78-機(jī)械能守恒定律

1、第八節(jié)機(jī)械能守恒定律課前預(yù)習(xí)一、動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化1機(jī)械能 動能和勢能(包括_和_)統(tǒng)稱為機(jī)械能2動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化(1)動能與重力勢能的相互轉(zhuǎn)化物體自由下落或沿光滑斜面滑下時，重力對物體做正功，物體的重力勢能_，動能_，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；重力勢能彈性勢能減少增加(2)動能與彈性勢能的相互轉(zhuǎn)化運動的物體沿光滑水平面壓縮彈簧時，彈力對物體做負(fù)功，物體的動能_，彈簧的彈性勢能_，動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能；被壓縮的彈簧沿光滑水平面把跟它接觸的物體彈出去，彈力對物體做正功，彈簧的彈性勢能_，物體的動能_，彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能由此可知，通過_或_做功，動能與勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化減少增加減少增加重力彈力二、

2、機(jī)械能守恒定律1內(nèi)容在只有_或_做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能_這叫做機(jī)械能守恒定律2表達(dá)式 Ek1Ep1_(即 )重力彈力保持不變Ek2Ep2嘗試應(yīng)用1以下實例中的運動物體，哪些的機(jī)械能守恒()A跳傘運發(fā)動在空中勻速下降B滑雪運發(fā)動自高坡自由下滑(不計空氣阻力和摩擦)C汽車在水平路面上勻速行駛D集裝箱被吊車勻速吊起(空氣阻力不計)解析：跳傘運發(fā)動在空中勻速下落過程中，一定受空氣阻力作用，動能不變，勢能減少，機(jī)械能減少，不守恒滑雪運發(fā)動自由下滑，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，機(jī)械能不變；汽車在水平路面勻速行駛，牽引力和阻力做功大小相等，合外力不做功，機(jī)械能守恒；集裝箱勻速吊起時，

3、動能不變，勢能增大，機(jī)械能增大答案：BC嘗試應(yīng)用2一個人站在陽臺上，以相同的速率v0，分別把三個球豎直向上拋出、豎直向下拋出、水平拋出，不計空氣阻力，則三球落地時的速率()A上拋球最大 B下拋球最大C平拋球最大 D三球一樣大答案：D變式應(yīng)用1以下說法中正確的選項是()A用繩子拉著物體勻速上升，只有重力和彈力對物體做功，機(jī)械能守恒B做豎直上拋運動，只有重力對它做功，機(jī)械能守恒C沿光滑斜面自由下滑的物體，只有重力對物體做功，機(jī)械能守恒D用水平拉力使物體沿光滑水平面勻加速運動，機(jī)械能守恒解析：選項A中，彈力對物體做功，但沒有彈性勢能參與轉(zhuǎn)化機(jī)械能不守恒；選項B中，豎直上拋的物體，只受重力作用，機(jī)械能

4、守恒；選項C中，物體除受重力作用外，還受斜面支持力作用，但支持力不做功，機(jī)械能守恒；選項D中，有拉力做功，故機(jī)械能不守恒答案：BC單個物體的機(jī)械能守恒定律 以10 m/s的速度將質(zhì)量為m的物體從地面上豎直向上拋出，若忽略空氣阻力，g取10 m/s2，則：(1)物體上升的最大高度是多少？(2)上升過程中在何處重力勢能與動能相等？答案：(1)5 m(2)2.5 m名師歸納：在利用機(jī)械能守恒定律表達(dá)式E1E2解題時，由于重力勢能的相對性，必須先選取參考平面，方可解題變式應(yīng)用2長為L的均勻鏈條，放在光滑的水平桌面上，且使其長度為1/4垂在桌邊，右如下圖松手后鏈條從靜止開始沿桌邊下滑，則鏈條滑至剛剛離開

5、桌邊時的速度大小為多大？系統(tǒng)的機(jī)械能守恒 如右圖所示是一個橫截面為半圓、半徑為R的光滑柱面，一根不可伸長的細(xì)繩兩端分別系著物體A、B，且mA2mB，由圖示位置從靜止開始釋放物體A，當(dāng)物體B到達(dá)圓柱頂點時，求繩的張力對物體B所做的功名師歸納：對于相互作用的整體，在進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化時，單獨一個物體機(jī)械能一般不守恒，但系統(tǒng)機(jī)械能守恒，可利用機(jī)械能守恒定律對系統(tǒng)列方程求解相關(guān)量變式應(yīng)用3如右圖所示，A物體用板托著，位于離地h 1.0 m處，輕質(zhì)細(xì)繩通過光滑定滑輪與A、B相連，繩子處于繃直狀態(tài)A物體質(zhì)量M1.5 kg，B物體質(zhì)量 m1.0 kg，現(xiàn)將板抽走，A將拉動B上升，設(shè)A著地后不反彈，B上升過程中不會

