高中物理機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律在變“重心”問題中的應(yīng)用方法宋文龍初稿

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容描

述課件名稱機(jī)械能守恒定律在變“重心”問題中的應(yīng)用方法課程內(nèi)容機(jī)械能守恒定律在變“重心”問題中的應(yīng)用方法教學(xué)設(shè)計(jì)方法簡介：整體法隔離法在守恒定律中的應(yīng)用方法實(shí)踐：兩道典型例題方法點(diǎn)撥：靈活地整體或隔離選取研究對象課堂小結(jié)：總結(jié)本次課重點(diǎn)機(jī)械能守恒定律

在變“重心”問題中的應(yīng)用方法連接體系統(tǒng)的變“重心”1連接體或者質(zhì)點(diǎn)組系統(tǒng)在運(yùn)動過程中，有時會出現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)物體的各個部分所處的位置不同或狀態(tài)不同，從而導(dǎo)致在該物理過程中系統(tǒng)的整體“重心”在發(fā)生變化。機(jī)械能守恒定律在變“重心”問題中的應(yīng)用方法2系統(tǒng)在運(yùn)動過程中雖變“重心”，但整體上滿足系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律的條件（1）隔離法：為方便確定“重心”，以及對應(yīng)部分物體的勢能、動能的變化，先靈活將物體不同部分隔離，等效看做物體由多個不同的質(zhì)點(diǎn)組成。（2）整體法：再整體上利用“守恒”觀點(diǎn)考慮機(jī)械能的轉(zhuǎn)化或者轉(zhuǎn)移，從而有效利用機(jī)械能守恒定律去解決此類實(shí)際問題。機(jī)械能守恒定律在變“重心”問題中的應(yīng)用實(shí)例3歸納起來，比較典型的就是“鏈條”類、“液柱”類的問題，在解題的過程中要確定某部分的重心，其一般思路是先表示出單位長度的質(zhì)量，然后再確定出各部分的質(zhì)量以及重力勢能。運(yùn)用機(jī)械能守恒定律解“鏈條”類變質(zhì)量問題機(jī)械能守恒定律在變“重心”問題中的應(yīng)用實(shí)例13例1：有一條長為L的均勻金屬鏈條，如圖1所示，其一半長度在光滑斜面上，斜面傾角為θ，另一半長度豎直下垂在空中。當(dāng)鏈條由靜止釋放后，鏈條開始滑動，求鏈條全部剛好滑出斜面的瞬間鏈條的速度。運(yùn)用機(jī)械能守恒定律解“鏈條”類變質(zhì)量問題機(jī)械能守恒定律在變“重心”問題中的應(yīng)用實(shí)例13分析：初狀態(tài)整個鏈條重心位置不能確定，可看做由兩部分組成，即斜面部分和豎直部分兩段，這兩段的重心位置容易找到。在整個過程中只有重力做功，鏈條的機(jī)械能守恒。解析：設(shè)鏈條的總質(zhì)量為m，取斜面最高點(diǎn)為零勢能點(diǎn)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得：解得：點(diǎn)評：求解這類題目時，一是要注意零勢面的選取，應(yīng)盡量能使表達(dá)式簡單，該題如果選取鏈條的最低點(diǎn)為零勢點(diǎn)，就比較麻煩；二是要注意靈活選取各部分的重心，考慮清楚重心的變化情況，進(jìn)而搞清重力勢能的變化情況。運(yùn)用機(jī)械能守恒定律解“液柱”類變質(zhì)量問題機(jī)械能守恒定律在變“重心”問題中的應(yīng)用實(shí)例23例2：如圖2所示，一粗細(xì)均勻的U型管內(nèi)裝有同種液體且豎直放置，右管口用蓋板A封閉一部分氣體，左管口開口，兩液面高度差為h，U型管中液柱總長為4h，現(xiàn)拿去蓋板，液柱開始流動，當(dāng)兩側(cè)液面恰好相齊時，右側(cè)液面下降的速度大小為多少？運(yùn)用機(jī)械能守恒定律解“液柱”類變質(zhì)量問題機(jī)械能守恒定律在變“重心”問題中的應(yīng)用實(shí)例23分析：在液柱流動的過程中除受重力作用外，還受大氣壓力的作用，但在液體流動的過程中，右側(cè)大氣壓力做的正功等于左側(cè)大氣壓力做的負(fù)功，所以滿足機(jī)械能守恒的條件，因此可以運(yùn)動機(jī)械能守恒定律解題。解析：以原來左側(cè)液面處為重力勢能零勢面，則由機(jī)械能守恒定律得：（設(shè)h高液柱質(zhì)量為m）解得：點(diǎn)評：本題若不能正確地考慮到大氣壓力做的總功為零，便不能正確運(yùn)用機(jī)械能守恒定律解題。學(xué)練一根質(zhì)量為M的鏈條一半放在光滑的水平桌面上，另一半掛在桌邊，如圖(a)所示．將鏈條由靜止釋放，鏈條剛離開桌面時的速度為v1.若在鏈條兩端各系一個質(zhì)量均為m的小球，把鏈條一半和一個小球放在光滑的水平桌面上，另一半和另一個小球掛在桌邊，如圖(b)所示．再次將鏈條由靜止釋放，鏈條剛離開桌面時的速度為v2，下列判斷中正確的是：A．若M＝2m，則v1＝v2 B．若M＞2m，則v1＜v2C．若M＜2m，則v1＞v2 D．不論M和m大小關(guān)系如何，均有v1＞v2答案：D方法點(diǎn)撥隔離系統(tǒng)不