高中粵教版 (2019)第四章機(jī)械能及其守恒定律第五節(jié) 機(jī)械能守恒定律課文內(nèi)容課件ppt-課件下載-教習(xí)網(wǎng)

機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用機(jī)械能的變化與力做功的關(guān)系機(jī)械能守恒定律和動(dòng)能定理的對(duì)比
一、機(jī)械能守恒定律的回顧與理解
在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能與勢(shì)能可以互相轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。1.守恒條件從功的觀(guān)點(diǎn)看：除重力或彈力外，還可以受其他力，其他力不做功從能量的觀(guān)點(diǎn)：只有系統(tǒng)內(nèi)動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，無(wú)其他形式能量（如內(nèi)能）參與。
2.守恒表達(dá)式（1）系統(tǒng)初狀態(tài)的總機(jī)械能等于末狀態(tài)的總機(jī)械能.
EP1 —EP2 ΔEP減=ΔEK增
= EK2 — EK1或 ΔEP增=ΔEK減
E1 =E2（2）系統(tǒng)勢(shì)能的減少量等于系統(tǒng)動(dòng)能的增加量.
3.解題步驟確定研究對(duì)象(物體或系統(tǒng))選擇研究過(guò)程，確定初末狀態(tài)受力分析，判斷機(jī)械能是否守恒，確定初末狀態(tài)的動(dòng)能和勢(shì)能選擇機(jī)械能守恒定律的方程形式，列式求解。E1 = E2ΔEP減 =ΔEK增
解：設(shè)BC半徑為r,在C點(diǎn)：
設(shè)C點(diǎn)為零勢(shì)能參考面：
mg(R ? 2r) ? 0
從A到C用機(jī)械能守恒定律：
小球初狀態(tài)的總機(jī)械能等于小球末狀態(tài)的總機(jī)械能.
單物體問(wèn)題【題1】如圖，豎直平面內(nèi)的光滑固定軌道由一個(gè)半徑為R的1/4圓弧AB 和另一個(gè)1/2圓弧BC組成，兩者在最低點(diǎn)B平滑連接。一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球從A點(diǎn) 由靜止開(kāi)始沿軌道下滑，恰好能通過(guò)C點(diǎn)，則BC弧的半徑為？
【題1】如圖所示，豎直平面內(nèi)的光滑固定軌道由一個(gè)半徑為R的1/4圓弧AB 和另一個(gè)1/2圓弧BC組成，兩者在最低點(diǎn)B平滑連接。一小球可視為質(zhì)點(diǎn)從A 點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿軌道下滑，恰好能通過(guò)C點(diǎn)，則BC弧的半徑為？
從A到C用機(jī)械能守恒定律：1
小球重力勢(shì)能的減少量等于小球動(dòng)能的增加量.
【題2】一很長(zhǎng)的、不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)光滑定滑輪，繩兩端各系一小球a和 b。 a球質(zhì)量為m=1kg，靜置于地面；b球質(zhì)量為M=2kg，用手托住，高度為 h=0.15m，此時(shí)輕繩剛好拉緊．從靜止開(kāi)始釋放b后，求b球著地瞬間的速度v.
a、b速度大小相等，繩子拉力對(duì)a做正功，a的機(jī)械能不守恒對(duì)b，繩子拉力對(duì)b做負(fù)功，b的機(jī)械能不守恒
3.對(duì)于a、b和輕繩構(gòu)成的系統(tǒng)，只有動(dòng)能勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，無(wú)其它形式能產(chǎn)生，系統(tǒng)機(jī)械能守恒
選地面為零勢(shì)能參考面：
Mgh ?mgh ? 1 mv2 ? 1 Mv222
系統(tǒng)初狀態(tài)總機(jī)械能等于系統(tǒng)末狀態(tài)總機(jī)械能.
【題2】一很長(zhǎng)的、不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)光滑定滑輪，繩兩端各系一小球a和 b。 a球質(zhì)量為m=1kg，靜置于地面；b球質(zhì)量為M=2kg，用手托住，高度為 h=0.15m，此時(shí)輕繩剛好拉緊．從靜止開(kāi)始釋放b后，求b球著地瞬間的速度v.方法一：對(duì)于a、b和輕繩構(gòu)成的系統(tǒng)，從b靜止釋放到b著地
