機(jī)械能守恒定律習(xí)題課(趙書(shū)田)

研究對(duì)象：表達(dá)式：系統(tǒng)（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.（2）物體（或系統(tǒng)）減少的勢(shì)能等于物體（或系統(tǒng)）增加的動(dòng)能（3）系統(tǒng)內(nèi)A減少的機(jī)械能等于B增加的機(jī)械能注意零勢(shì)面轉(zhuǎn)化角度轉(zhuǎn)移角度守恒角度第一頁(yè)第二頁(yè)，共32頁(yè)。例題1.關(guān)于物體的機(jī)械能是否守恒的敘述，下列說(shuō)法中正確的是（）A、做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體，機(jī)械能一定守恒B、做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，機(jī)械能一定守恒C、合外力對(duì)物體所做的功等于零時(shí)，機(jī)械能一定守恒D、若只有重力對(duì)物體做功，機(jī)械能一定守恒D典例剖析——守恒判斷第二頁(yè)第三頁(yè)，共32頁(yè)。2．如下圖所示，三面光滑的斜劈放在水平面上，物塊由靜止沿斜劈下滑，則（）A．物塊動(dòng)能增加，重力勢(shì)能減少B．斜劈的動(dòng)能為零C．物塊的動(dòng)能和重力勢(shì)能總量不變D．系統(tǒng)的機(jī)械能總量不變課堂練習(xí)1.在下列的物理過(guò)程中，機(jī)械能守恒的有（）A．把一個(gè)物體豎直向上勻速提升的過(guò)程B．物體沿斜面勻速下滑的過(guò)程C．汽車關(guān)閉油門后沿水平公路向前滑行的過(guò)程D．從高處豎直下落的物體落在豎立的輕彈簧上，壓縮彈簧的過(guò)程，對(duì)彈簧、物體和地球這一系統(tǒng)ADD第三頁(yè)第四頁(yè)，共32頁(yè)。3.如圖，小球在P點(diǎn)從靜止開(kāi)始下落，正好落在下端固定于桌面的輕彈簧上，把彈簧壓縮后又被彈起，不計(jì)空氣阻力，下列結(jié)論正確的是（）A．小球落到彈簧上后，立即做減速運(yùn)動(dòng)B．在題述過(guò)程中，小球、彈簧、地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒C．當(dāng)彈簧對(duì)小球的彈力大小等于小球所受重力大小時(shí)，彈簧的形變量最大D．小球被彈簧彈起后，所能到達(dá)的最高點(diǎn)高于P點(diǎn)課堂練習(xí)B第四頁(yè)第五頁(yè)，共32頁(yè)。例題2.如圖：在水平臺(tái)面上的A點(diǎn)，一個(gè)質(zhì)量為m的物體以初速度v0被拋出，不計(jì)空氣阻力，求它到達(dá)B點(diǎn)的速度大小。典例剖析——單物體守恒解：以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，其從A到B的過(guò)程中，只受重力，故機(jī)械能守恒：以B點(diǎn)所在平面為參考平面，由機(jī)械能守恒定律得：第五頁(yè)第六頁(yè)，共32頁(yè)。例題2.如圖：在水平臺(tái)面上的A點(diǎn)，一個(gè)質(zhì)量為m的物體以初速度v0被拋出，不計(jì)空氣阻力，求它到達(dá)B點(diǎn)的速度大小。典例剖析——單物體守恒解：小球從A到B的過(guò)程中，由動(dòng)能定理得：第六頁(yè)第七頁(yè)，共32頁(yè)。4.如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量相同的物體A和B，在同一高度處，A物體自由落下，B物體沿光滑斜面下滑，則它們到達(dá)地面時(shí)（空氣阻力不計(jì)）（）A.速率相同，動(dòng)能相同B.B物體的速率大，動(dòng)能也大C.A、B兩物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能都守恒D.B物體重力所做的功比A物體重力所做的功多課堂練習(xí)AC5.a、b、c三球自同一高度以相同速率拋出，a球豎直上拋，b球水平拋出，c球豎直下拋．則三球落地的速率va、vb、vc的大小關(guān)系？第4題圖第七頁(yè)第八頁(yè)，共32頁(yè)。3.