1、5.機(jī)械能守恒定律1.認(rèn)識動能和勢能之間的相互轉(zhuǎn)化現(xiàn)象.2.能夠推導(dǎo)機(jī)械能守恒定律.3.會判斷實(shí)際問題中的機(jī)械能是否守恒.4.能運(yùn)用機(jī)械能守恒定律解決有關(guān)問題. 探究一探究二探究三對機(jī)械能守恒定律“守恒條件的理解 探究一探究二探究三探究一探究二探究三機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用1.應(yīng)用步驟探究一探究二探究三2.機(jī)械能守恒定律和動能定理的比較 探究一探究二探究三特別提醒(1)除重力和彈力外還有其他力做功且做功不為零時,其他力做功數(shù)值等于機(jī)械能的變化量.(2)由于動能定理具有普遍適用性,所以涉及功能關(guān)系問題時還是優(yōu)先考慮動能定理.探究一探究二探究三實(shí)驗(yàn):驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 探究一探究二探究三探究一探究二探

2、究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三【例1】 (多項(xiàng)選擇)如下圖,以下關(guān)于機(jī)械能是否守恒的判斷正確的選項(xiàng)是() A.甲圖中,物體A將彈簧壓縮的過程中,A機(jī)械能守恒B.乙圖中,A置于光滑水平面上,物體B沿光滑斜面下滑,物體B機(jī)械能守恒C.丙圖中,不計(jì)任何阻力時A加速下落、B加速上升過程中,A、B機(jī)械能守恒D.丁圖中,小球沿水平面做勻速圓周運(yùn)動時,小球的機(jī)械能守恒點(diǎn)撥:解答此題應(yīng)注意把握以下三點(diǎn):(1)機(jī)械能守恒時力做功特點(diǎn).(2)機(jī)械能守恒時能量轉(zhuǎn)化特點(diǎn).(3)機(jī)械能守恒的適用對象.解析:題圖甲中重力和彈力做功,物體A和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,但物體A機(jī)械能不守恒,選項(xiàng)A錯誤;題圖乙中物體

3、B除受重力外,還受彈力,彈力對B做功,B的機(jī)械能不守恒,但A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,選項(xiàng)B錯誤;題圖丙中繩子張力對A做負(fù)功,對B做正功,代數(shù)和為零,A、B機(jī)械能守恒,選項(xiàng)C正確;題圖丁中動能不變,勢能不變,機(jī)械能守恒,選項(xiàng)D正確.答案:CD題后反思系統(tǒng)機(jī)械能守恒的判斷方法:只有重力做功是單個物體的機(jī)械能守恒條件,對系統(tǒng)機(jī)械能守恒來說并不成立.對系統(tǒng)來說,外力的功和內(nèi)力的功都可以改變系統(tǒng)的機(jī)械能,故判斷系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒時,既要看系統(tǒng)外力所做的功,又要看內(nèi)力所做的功,總之,應(yīng)看是否存在機(jī)械能與其他形式能的相互轉(zhuǎn)化.【例2】 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,假設(shè)忽略空氣

4、阻力,g取10 m/s2,那么:(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?點(diǎn)撥:只有重力做功,系統(tǒng)機(jī)械能守恒.答案:(1)5 m(2)2.5 m 題后反思運(yùn)用機(jī)械能守恒定律解決問題,只需考慮運(yùn)動的初、末狀態(tài),不必考慮兩個狀態(tài)間的過程細(xì)節(jié),因此一些難以用牛頓運(yùn)動定律解決的問題,根據(jù)機(jī)械能守恒定律那么易于解決.【例3】 在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中,打點(diǎn)計(jì)時器所用電源的頻率為50 Hz,查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80 m/s2,測得所用的重物的質(zhì)量為1.00 kg,實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如下圖.第一個點(diǎn)記為O,另選連續(xù)的4個點(diǎn)A、B、C、D作為測量的點(diǎn),經(jīng)

5、測量知道A、B、C、D各點(diǎn)到O的距離分別為62.99 cm、70.18 cm、77.76 cm、85.73 cm,根據(jù)以上數(shù)據(jù),可知重物由O點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)時: (1)重力勢能的減少量等于 J,動能的增加量等于 J. (保存三位有效數(shù)字) (2)根據(jù)計(jì)算的數(shù)據(jù)得到的結(jié)論是 . 答案:(1)7.627.56(2)在誤差允許的范圍內(nèi)重物減少的重力勢能等于重物增加的動能,即機(jī)械能守恒【例4】 如下圖,在固定的傾角=30的光滑斜面上通過滑輪連接著質(zhì)量mA=mB=10 kg的兩個物體.開場時用手托住物體A,物體A離地高h(yuǎn)=5 m,物體B位于斜面底端,撤去手后,求:(1)物體A即將著地時的動能.(2)物體B離

6、開斜面底端的最遠(yuǎn)距離.(g取10 m/s2)點(diǎn)撥:要正確解決此題,必須正確判斷A、B兩個物體各自的機(jī)械能及AB組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒.解析:(1)A即將著地時,B在斜面上上滑的高度為hsin ,此時A、B的速度大小相等,設(shè)為v.對A、B組成的系統(tǒng),只有重力做功,機(jī)械能守恒,那么答案:(1)125 J(2)7.5 m 題后反思對于多物體組成的系統(tǒng),系統(tǒng)內(nèi)的各個物體機(jī)械能不一定守恒,但系統(tǒng)的機(jī)械能有可能守恒,所以在應(yīng)用機(jī)械能守恒定律前,一定要注意所選研究對象是否滿足守恒的條件.【例5】 如下圖,有一輕質(zhì)桿可繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動,在桿的另一端和中點(diǎn)各固定一個質(zhì)量均為m的小球A、B,桿長為l.開場時,桿靜止在水平