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1、机械能守恒定律及其应用,日照实验高中 赵军,（2014新课标全国卷卷）17.如图,一质量为M的光滑大圆环,用一细轻杆固定在竖直平面内;套在大环上质量为m的小环(可视为质点),从大环的最高处由静止滑下。重力加速度大小为g,当小环滑到大环的最低点时,大环对轻杆拉力的大小为()A.Mg-5mg B.Mg+mg C.Mg+5mg D.Mg+10mg,（2014新课标全国卷卷）15.取水平地面为重力势能零点,一物块从某一高度水平抛出,在抛出点其动能与重力势能恰好相等。不计空气阻力。该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为(),【高考真题】,（2015新课标全国卷卷）21.我国发射的“嫦娥三号”登月探测器
2、靠近月球后，先在月球表面附近的近似圆轨道上绕月运行；然后经过一系列过程，在离月面4m高处做一次悬停(可认为是相对于月球静止)；最后关闭发动机，探测器自由下落。已知探测器的质量约为1.3103kg，地球质量约为月球的81倍。地球半径约为月球的3.7倍，地球表面的重力加速度大小约为9.8m/s2。则此探测器A.在着陆前的瞬间，速度大小约为8.9m/sB.悬停时受到的反冲作用力约2103NC.从离开近月圆轨道到着陆这段时间内，机械能守恒D.在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道上运行的线速度,【高考真题】,（2015新课标全国卷卷）21.如图，滑块a、b的质量均为m，a套在固定直杆上，与
3、光滑水平地面相距h，b放在地面上，a、b通过铰链用刚性轻杆连接。不计摩擦，a、b可视为质点，重力加速度大小为g。则（）Aa落地前，轻杆对b一直做正功Ba落地时速度大小为Ca下落过程中，其加速度大小始终不大于gDa落地前，当a的机械能最小时，b对地面的压力大小为mg,【高考真题】,【考纲点击】1.重力做功与重力势能 2.机械能守恒定律及其应用,如图所示，若小球从距离地面高为h1的A点下落到h2的B点过程中受到空气阻力作用，小球的速度从v1变化到v2，求空气阻力对小球做的功。,【问题情境1】,若空气阻力为零呢？,一、机械能守恒定律的理解和应用,1机械能守恒定律：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动
4、能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。2机械能守恒定律表达式：（1）守恒式：Ek1EP1Ek2EP2或E1E2。（表示系统初态的机械能等于末态的机械能）（2）转化式：EkEP或Ek增EP减。（表示系统动能的增加量等于势能的减少量）,势能,3机械能守恒的条件：只有重力或弹力做功可以从以下三方面理解：(1)只受重力或弹力作用。(2)受其他力，但其他力不做功，只有重力或弹力做功。(3)系统内只有动能和势能相互转化，无其他形式能量的转化。,【跟踪练习1】如图所示，下列关于机械能是否守恒判断正确的是()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，物体B沿光滑斜面下滑
5、，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，带有竖直支架的小车置于光滑水平面上，把用细绳悬挂的小球从图示位置释放，摆动的小球机械能守恒,C,【变式训练1】如图所示，光滑弧形轨道与半径为r的光滑圆轨道相连,固定在同一个竖直面内，将一个质量为m的小球由圆弧轨道上离水平面某一高度处无初速度释放。为使小球在沿圆轨道运动时始终不离开轨道，这个高度h的取值范围如何?,(2)当小球沿圆轨道上升的高度大于r时，为保证小球不脱离轨道，应使小球可以通过圆轨道的最高点,据机械能守恒定律有：mg(h-2r)=mv2在圆轨道最高点不脱离轨道的条件为v
6、 联立以上两式,有h2.5r，综上，有hr或h2.5r答案：hr或h2.5r,【解析】小球在沿圆轨道运动时机械能守恒,始终不离开轨道有两种情况：(1)当hr时，小球沿圆轨道上升的高度小于等于r，不会离开圆轨道。,应用机械能守恒定律解题的基本思路1.选取研究对象物体。2.根据研究对象所经历的物理过程，进行受力、做功分析，判断机械能是否守恒。,3.恰当地选取参考平面，确定研究对象在初、末状态时的机械能。4.选取方便的机械能守恒定律的方程形式(Ek1+Ep1=Ek2+Ep2或Ek=Ep)进行求解。,二、多物体系统中的机械能守恒,答案C,答案C,（需要设零势面）,多个物体组成的系统应用机械能守恒定律解
7、题思路:1.选取研究对象系统。2.根据研究对象所经历的物理过程,判断机械能是否守恒。3.确定研究对象在初、末状态时的机械能。4.选取方便的机械能守恒定律的方程形式：(1)Ek1+Ep1=Ek2+Ep2(2)Ek=Ep(3)EA=EB,（需要设零势面）,ABC,1(2013广东卷)如图所示，游乐场中，从高处A到水面B处有两条长度相同的光滑轨道。甲、乙两小孩沿不同轨道同时从A处自由滑向B处，下列说法正确的有()A甲的切向加速度始终比乙的大B甲、乙在同一高度的速度大小相等C甲、乙在同一时刻总能到达同一高度D甲比乙先到达B处,【课后练习】,2如图所示，A、B两球质量相等，A球用不能伸长的轻绳系于O点，
8、B球用轻弹簧系于O点，O与O点在同一水平面上，分别将A、B球拉到与悬点等高处，使绳和轻弹簧均处于水平，弹簧处于自然状态，将两球分别由静止开始释放，当两球达到各自悬点的正下方时，两球仍处在同一水平面上，则()A两球到达各自悬点的正下方时，两球动能相等B两球到达各自悬点的正下方时，A球动能较大C两球到达各自悬点的正下方时，B球动能较大D两球到达各自悬点的正下方时，A球受到向上的拉力较大,【课后练习】,3内壁光滑的圆形凹槽半径为R，固定在竖直平面内，一根长度为R的轻杆，一端固定有质量m的小球甲，另一端固定有质量为2m的小球乙。现将两小球放入凹槽内，小球乙位于凹槽的最低点(如图所示)，由静止释放后()
9、A下滑过程中甲球减少的机械能总是等于乙球增加的机械能B下滑过程中甲球减少的重力势能总是等于乙球增加的重力势能C甲球可沿凹槽下滑到槽的最低点D杆从右向左滑回时，乙球一定不能回到凹槽的最低点,【课后练习】,一、重力做功与重力势能1重力做功的特点：重力做功与路径无关，只与初末位置的高度差有关。2重力势能：（1）概念：物体由于被举高而具有的能。（2）表达式：Epmgh。（3）矢标性：重力势能是标量，正负表示大小。3重力做功与重力势能变化的关系：（1）定性关系：重力对物体做正功，重力势能就减少；重力对物体做负功，重力势能就增加。（2）定量关系：重力对物体做的功等于物体重力势能变化量的负值。即WGEP1E
10、P2EP。,基础达标,二、弹性势能1概念：物体由于发生弹性形变而具有的能2弹力做功与弹性势能变化的关系类似于重力做功与重力势能变化的关系，用公式表示：W EP1EP2EP。三、机械能1.机械能：动能和势能统称为机械能，其中势能包括重力势能和弹性势能。,今天你学到了什么？,谢谢大家,人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。,