如圖AB軌道和一個(gè)半徑為R的半圓弧相連，將球從距離水平面H高處A點(diǎn)無(wú)初速的釋放，整個(gè)過(guò)程摩擦力均可忽略，求：（1）物體到達(dá)B點(diǎn)的速度。（2）物體到達(dá)C點(diǎn)的速度。HRBCA第八頁(yè)第九頁(yè)，共32頁(yè)。HRBCA解：以地面為零勢(shì)面，從A到B過(guò)程中:由機(jī)械能守恒定律：從A到C過(guò)程:由機(jī)械能守恒定律：△標(biāo)準(zhǔn)答案展示：選零勢(shì)面條件判斷點(diǎn)明過(guò)程、原理找初末狀態(tài)機(jī)械能，列方程求解思考：分別以A、C點(diǎn)所在平面為零勢(shì)面，如何列機(jī)械能守恒？第九頁(yè)第十頁(yè)，共32頁(yè)。典例剖析——系統(tǒng)守恒例題3.如圖，質(zhì)量為m的木塊放在光滑的水平桌面上，用輕繩繞過(guò)桌邊光滑的定滑輪與質(zhì)量為2m的砝碼相連，讓繩拉直后使砝碼從靜止開(kāi)始下降h的距離時(shí)砝碼未落地，木塊仍在桌面上，這時(shí)砝碼的速率為多少？解析：對(duì)木塊和砝碼組成的系統(tǒng)內(nèi)只有重力勢(shì)能和動(dòng)能的轉(zhuǎn)化，故機(jī)械能守恒，以砝碼末位置所在平面為參考平面，由機(jī)械能守恒定律得：第十頁(yè)第十一頁(yè)，共32頁(yè)。典例剖析——系統(tǒng)守恒例題3.如圖，質(zhì)量為m的木塊放在光滑的水平桌面上，用輕繩繞過(guò)桌邊光滑的定滑輪與質(zhì)量為2m的砝碼相連，讓繩拉直后使砝碼從靜止開(kāi)始下降h的距離時(shí)砝碼未落地，木塊仍在桌面上，這時(shí)砝碼的速率為多少？解析：對(duì)木塊和砝碼組成的系統(tǒng)內(nèi)只有重力勢(shì)能和動(dòng)能的轉(zhuǎn)化，故機(jī)械能守恒，以砝碼末位置所在平面為參考平面，由機(jī)械能守恒定律得：第十一頁(yè)第十二頁(yè)，共32頁(yè)。6.如圖所示，在光滑水平桌面上有一質(zhì)量為M的小車，小車跟繩一端相連，繩子另一端通過(guò)滑輪吊一個(gè)質(zhì)量為m的磚碼，則當(dāng)砝碼著地的瞬間（小車未離開(kāi)桌子）小車的速度大小為_(kāi)___________，在這過(guò)程中，繩的拉力對(duì)小車所做的功為_(kāi)______________。課堂練習(xí)7．如圖小球AB質(zhì)量分別是m、2m.通過(guò)輕繩跨在半徑為R光滑的半圓曲面上。由靜止釋放。求小球A剛到半圓頂端時(shí)的速度？第十二頁(yè)第十三頁(yè)，共32頁(yè)。6.解析：⑴對(duì)M和m組成的系統(tǒng)內(nèi)，從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到m著地的過(guò)程中，只有重力勢(shì)能和動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化，故機(jī)械能守恒，以地面為參考平面，由機(jī)械能守恒定律得：第十三頁(yè)第十四頁(yè)，共32頁(yè)。6.解析：⑴對(duì)M和m組成的系統(tǒng)內(nèi)，從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到m著地的過(guò)程中，只有重力勢(shì)能和動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化，故機(jī)械能守恒，以地面為參考平面，由機(jī)械能守恒定律得：⑵以M為研究對(duì)象，由動(dòng)能定理得：第十四頁(yè)第十五頁(yè)，共32頁(yè)。7．如圖小球AB質(zhì)量分別是m、2m.通過(guò)輕繩跨在半徑為R光滑的半圓曲面上。由靜止釋放。求小球A剛到半圓頂端時(shí)的速度？解析：對(duì)兩球組成的系統(tǒng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,只有重力勢(shì)能和動(dòng)能轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒，選取初位置所在平面為參考平面，由機(jī)械能守恒定律得：第十五頁(yè)第十六頁(yè)，共32頁(yè)。7．如圖小球AB質(zhì)量分別是m、2m.通過(guò)輕繩跨在半徑為R光滑的半圓曲面上。由靜止釋放。求小球A剛到半圓頂端時(shí)的速度？