第2课时机械能守恒定律2.docVIP

第2课时　机械能守恒定律 考纲解读 1.掌握重力势能、弹性势能的概念，并能计算.2.掌握机械能守恒的条件，会判断物体的机械能是否守恒.3.掌握机械能守恒定律的三种表达形式，理解其物理意义，并能熟练应用． 考点一　机械能守恒的判断 1．内容 在只有 做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变． 2．条件 ：只有重力或弹力做功． 3．判断方法 (1)用做功判断：若物体或系统只有_______________做功，虽受其他力，但其他力不做功，机械能守恒． (3)用能量转化来判断：若物体或系统中只有_____和_____的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化，则物体或系统机械能守恒． (4)对多个物体组成的系统，除考虑外力是否只有重力做功外，还要考虑系统内力做功，如有滑动摩擦力做功时，因摩擦生热，系统机械能将有损失． 例1　如图1所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是(　　) 图1 A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒 B．乙图中，A置于光滑水平面上，物体B沿光滑斜面下滑，物体B机械能守恒 C．丙图中，不计任何阻力和定滑轮质量时A加速下落，B加速上升过程中，A、B系统机械能守恒 D．丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机械能守恒 递进题组 1．[守恒条件的应用]一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离．假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是(　　) A．运动员到达最低点前重力势能始终减小 B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加 C．蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒 D．蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关 2. [机械能守恒定律的应用]如图2所示，劲度系数为k的轻质弹簧，一端系在竖直放置的半径为R的圆环顶点P，另一端系一质量为m的小球，小球穿在圆环上做无摩擦的运动．设开始时小球置于A点，弹簧处于自然状态，当小球运动到最低点时速率为v，对圆环恰好没有压力．下列分析正确的是(　　) A．小球过B点时，弹簧的弹力为mg－m B．小球过B点时，弹簧的弹力为mg＋m C．从A到B的过程中，小球的机械能守恒 D．从A到B的过程中，小球的机械能减少 图2 1．机械能守恒的条件绝不是合外力的功等于零，更不是合外力为零；“只有重力做功”不等于“只受重力作用”． 2．对于一些绳子突然绷紧、物体间碰撞等情况，除非题目特别说明，否则机械能必定不守恒． 3．对于系统机械能是否守恒，可以根据能量的转化进行判断． 考点二　机械能守恒定律的应用 机械能守恒的三种表达式 1．守恒观点 (1)表达式：Ek1＋Ep1＝____________或E1＝E2. (2)意义：系统初状态的机械能等于末状态的机械能． (3)注意：要先选取零势能参考平面，并且在整个过程中必须选取同一个零势能参考平面． 2．转化观点 (1)表达式：________＝_______. (2)意义：系统的机械能守恒时，系统增加(或减少)的动能等于系统减少(或增加)的势能． 3．转移观点 (1)表达式：______＝________． (2)意义：若系统由A、B两部分组成，当系统的机械能守恒时，则A部分机械能的增加量等于B部分机械能的减少量． 例2　如图3甲所示，竖直平面内的光滑轨道由倾斜直轨道AB和圆轨道BCD组成，AB和BCD相切于B点，CD连线是圆轨道竖直方向的直径(C、D为圆轨道的最低点和最高点)，已知∠BOC＝30°.可视为质点的小滑块从轨道AB上高H处的某点由静止滑下，用力传感器测出小滑块经过圆轨道最高点D时对轨道的压力为F，并得到如图乙所示的压力F与高度H的关系图象，取g＝10 m/s2.求： (1)小滑块的质量和圆轨道的半径； (2)是否存在某个H值，使得小滑块经过最高点D后能直接落到直轨道AB上与圆心等高的点．若存在，请求出H值；若不存在，请说明理由． 图3 递进题组 3．[机械能守恒定律的简单应用]如图4所示，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)．初始时刻，A、B处于同一高度并恰好处于静止状态．剪断轻绳后A下落，B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到两物块着地，两物块(　　) A．速率的变化量不同 B．机械能的变化量不同 C．重力势能的变化量相同 D．重力做功的平均功率相同 图4 　　　　　　用机械能守恒定律解题应注意的两个问题 (1)列方程时，选取的表达角度不同，表达式不同，对参考平面的选取要求也不一定相同． (2)应用机械能守恒能解决的问题，应用动能定理同样能解决，但其解题思路和表