能量守恒定律應(yīng)用教學(xué)課件

能量守恒定律應(yīng)用專題

2006年名師課堂輔導(dǎo)講座—高中部分學(xué)習(xí)內(nèi)容:掌握各能態(tài)性質(zhì)及其決定因素掌握能量轉(zhuǎn)化守恒定律的物理意義掌握求解能量轉(zhuǎn)化守恒定律問題的基本思路及技能技巧學(xué)習(xí)要求:會應(yīng)用能量轉(zhuǎn)化守恒定律定量求解相關(guān)問題5機械能=動能+勢能

一基本知識：能態(tài)

1動能——物體由于運動而具有的能量。大?。篍K=mV2/22重力勢能——物體由于被舉高而具有的能。大?。篍P=mgh3彈性勢能——物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能。4因摩擦而產(chǎn)生的熱能Q=fS相（S相代表物體的相對位移）二基本方法：

能量轉(zhuǎn)化守恒定律表達(dá)式1守恒式：Ek初

+Ep初=Ek末

+Ep末

+Q2轉(zhuǎn)化式：ΔE減

=ΔE增技能與技巧:1守恒式中的EP=mgh是相對量,

必須規(guī)定零勢面.2轉(zhuǎn)化式中的ΔEP=mgΔh是絕對量,

不須規(guī)定零勢面.三基本物理思想：

試求以下三小球沿光滑軌道自由下落相同高度的末速度大小解法二:利用能量守恒定律根據(jù)E初

=E末得mgh=mv2/2V1=V2=V3=解法一:利用牛頓定律可求解V1、V2，但不能求解V3。四對單體應(yīng)用范例：

1如圖所示，質(zhì)量為m的物體從高為h的斜面頂端A處由靜止滑下到斜面底端B，再沿水平面運動到C點停止。欲使此物體從C沿原路返回到A，則在C點至少應(yīng)給物體的初速度V0大小為多少?(不計物體在B處的能量損失)由C→A根據(jù)能量轉(zhuǎn)化守恒定律得mv02/2=mgh+QAB+QBC所以V0=2解:由A→C根據(jù)能量轉(zhuǎn)化守恒定律

ΔE減

=ΔE增得mgh=QAB+QBC2.物體在高為h、傾角為30°的粗糙斜面上自靜止開始滑下,它滑到底端的速度是物體由h高處自由落下速度的0.8倍,求物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=_____.(保留2位有效數(shù)字)hm300而由例1得V=0.8Q=μmgcos300h/sin300

代入上式得μ=0.20解:物體下滑過程中根據(jù)能量轉(zhuǎn)化守恒定律

ΔE減

=ΔE增得mgh=mV2/2+Q3一物體，以6m/s的初速度沿某一斜面底端上滑后又折回，折回到斜面底端時的速度大小為4m/s。試求物體沿斜面上滑的最大高度。（g取10m/s2）AmV0BC解:由A→B根據(jù)能量轉(zhuǎn)化守恒定律

ΔE減

=ΔE增得mv02/2=mgh+Q由B→C根據(jù)能量轉(zhuǎn)化守恒定律得mgh=mv`2/2+Q聯(lián)立得h=2.6m4如圖所示，一總長為L的柔軟繩對稱放在光滑質(zhì)量不計的定滑輪上，由于受到某種擾動開始運動。求：當(dāng)繩一末端a加速上升了h到達(dá)a`時的速度和加速度。解:設(shè)繩總質(zhì)量為M，根據(jù)能量轉(zhuǎn)化守恒定律

ΔE減

=ΔE增得Mgh=MV2/2V=五對物體系應(yīng)用范例：

1如圖所示，兩小球mAmB通過繩繞過固定的半徑為R的光滑圓柱，現(xiàn)將A球由靜止釋放，若A球能到達(dá)圓柱體的最高點，求此時的速度大小。解:B球下落得高度為R+2R/4，A球上升得高度為2R由A→B根據(jù)能量轉(zhuǎn)化守恒定律