瞬間，由機(jī)械能守恒定律有
Mgh ? mgh? 1 mv2
重力勢(shì)能：b減少M(fèi)gh，a增加mgh
系統(tǒng)勢(shì)能的減少量等于系統(tǒng)動(dòng)能的增加量.
【題2】一很長(zhǎng)的、不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)光滑定滑輪，繩兩端各系一小球a和 b。 a球質(zhì)量為m=1kg，靜置于地面；b球質(zhì)量為M=2kg，用手托住，高度為 h=0.15m，此時(shí)輕繩剛好拉緊．從靜止開(kāi)始釋放b后，求b球著地瞬間的速度v.方法二：對(duì)于a、b和輕繩構(gòu)成的系統(tǒng)，從b靜止釋放到b著地瞬間，由機(jī)械能守恒定律有
mgh ? 1 mv2
? Mgh ? 1 Mv22
a：重力勢(shì)能增加 mgh，動(dòng)能增加
b：重力勢(shì)能減少 Mgh，動(dòng)能增加
1 mv221 Mv2
a機(jī)械能的增加量等于b機(jī)械能的減少量.
【題2】一很長(zhǎng)的、不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)光滑定滑輪，繩兩端各系一小球a和 b。 a球質(zhì)量為m=1kg，靜置于地面；b球質(zhì)量為M=2kg，用手托住，高度為 h=0.15m，此時(shí)輕繩剛好拉緊．從靜止開(kāi)始釋放b后，求b球著地瞬間的速度v.方法三：對(duì)于a、b和輕繩構(gòu)成的系統(tǒng)，從b靜止釋放到b著地瞬間，由機(jī)械能守恒定律有
解:對(duì)于a、b和輕繩構(gòu)成的系統(tǒng)，從b靜止釋放到b著地瞬間，由機(jī)械能守恒定律有
二、選擇合適的方程形式解決問(wèn)題
? 1 mv2 ? 1 Mv222
法二： ΔEP減 =ΔEK增
2代入數(shù)據(jù)解得：v=1m/s
mgh ? 1 mv2 ?Mgh ? 1 Mv2
桿關(guān)聯(lián)兩物體問(wèn)題【題3】長(zhǎng)L的輕桿兩端分別固定有質(zhì)量均為m的A、B兩小鐵球，桿的三等分點(diǎn) O處有光滑的水平固定轉(zhuǎn)軸，使輕桿可繞轉(zhuǎn)軸在豎直面內(nèi)無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)用手將該裝置固定在桿恰好水平的位置，然后由靜止釋放。重力加速度為g，求:當(dāng)桿到
達(dá)豎直位置時(shí)小球A、B的速度各多大？從釋放到豎直位置，桿對(duì)A做了多少功?從釋放到豎直位置，A的機(jī)械能改變了多少?對(duì)于A、B和輕桿構(gòu)成的系統(tǒng)，只有動(dòng)能勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，無(wú)其它形式能產(chǎn)生，系統(tǒng) 機(jī)械能守恒
解:（1）對(duì)于A、B和輕桿構(gòu)成的系統(tǒng)，從釋放到豎直位置，由機(jī)械能守恒定律有ΔEP減 =ΔEK增
mg 2 L ? mg L33因?yàn)锳B角速度相同
（2）從釋放到豎直位置，桿對(duì)A，B做了多少功?
解：從釋放到豎直位置，對(duì)A用動(dòng)能定理：
W ? ? 2 mgL5
桿對(duì)A做功：W? ? 2 mgL
（3）從釋放到豎直位置，A的機(jī)械能改變了多少? 解：從釋放到豎直位置，對(duì)A物體：
A的機(jī)械能的改變量等于除重力外其他力所做的功
? 2 mgL ?4 mgL315
A的機(jī)械能減少了 ?E
系統(tǒng)內(nèi)除重力或彈力外，其他力做功，會(huì)引起系統(tǒng)機(jī)械能改變。系統(tǒng)內(nèi)除重力或彈力外，其他力做多少功，系統(tǒng)機(jī)械能就改變多少。
三、機(jī)械能的變化與力做功的關(guān)系
四、機(jī)械能守恒定律與動(dòng)能定理的對(duì)比
需要滿(mǎn)足守恒條件機(jī)械能守恒定律才能使用，使用動(dòng) 能定理不需要條件解決單物體問(wèn)題--動(dòng)能定理，機(jī)械能守恒定律解決多物體系統(tǒng)問(wèn)題--機(jī)械能守恒定律

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第五節(jié) 機(jī)械能守恒定律

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