球沿轨道恰好通过最高点C,仅由重力提供向心力, 即 解得vC=5 m/s. (2)从B点到C点,取B点为参考面,由机械能守恒定律得 在B点对小球受力分析, 由牛顿第二定律得FN-mg= 解得FN=6.0 N. 据牛顿第三定律,小球对轨道的压力大小也为6.0 N. (3)从A点到B点,取B点为参考面,由机械能守恒定律得 解得 在A点进行速度的分解有vy=vAsin53° 所以 答案:(1)5 m/s (2)6.0 N (3)3.36 m 2012年下学期 制作 06 湖南长郡卫星远程学校 【每课一得】 1.整体法在动能定理中的应用 系统中的多个物体参与运动，动能发生变化， 相互关联的内力也做了功，如果对多个物体组成的 系统进行研究，考虑外力做功以及内力做功的代数 和，应用动能定理(特别是内力做功的代数和为零的 情况)，将会非常简捷。 2012年下学期 制作 06 湖南长郡卫星远程学校 2.整体法在机械能守恒定律中的应用 对某一系统，物体间只有动能和重力势 能及弹性势能相互转化，系统跟外界没有发生 机械能的传递，机械能也没有转变成其他形式 的能(如没有内能产生)，则系统的机械能守 恒。有时单独研究一个物体(实为一个物体与 地球组成的系统)，不满足机械能守恒的条 件，但扩展研究对象，即几个物体组成的物体 系，将满足机械能守恒的条件。 2012年下学期 制作 06 湖南长郡卫星远程学校 对于物体系应用机械能守恒研究，称为整 体法。由于多个物体存在，不便于选择同一零 势面，应用机械能守恒定律列等式往往采用以 下两种形式： (1)物体(或系统)减少的势能等于物体(或系 统)增加的动能，反之亦然。即－ΔEp=ΔEk； (2)若系统内只有A、B两个物体，则A减少 的机械能ΔEA等于B增加的机械能ΔEB，即 －ΔEA=ΔEB。 2012年下学期 制作 06 湖南长郡卫星远程学校 [例1]如图所示，质量分别为m和 2m的两个小球A和B，中间用轻质杆相 连，在杆的中点O处有一固定转动轴， 把杆置于水平位置后释放，在B球顺时 针摆动到最低位置的过程中(不计一切摩擦)(　　) A. B球的重力势能减少，动能增加，B球和地球 组成的系统机械能守恒 B. A球的重力势能增加，动能也增加，A球和地 球组成的系统机械能不守恒 C. A球、B球和地球组成的系统机械能守恒 D. A球、B球和地球组成的系统机械能不守恒 【典例必研】 答案：(1)2 m/s　(2)0.8 m　(3)Ek＝32.5h 2012年下学期 制作 06 湖南长郡卫星远程学校 2012年下学期 制作 06 湖南长郡卫星远程学校 2012年下学期 制作 06 湖南长郡卫星远程学校 (1)对多个物体组成的系统要注意判断物体运动过程中，系统的机械能是否守恒。 (2)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)列机械能守恒方程时，一般选用ΔEk＝－ΔEp的形式。 [例3]　如图所示，长为L的轻杆，一端装 有固定光滑的转动轴O，另一端及中点固 定着质量相同的B球和A球，将轻杆从水 平位置由静止释放，当 轻杆摆至竖直位置时，A、B两球的速度大小各是多少？ 审题指导]　A、B两球各自的机械能并不守恒，所以应用机械能守恒定律时，必须选A、B组成的系统为研究对象，又由于A