《機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用 功能關(guān)系的理解和應(yīng)用》機(jī)械能守恒定律PPT優(yōu)秀課件
第一部分內(nèi)容：學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.能靈活應(yīng)用機(jī)械能守恒定律的三種表達(dá)形式.
2.會(huì)分析多個(gè)物體組成系統(tǒng)的機(jī)械能守恒問(wèn)題.
3.知道常見(jiàn)的幾種功能關(guān)系，知道功是能量轉(zhuǎn)化的量度.
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機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用功能關(guān)系的理解和應(yīng)用PPT，第二部分內(nèi)容：01探究重點(diǎn) 提升素養(yǎng)
一、多物體組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒問(wèn)題
1.多個(gè)物體組成的系統(tǒng)，就單個(gè)物體而言，機(jī)械能一般不守恒，但就系統(tǒng)而言機(jī)械能往往是守恒的.
2.關(guān)聯(lián)物體注意尋找用繩或桿相連接的物體間的速度關(guān)系和位移關(guān)系.
3.機(jī)械能守恒定律表達(dá)式的選取技巧
(1)當(dāng)研究對(duì)象為單個(gè)物體時(shí)，可優(yōu)先考慮應(yīng)用表達(dá)式Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2或ΔEk＝－ΔEp來(lái)求解.
(2)當(dāng)研究對(duì)象為兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)時(shí)：
①若兩個(gè)物體的重力勢(shì)能都在減小(或增加)，動(dòng)能都在增加(或減小)，可優(yōu)先考慮應(yīng)用表達(dá)式ΔEk＝－ΔEp來(lái)求解.
②若A物體的機(jī)械能增加，B物體的機(jī)械能減少，可優(yōu)先考慮用表達(dá)式ΔEA＝－ΔEB來(lái)求解.
規(guī)律總結(jié)
機(jī)械能守恒定律的研究對(duì)象是幾個(gè)相互作用的物體組成的系統(tǒng)，經(jīng)常出現(xiàn)下面三種情況：
(1)系統(tǒng)內(nèi)兩個(gè)物體直接接觸或通過(guò)彈簧連接.這類連接體問(wèn)題應(yīng)注意各物體間不同能量形式的轉(zhuǎn)化關(guān)系.
(2)系統(tǒng)內(nèi)兩個(gè)物體通過(guò)輕繩連接.如果和外界不存在摩擦力做功等問(wèn)題時(shí)，只有機(jī)械能在兩物體之間相互轉(zhuǎn)移，兩物體組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒.解決此類問(wèn)題的關(guān)鍵是在繩的方向上兩物體速度大小相等.
(3)系統(tǒng)內(nèi)兩個(gè)物體通過(guò)輕桿連接.輕桿連接的兩物體繞固定轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩物體轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相等.
二、鏈條類物體的機(jī)械能守恒問(wèn)題
鏈條類物體機(jī)械能守恒問(wèn)題的解題關(guān)鍵是分析重心位置，進(jìn)而確定物體重力勢(shì)能的變化，解題要注意兩個(gè)問(wèn)題：一是零勢(shì)能面的選�。欢擎湕l的每一段重心的位置變化和重力勢(shì)能變化.
例2 如圖2所示，總長(zhǎng)為L(zhǎng)的光滑勻質(zhì)鐵鏈跨過(guò)一個(gè)光滑的輕質(zhì)小滑輪，開(kāi)始時(shí)下端A、B相平齊，當(dāng)略有擾動(dòng)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？
三、利用機(jī)械能守恒定律分析多過(guò)程問(wèn)題
例3 (2019·啟東中學(xué)高一下學(xué)期期中)如圖3，光滑管狀軌道ABC由直軌道AB和圓弧形軌道BC組成，二者在B處相切并平滑連接，O為圓心，O、A在同一條水平線上，OC豎直，一直徑略小于圓管直徑的質(zhì)量為m的小球，用細(xì)線穿過(guò)管道與質(zhì)量為M的物塊連接，物塊距離地面足夠高，將小球由A點(diǎn)靜止釋放，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到B處時(shí)細(xì)線斷裂，小球繼續(xù)運(yùn)動(dòng).已知弧形軌道的半徑為R＝ m，所對(duì)應(yīng)的圓心角為53°，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，g＝10 m/s2.
