高考物理知識框架復(fù)習(xí)課件4.ppt

第19講機(jī)械能守恒定律 第19講 考點(diǎn)整合 一 物體的機(jī)械能1 構(gòu)成 物體的機(jī)械能等于物體的動能與勢能之和 e ek ep 2 守恒類型 1 只受重力 僅動能和重力勢能相互轉(zhuǎn)化 2 除重力和彈簧彈力做功外 其他力不做功 3 除重力和彈力做功外 其他力做功的代數(shù)和為零 3 變化量的計(jì)算 1 e ek ep 第19講 考點(diǎn)整合 2 e w其他 物體的機(jī)械能的變化量等于除重力 彈簧彈力 外的其他力對物體做的功 二 機(jī)械能守恒定律1 定律內(nèi)容 在只有 做功的情形下 物體的 和 發(fā)生相互轉(zhuǎn)化 機(jī)械能的總量保持不變 2 表達(dá)形式 重力 彈簧彈力 動能 勢能 第19講 考點(diǎn)整合 第19講 考點(diǎn)整合 在應(yīng)用機(jī)械能守恒定律守恒形式時(shí) 必須選取零勢能參考面 而且在同一問題中必須選取同一零勢能參考面 但應(yīng)用轉(zhuǎn)化形式 ek ep和轉(zhuǎn)移形式 ea eb時(shí)不必選取零勢能參考面 只要弄清楚過程中物體重力勢能的變化即可 第19講 要點(diǎn)探究 探究點(diǎn)一對機(jī)械能是否守恒的判斷 判斷機(jī)械能是否守恒的方法一般有兩種 1 根據(jù)機(jī)械能守恒的條件判斷 分析物體系統(tǒng)所受的力 判斷重力和彈力以外的力 不管是系統(tǒng)內(nèi)部物體間的力還是系統(tǒng)外部其他物體施加給系統(tǒng)內(nèi)物體的力 是否對物體做功 如果重力和彈力以外的力對物體系統(tǒng)做了功 則物體系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒 否則 機(jī)械能守恒 第19講 要點(diǎn)探究 2 根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化判斷 對于一個物體系統(tǒng) 分析是否只存在動能和重力勢能 或彈性勢能 的相互轉(zhuǎn)化 如果只存在動能和重力勢能 或彈性勢能 的相互轉(zhuǎn)化 而不存在機(jī)械能和其他形式的能量的轉(zhuǎn)化 機(jī)械能守恒 否則 機(jī)械能不守恒 第19講 要點(diǎn)探究 例1如圖19 1所示四個圖中 木塊均在固定的斜面上運(yùn)動 其中圖a b c中的斜面是光滑的 圖d中的斜面是粗糙的 圖a b中的f為木塊所受的外力 方向如圖中箭頭所示 圖a b d中的木塊向下運(yùn)動 圖c中的木塊向上運(yùn)動 在這四個圖所示的運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒的是 第19講 要點(diǎn)探究 例1c 解析 機(jī)械能守恒的條件是只有重力做功 a b圖中木塊受到三個力作用 即重力 支持力和推力f 有外力f做功 故不符合機(jī)械能守恒定律的適用條件 d中有摩擦力做功 故也不符合機(jī)械能守恒定律的適用條件 只有c選項(xiàng)機(jī)械能守恒 點(diǎn)評 機(jī)械能守恒定律的適用條件絕不是合外力的功等于零 更不是合外力等于零 而是看是否只有重力或彈力做功 第19講 要點(diǎn)探究 變式題 1如圖19 2所示 m1 m2 滑輪光滑 且質(zhì)量不計(jì) 在m1下降階段 不計(jì)空氣阻力 的過程中 下列說法正確的是 a m1的機(jī)械能守恒b m2的機(jī)械能守恒c m1和m2的總機(jī)械能減少d