2022年高三物理 一輪復習系統(tǒng)機械能守恒教案 新人教版

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1、2022年高三物理 一輪復習系統(tǒng)機械能守恒教案 新人教版 教學目標 1、理解系統(tǒng)守恒條件。 2、在具體問題中,能判定機械能是否守恒 3、靈活運用系統(tǒng)機械能守恒定律解決運動問題 教學重點:系統(tǒng)機械能守恒定律的應用 教學難點:理解系統(tǒng)機械能守恒的條件 高考動向:靈活運用系統(tǒng)機械能守恒定律解決運動問題 教學過程: 1 .? 系統(tǒng)機械能守恒條件: ?、偻饬Γ褐挥兄亓ψ龉? ②內力:系統(tǒng)內沒有機械能與其他形式的能發(fā)生相互轉化 典例分析與訓練 (1)木板放在光滑地面上,一木塊以某一初速度從木板的左端滑到右端,木塊與木板間的動摩擦因數μ≠0,此系統(tǒng)的機械能是否守恒? (2)小

2、球與槽、槽與地面的接觸面均光滑,小球從圖示位置釋放,此系統(tǒng)的機械能是否守恒? 2.系統(tǒng)機械能守恒的表達式: 典例分析與訓練 例1 如圖所示,總長為L的光滑勻質鐵鏈跨過一個光滑的輕小滑輪,開始時下端A、B相平齊,當略有擾動時其一端下落,則當鐵鏈剛脫離滑輪的瞬間,鐵鏈的速度為多大? 解析 這里提供兩種解法。 解法一(利用E2=E1求解):設鐵鏈單位長度的質量為ρ,且選取初始位置鐵鏈的下端A、B所在的水平面為參考平面,則鐵鏈初態(tài)的機械能為 ?, 末態(tài)的機械能為 ??。 根據機械能守恒定律有

3、 ?E2=E1, 即 , 解得鐵鏈剛脫離滑輪時的速度 。 A B L/2 L/2 B’ A’ 解法二(利用△Ek=-△Ep求解):如圖所示,鐵鏈剛離開滑輪時,相當于原來的BB’部分移到了AA’的位置。重力勢能的減少量 ?, 動能的增加量 。 根據機械能守恒定律有 ?△Ek=-△Ep, 即 , 解得鐵鏈剛脫離滑輪時的速度 。 點撥 對

4、于繩索、鏈條之類的物體,由于發(fā)生形變,其重心位置相對物體來說并不是固定不變的,能否確定重心的位置,常是解決該類問題的關鍵。可以采用分段法求出每段的重力勢能,然后求和即為整體的重力勢能;也可采用等效法求出重力勢能的改變量。再有,利用△Ek=-△Ep列方程時,不需要選取參考平面,且便于分析計算。 對應練習:1.質量為m的長為L的均勻鏈條,放在離地高度為3L的桌面上,鏈條的三分之一垂在桌面外,桌面光滑,鏈條無初速下 滑,當鏈條剛脫離桌面時速度為_________________,當鏈條下端剛觸地時,鏈條的速度為_________________。 答案: 例2如圖所示,半徑為的光滑半圓上有

5、兩個小球,質量分別為,M>m,由細線掛著,今由靜止開始自由釋放,求小球升至最高點時兩球的速度? 對應練習: 如圖所示,半徑為的光滑半圓上有兩個小球,質量分別為,由細線掛著,今由靜止開始自由釋放,當小球升至最高點時恰好脫離球面,求A、B兩球的質量比? 答案: θ B A 例3 如圖所示,一固定的楔形木塊,其斜面的傾角θ=30°,另一邊與水平地面垂直,頂上有一個定滑輪,跨過定滑輪的細線兩端分別與物塊A和B連接,A的質量為4m,B的質量為m。開始時,將B按在地面上不動,然后放開手,讓A沿斜面下滑而B上升,所有摩擦均忽略不計。當A沿斜面下滑距離s后,細線突然斷了。求物塊B上升的

6、最大高度H。(設B不會與定滑輪相碰) 解析 設細線斷裂前一瞬間A和B速度的大小為v,A沿斜面下滑s的過程中,A的高度降低了ssinθ,B的高度升高了s。對A和B以及地球組成的系統(tǒng),機械能守恒,有物塊A機械能的減少量等于物塊B機械能的增加量,即 ?。 細線斷后,物塊B做豎直上拋運動,物塊B與地球組成的系統(tǒng)機械能守恒,設物塊B繼續(xù)上升的高度為h,有 。 由以上兩式聯(lián)立解得 , 故物塊B上升的最大高度為 ?。 點撥 在細線斷裂之前,A和B以及地球組成的系統(tǒng)機械能守恒。兩個物體用同一根細線跨過定滑輪相連由于細線不可伸長,兩

7、個物體速度的大小總是相等的。細線斷裂后,B做豎直上拋運動,由于只有重力做功,B與地球組成的系統(tǒng)機械能守恒。在處理實際問題時,要根據問題的特點和求解的需要,選取不同的研究對象和運動過程進行分析。 l A B C h l 練習: 如圖所示,質量均為m的小球A、B、C,用兩條長為l的細線相連,置于高為h的光滑水平桌面上,l>h,球剛跨過桌邊。若A球、B球相繼著地后均不再反跳,忽略球的大小,則C球離開桌邊時的速度有多大? 解析 設A球著地時的速度為v1,A、B、C三球與地球組成的系統(tǒng)機械能守恒,有, 。 設B球著地時的速度為v2,A球著地后,B、C兩球與地球組成的系統(tǒng)機械能守

8、恒,有 ,。 所以,C球離開桌邊時的速度為。 體育學生練習:(xx全國)18.如圖,一很長的、不可伸長的柔軟輕繩跨過光滑定滑輪,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,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 A.h                  B.l.5h C.2h D.2.5h 答案:解析:釋放b后,b下落到地面,a上升高度h瞬間、a、b兩者的速度相等,設為v,由機械能守恒得3mgh=mgh+mv2+×3mv2,則v=,之后a豎直上拋,繼續(xù)上升的高度為h′,由h′=得h′=h,所以a上升的最大高度為h+h′=h,則B正確

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