581机械能守恒定律的应用
6页1、5.8.1机械能守恒定律的应用班级_姓名_学号_学习目标: 1. 加深对机械能守恒定律的理解。2. 掌握应用机械能守恒定律的解题步骤,理解应用机械能守恒定律处理问题的优点。3熟练应用机械能守恒定律解决力学问题。学习重点: 1. 应用机械能守恒定律的解题步骤。2. 应用机械能守恒定律解决实际问题。学习难点: 应用机械能守恒定律解决实际问题。 主要内容:一、对机械能守恒定律的进一步的理解1关于守恒表达式及其选择问题 机械能守恒定律的常用的表达式有三种形式: 1E1=E2(E1、E2分别表示系统初、末状态时的总机械能)(从守恒的角度看); 2Ek=-Ep(表示系统势能的减少量等于动能的增加量)(从转化的角度看); 3EA=-EB(表示系统只有A、B两物体时,A增加的机械能等于B减少的机械能)(从转移的角度看)。 解题时究竟选取哪一种表达形式,应根据题意灵活选取。 需注意的是: 选用1式时,必须规定零势能参考面,而选用2式和3式时,可以不规定零势能参考面,但必须分清能量的减少量和增加量。2机械能守恒定律解力学问题的优点及应用范围 应用机械能守恒定律解题,是从分析状态的变化入手,只涉及始末状态的
2、能量,而不涉及运动过程的细节,从而简化步骤。相互作用力可以是恒力也可以是变力。这样就避免了直接应用牛顿第二定律时所面临的困难,使问题的解决变得简便。不仅如此,用机械能守恒定律解题也开创了使用“守恒量”处理问题的先河。但应看到,机械能守恒定律的适用条件比较严格,前面提到的判断守恒的方法,实际应用起来,往往难于把握,所以应用机械能守恒定律解题的范闱比较窄小(远不如动能定理应用范隔广), 一般常用于: 抛体运动; 质点在竖直平面内的圆周运动; 质点沿光滑不动的斜面或曲面的运动。 二、应用机械能守恒定律解题的步骤 1根据题意选取研究对象;对象可以是单个物体(不考虑地球自身机械能变化)也可以是系统,并明确系统组成。 2对研究对象进行受力分析和做功情况分析,判断是否满足机械能守恒条件。 3选取零势能参考平面,明确初末状态的机械能;(初末状态的零势能面一定要统一。) 4根据机械能守恒定律列方程、求解、讨论。5注意与其他力学规律的综合应用。【例一】 如图所示,在光滑水平桌面上有一质量为M的小车,小车跟绳一端相连,绳子另一端通过滑轮吊一个质量为m的砝码,则当砝码着地的瞬间(小车未离开桌子)小车的速度大小
3、为多大?在这过程中,绳的拉力对小车所做的功为多少?【例二】 如图所示,光滑圆柱被固定在水平平台上,质量为m1的小球用轻绳跨过圆柱与质量为m2的小球相连,最初小球ml,放在平台上,两边绳竖直,两球从静止开始。m1上升m2 下降。当ml上升到最高点时绳子突然断了,发现m1恰能做平抛运动,求m2应为多大?【例三】 如图所示,在一根长l的细线上系一个质量为m的小球,当把小球拉到使细线与水平面成=30角时,轻轻释放小球。不计空气阻力,试求小球落到悬点正下方的B点时对细线的拉力。课堂训练:1如图,通过定滑轮悬挂两个质量为m1、m2的物体(m1m2),不计绳子质量、绳子与滑轮间的摩擦等,在m1向下运动一段距离的过程中,下列说法中正确的是( ) Am1势能的减少量等于m1动能的增加量。 Bm1势能的减少量等于m2势能的增加量。 Cm1势能的减少量等于m2动能的增加量。 Dm1势能的减少量等于m1 m2两者动能的增加量和m2的势能增加量之和。2如下图所示,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,在将弹簧压缩到最短的整个过程中,下列关于能量的叙述中正确的是( )A重力势能和动能之和总保持不变。B重力势能和弹性
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