m1和m2的總機(jī)械能守恒 第19講 要點(diǎn)探究 d 解析 m1 m2除受重力外 分別還有繩的拉力 在m1下降時(shí) 拉力對m1做負(fù)功 在m2上升時(shí) 拉力對m2做正功 故m1 m2的機(jī)械能均不守恒 選項(xiàng)ab錯誤 將m1和m2視為一個系統(tǒng) 繩的拉力對m1 m2做功之和為零 只有重力做功 故m1和m2的總機(jī)械能守恒 選項(xiàng)d正確 第19講 要點(diǎn)探究 變式題 2 2011 銘選中學(xué) 如圖19 3所示 長為2l的不可伸長的細(xì)繩一端系于o點(diǎn) 一端系一質(zhì)量為m的物體 物體自與水平方向夾角30 繩拉直 由靜止釋放 問物體到達(dá)o點(diǎn)正下方處的速度是多少 第19講 要點(diǎn)探究 第19講 要點(diǎn)探究 探究點(diǎn)二涉及流體 鏈條 桿 繩的機(jī)械能守恒問題 繩索 鏈條這類的物體常發(fā)生形變 其重心位置不是固定不變的 確定其重心的位置是解決這類問題的關(guān)鍵 順便指出的是 質(zhì)量均勻分布的規(guī)則物體常以重心的位置來確定物體的重力勢能 第19講 要點(diǎn)探究 例2如圖19 4所示 總長為l的光滑勻質(zhì)鐵鏈跨過一個光滑的輕小滑輪 開始時(shí)下端a b相平齊 當(dāng)略有擾動時(shí) 其一端下落 則當(dāng)鐵鏈剛脫離滑輪的瞬間 鐵鏈的速度為多大 第19講 要點(diǎn)探究 第19講 要點(diǎn)探究 點(diǎn)評 對于繩索 鏈條之類的物體 由于發(fā)生形變 其重心位置相對物體并不是固定不變的 能否確定重心的位置 常是解決該類問題的關(guān)鍵 可以采用分段法求出每段的重力勢能 然后求和即為整體的重力勢能 也可采用等效法求出重力勢能的改變量 利用 ek ep求解時(shí) 不需要選取參考平面 且便于分析計(jì)算 第19講 要點(diǎn)探究 變式題 第19講 要點(diǎn)探究 第19講 要點(diǎn)探究 探究點(diǎn)三連接體的機(jī)械能守恒問題 在用機(jī)械能守恒定律解連接體問題時(shí) 一定要注意下面幾個問題 1 靈活地選取研究對象 應(yīng)用機(jī)械能守恒定律必須準(zhǔn)確地選擇研究對象 研究對象選擇得當(dāng)則機(jī)械能守恒 研究對象選擇不得當(dāng)則機(jī)械能不守恒 2 正確判斷機(jī)械能是否守恒 判斷選定的研究對象的機(jī)械能是否守恒可從做功的角度或能量的轉(zhuǎn)化的角度考慮 3 如何選取物理過程 選取物理過程必須遵循兩個基本原則 一要符合求解要求 二要盡量使求解過程簡化 有時(shí)可選全過程 而有時(shí)則必須將全過程分解成幾個階段 然后再分別應(yīng)用機(jī)械能守恒定律求解 第19講 要點(diǎn)探究 例3 2010 福州模擬 如圖19 6所示 光滑圓柱半徑為r 被固定在水平平臺上 用輕繩跨過圓柱體與兩小球m1 m2相連 m1 m2分別為它們的質(zhì)量 開始時(shí)讓m1放在平臺上 兩邊繩繃直 兩球從靜止開始 m1上升 m2下降 當(dāng)m1上升到圓柱的最高點(diǎn)時(shí) 球m1對軌道的壓力為0 2m1g 求 1 小球m1上升到圓柱的最高點(diǎn)時(shí) 速度為多大 用g r表示 2 兩球從靜止開始至m1上升到圓柱的最高點(diǎn) 系統(tǒng)減少的勢能為多少 3 m2應(yīng)為m1的多少倍 第19講 要點(diǎn)探究 第19講 要點(diǎn)探究 第19講 要點(diǎn)探究 2010 山東卷 如圖19 7所示 傾角 30 的粗糙斜面固定