專題一多個物體的系統(tǒng)機械能守恒導學案高一下學期物理人教版

高一年級物理第八章機械能守恒定律自學探究學案8.4-2專題一：多個物體的系統(tǒng)機械能守恒主備:王來智時間：5月26日班級姓名學習目標-核心素養(yǎng)物理觀念：1.知道多個物體構成的系統(tǒng)機械能守恒的條件2.會用不同形式的表達式列系統(tǒng)機械能守恒方程科學思維：在具體情景中，能判定多個物體構成的系統(tǒng)機械能是否守恒。專題要點：一、多個物體構成系統(tǒng)機械能守恒條件：兩個或兩個以上的物體通過細繩或輕桿或彈簧或接觸擠壓聯(lián)系在一起，系統(tǒng)僅在重力作用下運動，但整個系統(tǒng)與外界無能量交換，對系統(tǒng)中某一個物體來說機械能不守恒，機械能僅在系統(tǒng)內物體間轉移或轉化，所以系統(tǒng)機械能守恒．二、多個物體構成系統(tǒng)機械能守恒的常用表達式1．系統(tǒng)勢能(包括重力勢能和彈性勢能)減少多少，動能就增加多少，反之亦然。即ΔEp＝－ΔEk.（轉化思想）2．系統(tǒng)內某一部分機械能減少多少，另一部分機械能就增加多少。即ΔE機1＝－ΔE機2.（轉移思想）3．系統(tǒng)內各個物體初態(tài)的機械能之和等于末態(tài)的機械能之和。即Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2或E機1＝E機2.（守恒思想）三、常見類型1．繩連接的物體系統(tǒng)機械能守恒如圖所示的兩物體組成的系統(tǒng)，釋放B而使A、B運動的過程中，整個系統(tǒng)機械能守恒例1。為H＝0.5m，取g＝10m/s2.M1與M2從靜止開始釋放，M1由靜止下落0.3m時的速度為例2.如圖所示，物體A的質量為M，圓環(huán)B的質量為m，通過繩子連接在一起，圓環(huán)套在光滑的豎直桿上，開始時連接圓環(huán)的繩子處于水平，長度l＝4m，現(xiàn)從靜止釋放圓環(huán)．不計定滑輪和空氣的阻力，g取10m/s2，若圓環(huán)下降h＝3m時的速度v＝5m/s，則A和B的質量關系為A.eq\f(M,m)＝eq\f(35,29)B.eq\f(M,m)＝eq\f(7,9)C.eq\f(M,m)＝eq\f(39,25)D.eq\f(M,m)＝eq\f(15,19)2．桿連接的物體系統(tǒng)機械能守恒如圖所示的兩物體組成的系統(tǒng)，釋放后A、B在豎直平面內繞過O點的軸轉動．系統(tǒng)動量守恒。例3.如圖所示，A、B兩小球分別固定在一剛性輕桿的兩端，兩球球心間相距L＝1.0m，兩球質量分別為mA＝4.0kg，mB＝1.0kg，桿上距A球球心0.40m處有一水平軸O，桿可繞軸無摩擦轉動，現(xiàn)先使桿保持水平，然后從靜止釋放。當桿轉到豎直位置，則（g取10m/s2)(1)兩球的速度各是多少？(2)桿對B球的作用力？（3）轉動過程中桿對A球做功為多少？(計算中重力加速度的數(shù)值3.接觸擠壓聯(lián)系的物體系統(tǒng)機械能守恒例4.如圖22所示，將楔木塊放在光滑水平面上靠墻邊處并用手固定，然后在木塊和墻面之間放入一個小球，球的下緣離地面高度為H，木塊的傾角為，球和木塊質量相等，一切接觸面均光滑，放手讓小球和木塊同時由靜止開始運動，求球著地時球和木塊的速度。4．