4.7生產(chǎn)和生活中的機(jī)械能守恒（課件）高一物理（粵教版2019）

第七節(jié)

生產(chǎn)和生活中的機(jī)械能守恒粵教版（2019）高中物理必修第二冊第四章機(jī)械能及其守恒定律@HY落錘打樁機(jī)過山車跳臺(tái)滑雪復(fù)習(xí)回歸1、內(nèi)容：在只有重力或彈簧彈力做功的系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能與勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，而系統(tǒng)的機(jī)械能保持不變。2、守恒條件:只有重力做功或彈簧彈力做功(物體可還受其他力，但其他外力或內(nèi)力不做功或做功為零）3、表達(dá)式：①E1=E2

EP1＋EK1=EP2＋EK2（多用于兩個(gè)及以上物體系統(tǒng)）是否表示只受重力或彈簧彈力？②ΔEk增(減）=ΔEp減（增）③ΔEA減=ΔEB增機(jī)械能守恒定律落錘打樁機(jī)過山車跳臺(tái)滑雪復(fù)習(xí)回歸落錘打樁機(jī)原理：利用樁錘自由落體積累的動(dòng)能把管樁打入地層.落錘打樁機(jī)過山車跳臺(tái)滑雪復(fù)習(xí)回歸例題1：某建筑工地準(zhǔn)備利用落錘打樁機(jī)進(jìn)行施工,該落錘打樁機(jī)的部分工作參數(shù)如表4-7-1所示,其中貫入度是指每受到10次錘擊后管樁進(jìn)入地層的深度.若不計(jì)空氣阻力,重力加速度g=9.8m/s2,估算每一次樁錘下落時(shí),樁錘給管樁的沖擊動(dòng)能是多少.落錘打樁機(jī)過山車跳臺(tái)滑雪復(fù)習(xí)回歸例題1：某建筑工地準(zhǔn)備利用落錘打樁機(jī)進(jìn)行施工,該落錘打樁機(jī)的部分工作參數(shù)如表4-7-1所示,其中貫入度是指每受到10次錘擊后管樁進(jìn)入地層的深度.若不計(jì)空氣阻力,重力加速度g=9.8m/s2,估算每一次樁錘下落時(shí),樁錘給管樁的沖擊動(dòng)能是多少.解得樁錘擊打管樁瞬間的動(dòng)能解：以樁頂端所在水平面為參考平面,根據(jù)機(jī)械能守恒定律,有落錘打樁機(jī)過山車跳臺(tái)滑雪復(fù)習(xí)回歸例題2：跳臺(tái)滑雪籌備組考察某一雪道是否符合比賽要求.如圖所示是簡化后的跳臺(tái)滑雪雪道示意圖.整條雪道由傾斜的助滑坡AB和著陸坡CD,以及一段水平起跳平臺(tái)BC組成,且AB與BC由一段平滑圓弧連接

設(shè)質(zhì)量為60kg的運(yùn)動(dòng)員從助滑坡AB上由靜止開始下滑,籌備組希望該運(yùn)動(dòng)員到達(dá)點(diǎn)C時(shí)能夠以25m/s左右的速度水平飛出,并希望騰空時(shí)間能夠至少達(dá)到3.5s.設(shè)整個(gè)過程可忽略空氣阻力影響,重力加速度g=9.8m/s2(1)測得AB段的豎直高度h=50m,該高度是否符合籌備組的要求?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)(2)測得著陸坡CD與水平面的夾角0=37°,該夾角是否符合籌備組的要求?落錘打樁機(jī)過山車跳臺(tái)滑雪復(fù)習(xí)回歸(1)運(yùn)動(dòng)員在AB段下滑的過程中,機(jī)械能守恒.解得

上述求得點(diǎn)C的速度略大于25m/s,符合籌備組的要求.實(shí)際情況中,由于存在摩擦力,運(yùn)動(dòng)員下滑到達(dá)點(diǎn)C的速度會(huì)小于31.3m/s解：以BC為參考平面,應(yīng)用機(jī)械能守恒定律有BC段距離很小落錘打樁機(jī)過山車跳臺(tái)滑雪復(fù)習(xí)回歸2.例題2中若實(shí)際測試發(fā)現(xiàn),運(yùn)動(dòng)員從點(diǎn)A下滑到點(diǎn)C時(shí)水平飛出的速度僅為20m/s,則下滑過程中克服阻力做了多少功?該過程還能否應(yīng)用機(jī)械能守恒定律進(jìn)行計(jì)算?1.在例題2中,運(yùn)動(dòng)員落到著陸坡瞬間的動(dòng)能為多少?有多少種計(jì)算方法?落錘打樁機(jī)過山車跳臺(tái)滑雪復(fù)習(xí)回歸例題3：如圖所示,過山車軌道位于豎直平面內(nèi),該軌道由一段傾斜軌道和與之相切的圓形軌道連接而成,過山車從傾斜軌道上的點(diǎn)A由靜止開始下滑.圓形軌道半徑為R,可視為質(zhì)點(diǎn)的過山車質(zhì)量為m.忽略阻力作用,為保證過山車能夠沿圓形軌道運(yùn)行,過山車的下滑起點(diǎn)A距離圓形軌道底部的高度h應(yīng)滿足什么條件?落錘打樁機(jī)過山車跳臺(tái)滑雪復(fù)習(xí)回歸例題3：如圖所示,過山車軌道位于豎直平面內(nèi),該軌道由一段傾斜軌道和與之相切的圓形軌道連接而成,過山車從傾斜軌道上的點(diǎn)A由靜止開始下滑.圓形軌道半徑為R,可視為質(zhì)點(diǎn)的過山車質(zhì)量為m.忽略阻力作用,為保證過山車能夠沿圓形軌道運(yùn)行,過山車的下滑起點(diǎn)A距離圓形軌道底部的高度h應(yīng)滿足什么條件?因此,為保證過山車沿圓形軌道運(yùn)行,下滑起點(diǎn)高度h應(yīng)大于2.5R解：設(shè)過山車恰能安全通過圓形軌道最高點(diǎn)時(shí)的速度為v,

有取圓形軌道最低處所在水平面為參考平面,過山車從點(diǎn)A運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)C的過程，應(yīng)用機(jī)械能守恒定律,有綜合上述兩式,解得

h=2.5R在游樂節(jié)目中，選手需要借助懸掛在高處的繩飛越到水面的浮臺(tái)上，如圖所示，他們將選手簡化為質(zhì)量m＝60kg的質(zhì)點(diǎn)，選手抓住繩的一端由靜止開始擺動(dòng)，此時(shí)繩與豎直方向的夾角α＝53°，繩的懸掛點(diǎn)O距水面的高度H＝2.8m，浮臺(tái)中央距離懸點(diǎn)O的水平距離為L=1.6m。選手?jǐn)[動(dòng)到O點(diǎn)正下方時(shí)松手，恰好落到浮臺(tái)中央。已知繩長l>1m，不考慮空氣阻力和繩的質(zhì)量，浮臺(tái)露出水面的高度不計(jì)，水足夠深．取重力加速度g＝10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6。求：（1）選手在最低點(diǎn)松手時(shí)的速度大小v和繩子的長度l；（2）其他條件不變，通過計(jì)算分析選手質(zhì)量是否影響其落點(diǎn)。課堂練習(xí)課堂練習(xí)解：設(shè)松手時(shí)速度為v，平拋時(shí)間為t，根據(jù)平拋規(guī)律，得（1）選手在最低點(diǎn)松手時(shí)的速度