4.7 生活和生产中的机械能守恒 学案-2021-2022学年高一下学期物理粤教版（2019）必修第二册

个性化辅导学历案 第七节 生活和生产中的机械能守恒 1． 教学目标 1. 了解机械能在生产、生活中的应用 2. 利用机械能守恒解决生产生活中的实际问题 2． 教学重点 1. 利用机械能守恒定律解决生产生活中的应用 三．知识点精讲 知识点一：落锤打装机 (1)构造：主要由桩锤、卷扬机和导向架组成。 (2)原理：打桩时，桩锤由卷扬机用吊钩提升到设计高度，然后使桩锤沿导向架自由落体打击管桩。桩锤自由下落过程中机械能守恒。 知识点二：跳台滑雪问题 (1)模型：运动员从助滑坡由静止开始下滑，到起跳平台跃入空中，使整个身体在空中飞行一小段时间后落在山坡上。 (2)原理：忽略摩擦力和空气阻力影响，运动员在跳台滑雪过程中机械能守恒。 知识点三：过山车问题 (1)模型：过山车轨道位于竖直平面内，由一段倾斜轨道和与之相切的圆形轨道连接，过山车从倾斜轨道由静止下滑通过圆形轨道运行。 (2)原理：忽略轨道阻力作用，过山车运行过程中机械能守恒。 知识点四：机械能守恒的表达式及解题思路 表达式 物理意义 从不同状态看 Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2或E初＝E末 初状态的机械能等于末状态的机械能 从转化角度看 Ek2－Ek1＝Ep1－Ep2或ΔEk＝－ΔEp 动能的增加量等于势能的减少量 从转移角度看 EA2－EA1＝EB1－EB2或ΔEA＝－ΔEB 系统只有A、B两物体时，A增加的机械能等于B减少的机械能 1.机械能守恒的不同表达式 2. 应用机械能守恒解决问题的基本思路 （1） 选择研究对象 （2） 受力分析和各个力做功情况分析，确定物体是否符合机械能守恒条件 （3） 选择合适的参考面，确定初末状态的机械能或者运动过程中的机械能转化 （4） 选择合适的公式列方程求解 四．典型例题练习 典型例题一：；落锤打桩机模型 1．如图所示，打桩机由锤、起吊装置及附属设备组成。起吊装置通过相对较轻的绳索，提供竖直向上、大小恒为F的拉力将锤从桩上端吊起，锤上升h1高度后起吊装置停止施力。一段时间后锤下落，锤和桩共同向下运动h2高度后速度减小为零。已知锤的质量为m，当地的重力加速度为g，不计空气阻力、不计起吊装置停止施力后绳索对锤的影响。求： （1）停止施力时，锤的速度大小v； （2）停止施力后，锤还能上升的高度h； （3）锤和桩共同向下运动时，锤对桩的平均作用力FN的大小。 典型例