(1)若M＝5m，求小球運(yùn)動(dòng)到B處時(shí)的速度大小；
(2)若M＝5m，求小球從C點(diǎn)拋出后下落高度h＝ m時(shí)到C點(diǎn)的水平位移；
(3)M、m滿足什么關(guān)系時(shí)，小球能夠運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)？
規(guī)律總結(jié)
機(jī)械能守恒定律多與其他知識(shí)相結(jié)合進(jìn)行綜合命題，一般為多過(guò)程問(wèn)題，難度較大.解答此類題目時(shí)一定要注意機(jī)械能守恒的條件，分析在哪個(gè)過(guò)程中機(jī)械能守恒，然后列式求解，不能盲目應(yīng)用機(jī)械能守恒定律.
四、功能關(guān)系的理解與應(yīng)用
功與能的關(guān)系：功是能量轉(zhuǎn)化的量度，某種力做功往往與某一種具體形式的能量轉(zhuǎn)化相聯(lián)系，做了多少功，就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化.具體功能關(guān)系如下表：
例4 如圖4所示，在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的圓弧軌道，半徑OA水平、OB豎直，一個(gè)質(zhì)量為m的小球自A的正上方P點(diǎn)由靜止開(kāi)始自由下落，小球沿軌道到達(dá)最高點(diǎn)B時(shí)恰好對(duì)軌道沒(méi)有壓力.已知AP＝2R，重力加速度為g，則小球從P到B的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中
A.重力做功2mgR
B.機(jī)械能減少mgR
C.合外力做功mgR
D.克服摩擦力做功1/2 mgR
例5 (多選)如圖5所示，木塊靜止在光滑水平桌面上，一子彈(可視為質(zhì)點(diǎn))水平射入木塊的深度為d時(shí)，子彈與木塊相對(duì)靜止，在子彈入射的過(guò)程中，木塊沿桌面移動(dòng)的距離為x，木塊對(duì)子彈的平均阻力為Ff，那么在這一過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是
A.木塊的機(jī)械能增量為Ffx
B.子彈的機(jī)械能減少量為Ff(x＋d)
C.系統(tǒng)的機(jī)械能減少量為Ffd
D.系統(tǒng)的機(jī)械能減少量為Ff(x＋d)
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機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用功能關(guān)系的理解和應(yīng)用PPT，第三部分內(nèi)容：02隨堂演練 逐點(diǎn)落實(shí)
1.(功能關(guān)系)(多選)(2018·白水中學(xué)高一下學(xué)期期末)如圖6所示，質(zhì)量為m的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))以某一速度從A點(diǎn)沖上傾角為30°的固定斜面，其運(yùn)動(dòng)的加速度大小為3/4g，此物體在斜面上上升的最大高度為h，則在這個(gè)過(guò)程中物體
A.重力勢(shì)能增加了3/4mgh
B.克服摩擦力做功1/4mgh
C.動(dòng)能損失了3/2mgh
D.機(jī)械能損失了1/2mgh
2.(鏈條類機(jī)械能守恒問(wèn)題)(2018·樹(shù)德中學(xué)期末)如圖7所示，一條長(zhǎng)為L(zhǎng)的柔軟勻質(zhì)鏈條，開(kāi)始時(shí)靜止在光滑梯形平臺(tái)上，斜面上的鏈條長(zhǎng)為x0，已知重力加速度為g，
L<BC，∠BCE＝α，斜面上鏈條長(zhǎng)為x(x>x0)時(shí)，鏈條的速度大小為_(kāi)_________________.(用x0、x、L、g、α表示)
3.(系統(tǒng)機(jī)械能守恒的計(jì)算)(2018·正定中學(xué)期末考試)如圖8所示，質(zhì)量不計(jì)的硬直桿的兩端分別固定質(zhì)量均為m的小球A和B，它們可以繞光滑軸O在豎直面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng).已知OA＝2OB＝2l，將桿從水平位置由靜止釋放.(重力加速度為g)
(1)在桿轉(zhuǎn)動(dòng)到豎直位置時(shí)，小球A、B的速度大小分別為多少？
(2)在桿轉(zhuǎn)動(dòng)到豎直位置的過(guò)程中，桿對(duì)A球做了多少功？
(3)在桿剛轉(zhuǎn)到豎直位置的瞬間，桿對(duì)B球的作用力為多大？是推力還是拉力？
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