2012届安徽人教版学海导航新课标高中总复习﹝第1轮﹞物理：第5章3机械能机械能守恒定律.ppt

;1.机械能是否守恒的判断 (2010安徽)伽利略曾设计如图5-3-1所示的一个实验，将摆球拉至M点放开，摆球会达到同一水平高度上的N点．如果在E或F处钉上钉子，摆球将沿不同的圆弧达到同一高度的对应点．反过来，如果让摆球从这些点下落，它同样会达到原水平高度上的M点．这个实验可以说明，物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面(或弧线)下滑时，其末速度的大小(　　) ;A．只与斜面的倾角有关 B．只与斜面的长度有关 C．只与下滑的高度有关 D．只与物体的质量有关; 解析：伽利略的理想斜面和摆球实验，斜面上的小球和摆线上的小球好像“记得”起自己的起始高度，实质上动能与势能的转化过程中，总能量不变．物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面(或弧线)下滑时，高度越大，初始的势能越大，转化后的末动能也就越大，速度越大，C正确．; 点评：以物理史料和探??类问题为背景编拟试题，体现新课程“注重科学探究，提倡学习方式多样化”的理念．培养学生的科学创新精神和提高创新能力是落实素质教育的核心，在中学物理教学中实施创新教育时物理学史有着重要的作用．; 如图5-3-2，物块、斜面和水平面都是光滑的，物块从静止开始沿斜面下滑过程中，物块机械能是否守恒？系统机械能是否守恒？; 以物块和斜面组成的系统为研究对象，很明显物块下滑过程中系统不受摩擦和介质阻力，故系统机械能守恒.又由斜面将向左运动，即斜面的机械能将增大，故物块的机械能一定将减少.;2.单个物体机械能守恒定律的应用 如图5-3-3所示，位于竖直平面内的光滑轨道，由一段斜的直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成，圆形轨道的半径为R.一质量为m的小物块从斜轨道上某处由静止开始下滑，然后沿圆形轨道运动.要求物块能通过圆形轨道最高点，且在该最高点与轨道间的压力不能超过5mg(g为重力加速度).求物块初始位置相对圆 形轨道底部的高度h的 取值范围.; 设物块在圆形轨道最高点的速度为v，由机械能守恒得 ① 物块在最高点受的力为重力mg、轨道压力N.重力与压力的合力提供向心力，有 ② 物块能通过最高点的条件N≥0 ③ 由②③两式得 ④;由①④式得h≥5R/2 ⑤ 按题的要求，N≤5mg， 由②式得 ⑥ 由①⑥式得h≤5R ⑦ h的取值范围是; 山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动.一滑雪坡由AB和BC组成，AB是倾角为37°的斜坡，BC是半径为R=5m的圆弧面，圆弧面和斜面相切于B，与水平面相切于C，如图5-3-4所示，AB竖直高度差h1=8.8m，竖直台阶CD高度差为h2=5m，台阶底端与倾角为37°斜坡DE相连.运动员连同滑雪装备总质量为80kg，从A点由静止滑下 通过C点后飞落到DE上(不计 空气阻力和轨道的摩擦阻 力，g取10m/s2，sin37°=0.6， cos37°=0.8).求：;(1)运动员到达C点的速度大小； (2)运动员经过C点时轨道受到的压力大小； (3)运动员在空中飞行的时间. (1)A→C过程，由机械能守恒定律,得： mg(h1+ΔR)= mvC2ΔR=R(1-cos37°) 所以vC=14m/s (2)在C点，由牛顿第二定律有： 所以FC=3936N;由牛顿第三定律知，运动员在C点时轨道受到的压力大小为3936N (3)设在空中飞行时间为t，则有： 所以t=2.5s(t=-0.4s舍去); 3.系统机械能守恒定律的应用 如图5-3-5所示，倾角为θ的光滑斜面上放有两个质量均为m的小球A和B，两球之间用一根长为L的轻杆相连，下面的小球B离斜面底端的高度为h.两球从静止开始下滑，不计球与地面碰撞时的机械能损失，且地面光滑，求 (1)两球在光滑水平面上 运动时的速度大小； (2)整个运动过程中杆对 A球所做的功.; (1)由于不计摩擦及碰撞时的机械能损失，因此两球组成的系统机械能守恒，两球在光滑水平面上运动时的速度大小相等，设为v，根据机械能守恒定律有： 解得;(2)因两球在光滑水平面上运动的速度比小球B从h处自由滑下的速度 大，增加的动能就是杆对B做正功的结果，B增加的动能为 因为系统机械能守恒，所以