6、碰到定滑輪，取g10 m/s2.求：(1)A著地時，B的速度大小(2)B物體在上升過程中離地面的最大高度答案：(1)2 m/s(2)1.2 m基礎(chǔ)練1如右圖所示，質(zhì)量為m的蘋果，從離地面H高的樹上由靜止開始落下，樹下有一深度為h的坑若以地面為零勢能面，則當(dāng)蘋果落到坑底時的機(jī)械能為()Amgh BmgHCmg(Hh) Dmg(Hh)解析：以地面為零勢能面，蘋果的機(jī)械能為mgH，下落過程中機(jī)械能守恒答案：B2以下說法正確的選項是()A機(jī)械能守恒時，物體一定只受重力和彈力作用B物體處于平衡狀態(tài)時，機(jī)械能一定守恒C物體所受合力不為0時，其機(jī)械能可能守恒D物體機(jī)械能的變化等于合力對物體做的功C3一蹦極運

7、發(fā)動身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺下落，到最低點時距水面還有數(shù)米距離假定空氣阻力可忽略，運發(fā)動可視為質(zhì)點，以下說法錯誤的選項是()A運發(fā)動到達(dá)最低點前重力勢能始終減小B蹦極繩張緊后的下落過程中，彈力做負(fù)功，彈性勢能增加C蹦極過程中，運發(fā)動、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D蹦極過程中，重力勢能的改變與重力勢能零點的選取有關(guān)解析：運發(fā)動到達(dá)最低點前，重力一直做正功，重力勢能減小，選項A正確彈力一直做負(fù)功，彈性勢能增加，選項B正確除重力、彈力之外無其他力做功，故機(jī)械能守恒，選項C正確重力勢能的改變與重力勢能零點的選取無關(guān)，應(yīng)選項D錯誤答案： D4物體在一個方向豎直向上的拉力作用下參與以下三種運動

8、：勻速上升、加速上升和減速上升關(guān)于這個物體在這三種運動中機(jī)械能的變化情況，正確的說法是()A勻速上升過程中機(jī)械能不變，加速上升過程中機(jī)械能增加，減速上升過程中機(jī)械能減少B勻速上升和加速上升過程中機(jī)械能增加，減速上升過程中機(jī)械能減少C三種運動過程中，機(jī)械能均增加D由于這個拉力和重力大小關(guān)系不明確，不能確定物體的機(jī)械能的增減情況解析：在勻速上升、加速上升和減速上升的過程中，除重力之外的拉力F都做正功，故在這三種情形下，物體的機(jī)械能都增加，C正確答案：C5如以下圖甲所示，質(zhì)量不計的彈簧豎直固定在水平面上，t0時刻，將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點，然后又被

9、彈起離開彈簧，上升到一定高度后再下落，如此反復(fù)通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器，測出這一過程彈簧彈力F隨時間t變化的圖象如圖乙所示，則()At1時刻小球動能最大Bt2時刻小球動能最大Ct2t3這段時間內(nèi)，小球的動能先增加后減少Dt2t3這段時間內(nèi)，小球增加的動能等于彈簧減少的彈性勢能C6蕩秋千是一種常見的娛樂休閑活動，也是我國民族運動會上的一個比賽工程若秋千繩的長度是2.0 m，蕩到最高點時秋千繩與豎直方向成60角，求蕩到最低點時秋千的速度(忽略空氣阻力和摩擦，g取10 m/s2)解析：如圖所示，選擇秋千在最低位置時所處的水平面為零勢能參考平面秋千蕩到最高點A時為初狀態(tài)，初動能Ek10，而此時的

10、重力勢能為Ep1mgl(1cos )；在最低點B處為末狀態(tài)，末動能Ek2mv2，答案：4.5 m/s提高練7由光滑細(xì)管組成的軌道如下圖，其中AB段和BC段是半徑為R的四分之一圓弧，軌道固定在豎直平面內(nèi)一質(zhì)量為m的小球，從距離水平地面為H的管口D處靜止釋放，最后能夠從A端水平拋出落到地面上以下說法正確的選項是()BC8如下圖為某游樂場的翻滾過山車的軌道，豎直圓形軌道的半徑為R，現(xiàn)有一節(jié)車廂(可視為質(zhì)點)，從高處由靜止滑下，不計摩擦和空氣阻力，要使過山車通過圓形軌道的最高點，過山車開始下滑時的高度至少應(yīng)多高？9如下圖，質(zhì)量均為m的物體A和B，通過輕繩跨過定滑輪相連斜面光滑，傾角為，不計繩子和滑輪之間的摩擦開始時A物體離地的高度為h，B物體位于斜面的底端，用手托住A物體，使A、B兩物體均靜止撤去手后，求：(1)A物