粤教版高中物理必修第二册第四章机械能及其守恒定律第七节生产和生活中的机械能守恒课件（49页）+学案（有解析）

(课件网) 第七节　生产和生活中的机械能守恒 　　　　 第四章　机械能及其守恒定律 1．深入理解机械能守恒定律，体会应用能量观点解决问题的思路。 2．会分析多个物体组成的系统的机械能守恒问题。 3．掌握非质点类物体的机械能守恒问题的处理方法。 素养目标 知识点一　单个物体的机械能守恒问题 1．应用机械能守恒定律解题的步骤 2．单个物体机械能守恒定律表达式的灵活选取 以单个物体为研究对象，可应用表达式ΔEk＝－ΔEp或E1＝E2列式求解。 　 　打桩机桩锤的质量为1×103 kg，把它提升到离地高度为20 m处，由静止释放，不计空气阻力(取地面为参考平面，g＝10 m/s2)。求： (1)桩锤下落过程重力的平均功率； 答案：1×105 W　 例1 (2)桩锤落到地面时的动能和机械能； 答案：2×105 J　2×105 J 由动能定理得落地时桩锤的动能Ek＝mgh＝2×105 J 以地面为参考平面，重力势能Ep＝0 机械能E＝Ek＋Ep＝2×105 J。 (3)桩锤下落至何处时，动能等于重力势能的3倍？ 答案：离地5 m高处 设离地高度为h′时其动能等于重力势能的3倍 即Ek′＝3Ep′ 由机械能守恒定律得E＝Ek′＋Ep′ 其中Ep′＝mgh′ 联立解得h′＝5 m 即桩锤下落至离地5 m高处，其动能为重力势能的3倍。 　　　如图所示，斜面AB与竖直面内的圆形轨道在B点平滑连接，斜面AB和圆形轨道都是光滑的，圆形轨道半径为R，一个质量为m的小车(可视为质点)在A点由静止释放沿斜面滑下，小车恰能通过圆形轨道的最高点C。已知重力加速度为g。求： (1)A点距水平面的高度h； 答案：2.5R　 例2 (2)运动到B点时小车对轨道压力的大小。 答案：6mg 返回 知识点二　多物体的机械能守恒问题 　　多个物体组成的系统，就其中的单个物体而言，机械能一般不守恒，但就系统而言，若处处光滑，机械能往往是守恒的。 1．当研究对象为两个物体组成的系统时的列式技巧 (1)若两个物体的重力势能都在减小(或增加)，动能都在增加(或减小)，可优先考虑应用表达式ΔEk＝－ΔEp来求解。 (2)若A物体的机械能增加，B物体的机械能减少，可优先考虑用表达式ΔEA＝－ΔEB来求解。 (3)从机械能的转化角度来看，系统中某一类型机械能的减少量等于系统中其他类型机械能的增加量，可用E减＝E增来列式。 2．系统机械能守恒的模型分类 (1)速率相等的连接体模型 如图所示的两物体组成的系统，当释放B，使A、B运动的过程中，二者的速度均沿绳子方向，因A、B在相等时间内运动的路程相等，则A、B的速率相等。 (2)角速度相等的连接体模型 如图所示的两物体组成的系统，当释放后A、B在竖直平面内绕过O点的轴转动，在转动的过程中相等时间内A、B转过的角度相等，则A、B转动的角速度相等。 　 　(2024·东莞市高一期末)如图所示，一根不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，轻绳两端各系一小球a和b(均可视为质点)，a球质量为1 kg，静置于地面；b球质量为2 kg，用手托住，离地面高度h为0.6 m，此时轻绳刚好拉紧，从静止开始释放b球后，在b球落地前一瞬间，小球a的速率为(g取10 m/s2) A．1 m/s　　　B．2 m/s　　　C．3 m/s　　　D．4 m/s 例3 √ 例4 √ 返回 知识点三　非质点类物体的机械能守恒问题 1．在应用机械能守恒定律处理实际问题时，经常遇到像“链条”“液柱”类的物体，其在运动过程中重心位置相对物体也发生变化，因此这类物体不能再看成质点来处理。 2．物体虽然不能看成质点来处理，但因只有重力做功，物体整体机械能守恒。一般情况下，可将物体分段处理，确定质量分布均匀的规则物体各部分的重心位置，根据物体初、末状态重力势能的变化列式求解。 例5 返回 随堂演练　对点落实 1.(多选)(2024·河源市龙川县第一中学高一校考期末)假期小明和家长去游乐场 ... ...