ΔE減

=ΔE增得mBg（R+2R/4）=mAg2R+（mA+mB）V2/2則V可解得……。2如圖所示，半徑為r質(zhì)量不計的圓盤豎直放置，圓心O處是一光滑的水平固定軸。在圓盤的最右端固定一個質(zhì)量為m的小球A,在O點的正下方離O點r/2處固定一個質(zhì)量為m的小球B。放開圓盤讓其自由轉(zhuǎn)動則（1）求A球在最底點C速度大?。?）小球A瞬時靜止的位置在

AE點BD點CDC之間DAC之間解（1）:由A運動到C過程根據(jù)能量轉(zhuǎn)化守恒定律得ΔE減

=ΔE增

mAgR=mBgR/2+mAVA2/2+mBVB2/2又因ωA=ωB則VA=2VB連立可求解VA

（2）應(yīng)選C3如圖所示，兩質(zhì)量為m的環(huán)通過長L的繩與另一等質(zhì)量的小球相連，現(xiàn)使兩環(huán)相距L由靜止釋放，求兩環(huán)運動后的最大速度大小。解:根據(jù)能量轉(zhuǎn)化守恒定律

ΔE減

=ΔE增得mg（L-Lsin600）=2mV2/2

V=4如圖所示，已知兩質(zhì)量分別為m1m2線徑不計的小物塊至于小定滑輪兩端，光滑軌道半徑為R?，F(xiàn)將m2由軌道邊緣A點釋放，求其到達(dá)最底點B時的速度大小.解:m2下落得高度為R，m1上升得高度為，設(shè)此時速度分別為V1V2。由A→B根據(jù)能量轉(zhuǎn)化守恒定律

ΔE減

=ΔE增得m2gR=m1g+m1V12/2+m2V22/2又根據(jù)運動合成規(guī)律V1=V2COS450聯(lián)立可求解V1V2

。

5在傾角為θ的斜面體上由質(zhì)量分別為M,m兩物體和一定滑輪構(gòu)成如圖所示系統(tǒng)，若物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ，求釋放后m加速下落H時的落地速度aa解:設(shè)m下落h時的速度為V

根據(jù)能量轉(zhuǎn)化守恒定律

ΔE減

=ΔE增得mgh=Mghsinθ+（m+M）V2/2+Q而Q=μMgcosθh兩式聯(lián)立既可求V=……總結(jié)：1.能量轉(zhuǎn)化守恒定律是宇宙間普遍適用的，是無條件成立的。2.能量轉(zhuǎn)化守恒定律包含機械能守恒定律，機械能守恒定律只是能量轉(zhuǎn)化守恒定律的一個特例。3.因摩擦而產(chǎn)生的熱能一定屬于ΔE增4.若物體間存在能量交換，則只能建立對系統(tǒng)的守恒式或轉(zhuǎn)化式。謝謝動能定理應(yīng)用第三課時1、動能——Ek=mv2/2，式中v是物體的瞬時速度的大小，即瞬時速率（簡稱速率）。2、動能定理——W總=ΔEk

應(yīng)用動能定理的一般思維程序：

1、確定研究對象，進(jìn)行受力分析，認(rèn)真畫出受力分析示意圖；

2、若問題中涉及到F、s、v、m

等物理量，考慮用動能定理！

3、確定研究的物理過程（起點和終點），分析這過程中有哪些力對研究對象作功，作了多少功，正功還是負(fù)功，求出總功；

4、確定研究過程起點和終點的動能，列出動能定理表達(dá)式；

5、求解，必要時討論結(jié)果的合理性。動能動能定理動能定理的應(yīng)用1、常規(guī)題（勻變速直線運動）3、求變力做功問題2、多過程問題4、求解曲線運動問題5、其它問題一輛質(zhì)量m，速度v0的汽車在關(guān)閉發(fā)動機后在水平地面上滑行了距離L后停了下來，試求汽車受到的阻力？例題用拉力F使一個質(zhì)量為m的木箱由靜止開始在水平冰道上移動了s，拉力F跟木箱前進(jìn)的方向的夾角為α，木箱與冰道間的摩擦因數(shù)為μ，求木箱獲得的速度？質(zhì)量為20g的子彈，以300m/s的速度水平射入厚度是10mm的鋼板，射穿后的速度是100m/s，子彈受到的平均阻力是多大？m