解析：對(duì)兩球組成的系統(tǒng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,只有重力勢(shì)能和動(dòng)能轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒，選取初位置所在平面為參考平面，由機(jī)械能守恒定律得：第十六頁(yè)第十七頁(yè)，共32頁(yè)。課堂小結(jié)機(jī)械能守恒定律1.內(nèi)容：2.守恒條件：①只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈力做功②只有動(dòng)能和勢(shì)能之間的轉(zhuǎn)化3.表達(dá)式：4.解題步驟：①確定對(duì)象、過(guò)程②判斷機(jī)械能是否守恒③確定參考平面，及初、末機(jī)械能④由機(jī)械能守恒定律列方程，求解5.典型題目：①機(jī)械能守恒判斷②單物體機(jī)械能守恒③系統(tǒng)機(jī)械能守恒第十七頁(yè)第十八頁(yè)，共32頁(yè)。作業(yè)課本38頁(yè)：5、6、7第十八頁(yè)第十九頁(yè)，共32頁(yè)。第十九頁(yè)第二十頁(yè)，共32頁(yè)。例題4.一條長(zhǎng)為L(zhǎng)的均勻鏈條，放在光滑水平桌面上，鏈條的一半垂于桌邊，如圖所示現(xiàn)由靜止開(kāi)始使鏈條自由滑落，當(dāng)它全部脫離桌面時(shí)的速度為多大?典例剖析——系統(tǒng)守恒第二十頁(yè)第二十一頁(yè)，共32頁(yè)。1.（12分）以10m／s的速度將質(zhì)量是m的物體從地面豎直向上拋出，若忽略空氣阻力，求（1）物體上升的最大高度.（2）上升過(guò)程中何處重力勢(shì)能和動(dòng)能相等?（以地面為參考面）2.以10m/s的初速度從10m高的塔上拋出一顆石子，不計(jì)空氣阻力,求石子落地時(shí)速度的大小．3.一條長(zhǎng)為L(zhǎng)的均勻鏈條，放在光滑水平桌面上，鏈條的一半垂于桌邊，如圖所示現(xiàn)由靜止開(kāi)始使鏈條自由滑落，當(dāng)它全部脫離桌面時(shí)的速度為多大?第二十一頁(yè)第二十二頁(yè)，共32頁(yè)。第二十二頁(yè)第二十三頁(yè)，共32頁(yè)。2．質(zhì)量均為1kg的物體A和B，通過(guò)跨過(guò)傾角為30°的光滑斜面頂端的定滑輪連接。B在斜面底端，A離地h=0.8m，從靜止開(kāi)始放手讓它們運(yùn)動(dòng).求：

(1)物體A著地時(shí)的速度；

(2)物體A著地后物體B沿斜面上滑的最大距離.第二十三頁(yè)第二十四頁(yè)，共32頁(yè)。第二十四頁(yè)第二十五頁(yè)，共32頁(yè)。17.半徑R=1m的1/4圓弧軌道下端與一水平軌道連接，水平軌道離地面高度h=1m，如圖所示，有一質(zhì)量m=1.0kg的小滑塊自圓軌道最高點(diǎn)A由靜止開(kāi)始滑下，經(jīng)過(guò)水平軌跡末端B時(shí)速度為4m/s，滑塊最終落在地面上，試求:(1)不計(jì)空氣阻力，滑塊落在地面上時(shí)速度多大？(2)滑塊在軌道上滑行時(shí)克服摩擦力做功多少？第二十五頁(yè)第二十六頁(yè)，共32頁(yè)。16.（12分）如圖所示，斜面傾角θ=30°，另一邊與地面垂直，高為H，斜面頂點(diǎn)有一定滑輪，物塊A和B的質(zhì)量分別為m1和m2，通過(guò)輕而軟的細(xì)繩連結(jié)并跨過(guò)定滑輪，開(kāi)始時(shí)兩物塊都位于與地面的垂直距離為H的位置上，釋放兩物塊后，A沿斜面無(wú)摩擦地上滑，B沿斜面的豎直邊下落，若物塊A恰好能達(dá)到斜面的頂點(diǎn)，試求m1和m2的比值.（滑輪質(zhì)量、半徑及摩擦均可忽略）第二十六頁(yè)第二十七頁(yè)，共32頁(yè)。16、解:①第二十七頁(yè)第二十八頁(yè)，共32頁(yè)。②聯(lián)立①②得：第二十八頁(yè)第二十九頁(yè)，共32頁(yè)。5、如圖：光滑斜面的傾角為30°，頂端離地高度為0.2米，質(zhì)量相等的兩個(gè)小球A、B，用恰好等于斜面長(zhǎng)度的細(xì)繩相連，使A在斜面底端，現(xiàn)把B少許移出斜面，使它由靜止開(kāi)始沿斜面的豎直邊下落，求：（1）當(dāng)B球剛落地時(shí)，A球的速度（2）B球落地后，A球還可沿斜面運(yùn)動(dòng)的距離（