彈簧連接的物體系統(tǒng)機械能守恒由彈簧相連的物體系統(tǒng)，在運動過程中既有重力做功又有彈簧彈力做功，這時系統(tǒng)內物體的動能、重力勢能和彈簧彈性勢能相互轉化或轉移，而總的機械能守恒．例5．如圖所示，將勁度系數(shù)位k的輕質彈簧下端固定，另一端原長時位于O點，將質量為m的物塊放在傾角為θ的光滑斜面上端由靜止釋放，求彈簧的最大壓縮量？（彈簧形變始終未超過彈性限度）例6．如圖所示，在輕彈簧的下端懸掛一個質量為m的小球A，若將小球A從彈簧原長位置由靜止釋放，小球A能夠下降的最大高度為h。若將小球A換為質量為3m的小球B，仍從彈簧原長位置由靜止釋放，則小球B下降h時的速度為(重力加速度為g，不計空氣阻力)()A．eq\r(2gh)B．eq\r(\f(4gh,3))C．eq\r(gh)D．eq\r(\f(gh,2))練習強化1.如圖所示，一根很長的、不可伸長的柔軟輕繩跨過光滑定滑輪，輕繩兩端各系一小球a和b，a球質量為m，靜置于地面；b球質量為3m，用手托住，離地面高度為h，此時輕繩剛好拉緊，從靜止開始釋放b后，a可能達到的最大高度為(b球落地后不反彈，不計空氣阻力)()A.hhhh2.如圖所示，斜面的傾角θ＝30°，另一邊與地面垂直，高為H，斜面頂點上有一定滑輪，物塊A和B的質量分別為m1和m2，通過輕而柔軟的細繩連接并跨過定滑輪.開始時兩物塊都位于與地面距離為eq\f(1,2)H的位置上，釋放兩物塊后，A沿斜面無摩擦地上滑，B沿斜面的豎直邊下落.試求B即將落地時的速度？（滑輪的質量、半徑和摩擦以及空氣阻力均可忽略不計）.3.如圖所示，一輕繩繞過無摩擦的兩個輕質小定滑輪O1、O2和質量mB=m的小球連接，另一端與套在光滑直桿上質量mA=m的小物塊連接，已知直桿兩端固定，與兩定滑輪在同一豎直平面內，與水平面的夾角θ=60°，直桿上C點與兩定滑輪均在同一高度，C點到定滑輪O1的距離為L，重力加速度為g，設直桿足夠長，小球運動過程中不會與其他物體相碰．現(xiàn)將小物塊從C點由靜止釋放，試求：（1）繩與桿垂直時，小物塊的速度大?。?）小物塊在下滑距離為L時的速度大?。?）小物塊能下滑的最大距離4．輕桿AB長2L，A端連在固定軸上，B端固定一個質量為2m的小球，中點C固定一個質量為m的小球。AB桿可以繞A端在豎直平面內自由轉動?，F(xiàn)將桿置于水平位置，如圖所示，然后由靜止釋放，不計各處摩擦力與空氣阻力，重力加速度大小為，則下列說法不正確的是A．AB桿轉到豎直位置時，角速度為B．AB桿轉到豎直位置的過程中，B端小球的機械能的增量為C．AB桿轉動過程中桿CB對B球做正功，對C球做負功D．AB桿轉動過程中，C球機械能守恒5.如圖6所示，左側豎直墻面上固定半徑為R＝0.3m的光滑半圓環(huán)，右側豎直墻面上與圓環(huán)的圓心O等高處固定一光滑直桿．質量為ma＝100g的小球a套在半圓環(huán)上，質量為mb＝36g的滑塊b套在直桿上，二者之間用長為l＝0.4m的輕桿通過兩鉸鏈連接．現(xiàn)將a從圓環(huán)的最高處由靜止釋放，使a沿圓環(huán)自由下滑，不計一切摩擦，a、b均視為質點，g取10m/s2.求：(1)小球a滑到與圓心O等高的P點時的向心力大小；2N.(2)小球a從P點下滑至桿與圓環(huán)相切的Q點的過程中，桿對滑塊b做的功．0.1944J.6.如圖所示，在傾角為30°的光滑斜面上，一勁度系