子彈問題

一顆子彈速度為v時，剛好打穿一塊鋼板，那么速度為2v時，可打穿幾塊同樣的鋼板？要打穿n塊同樣的鋼板，子彈速度應(yīng)為多大？

子彈問題

子彈問題以速度v水平飛行的子彈先后穿透兩塊由同種材料制成的木板，木板對子彈的平均作用力相等，若子彈穿透兩塊木板后的速度分別為0.8v和0.6v,則兩塊木板的厚度之比為________?一物體靜止在不光滑的水平面上，已知m=1kg，μ=0.1,現(xiàn)用水平外力F=2N拉其運動5m后立即撤去水平外力F,求其還能滑多遠(yuǎn)?Fμ=0.1ff=0=015m

多過程問題直線運動

多過程問題直線運動用拉力F使一個質(zhì)量為m的木箱由靜止開始在水平面上運動S后撤掉F,木箱與水平面間的摩擦系數(shù)為μ,求撤掉F后木箱滑行的距離L？Fv0v=0SL=?

多過程問題直線運動鐵球1m高處掉入沙坑,則已知鐵球在下陷過程中受到沙子的平均阻力為鐵球重力的20倍,則鐵球在沙中下陷深度為多少m?Hh多過程問題（直線運動）解法一：分段列式自由下落：沙坑減速：解法二：全程列式以一恒定的初速度V0豎直向上拋出一小球，小球上升的最大高度為h，空氣阻力的大小恒定不變，則小球回到出發(fā)點時的速度是多大？hGfGf

瞬間力做功問題運動員踢球的平均作用力為200N,把一個靜止的質(zhì)量為1kg的球以10m/s的速度踢出,水平面上運動60m后停下,則運動員對球做的功?FS=60mvov=0求變力做功問題如果運動員踢球時球以10m/s迎面飛來,踢出速度仍為10m/s,則運動員對球做的功為多少?

某人從12.5m的高樓頂突然向上拋出一個小球，不計空氣阻力，小球脫手時的速度是5m/s，小球的質(zhì)量為0.6kg（g=10m/s2)，則人對小球所做功的大小是多少？

瞬間力做功問題質(zhì)量為m的跳水運動員，從高為H的跳臺上，以速率v1起跳，落水時的速度為v2，那么起跳時運動員所做的功是多少？在20m高處，某人將2kg的鉛球以15m／s的速度（水平）拋出，那么此人對鉛球做的功是多少？求變力做功問題（平均力做功問題）一顆質(zhì)量m=10g的子彈，以速度v=600m／s從槍口飛出，子彈飛出槍口時的動能為多少？若測得槍膛長s=0.6m，則火藥引爆后產(chǎn)生的高溫高壓氣體在槍膛內(nèi)對子彈的平均推力多大？一列貨車的質(zhì)量為5.0×105kg,在平直軌道以額定功率3000kw加速行駛,當(dāng)速度由10m/s加速到所能達(dá)到的最大速度30m/s時,共用了2min,則這段時間內(nèi)列車前進(jìn)的距離是多少?Ff求變力做功問題（與機車相聯(lián)系的問題）

求變力做功問題（與機車相聯(lián)系的問題）

速度最大時：應(yīng)用動能定理：f恒定vt

求解曲線運動問題從高為5m處以水平速度8m/s拋出一質(zhì)量為0.2kg的皮球,皮球落地速度為12m/s,求此過程中皮球克服空氣阻力做的功?(g=9.8m/s2)h=5mvo2J某人從距地面25m高處水平拋出一小球，小球質(zhì)量100g，出手時速度大小為10m/s,落地時速度大小為16m/s，取g=10m/s2，試求：（1）

人拋球時對小球做多少功？（2）小球在空中運動時克服阻力做功多少？

求解曲線運動問題求解曲線運動問題V0HV人拋球：球在空中：列式時要注意W合和△Ek的正負(fù)5J,17.2J如圖所