专题5：机械能守恒定律的应用（教学课件）-【上好课】2022-2023学年高一物理同步备课系列（人教版2019必修第二册）

专题5：机械能守恒定律的应用 主讲老师： 2023.xx.xx 目录 目录 01 守恒条件 02 单物体直线+曲线运动 03 轻绳连接物体 04 轻杆连接物体 05 轻弹簧连接物体 第一部分：机械能守恒条件 机械能是否守恒的判断方法 1．直接判断法：利用机械能的定义分析动能和势能的和是否变化。 2．用做功判断：若物体或系统只有重力(或弹簧的弹力)做功，或有其他力做功，但其他力做功的代数和为零，则机械能守恒。 3．用能化来判断：若物体系统中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化，则物体系统机械能守恒。 典例分析 【参考答案】D 【典例1】关于机械能守恒定律条件的理解，以下说法正确的是（　　） A．物体做变加速运动时，机械能一定不守恒 B．物体所受合力为零时，机械能一定守恒 C．物体所受的合外力做的功为零时，机械能一定守恒 D．物体加速度为零时，机械能有可能守恒 【典例2】(多选) 如图所示，斜劈劈尖顶着竖直墙壁静止于水平面上，现将一小球从图示位置静止释放，不计一切摩擦，则在小球从释放到落至地面的过程中，下列说法正确的是(　　) A.斜劈对小球的弹力不做功 B.斜劈与小球组成的系统机械能守恒 C.斜劈的机械能守恒 D.小球机械能的减小量等于斜劈动能的增大量 典例分析 【解析】小球有竖直方向的位移，所以斜劈对小球的弹力对球做负功，故A选项错误；小球对斜劈的弹力对斜劈做正功，所以斜劈的机械能增加，故C选项错误.不计一切摩擦，小球下滑过程中，小球和斜劈组成的系统中只有动能和重力势能 相互转化，系统机械能守恒，故B、D正确。 【参考答案】BD 典例分析 【典例3】如图，将一个内外侧均光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上，槽的左侧有一竖直墙壁。现让一小球自左端槽口A点的正上方由静止开始下落，小球从A点与半圆形槽相切进入槽内，则下列说法正确的是(　　) A．小球在半圆形槽内运动的全过程中，只有重力对它做功 B．小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中，小球处于失重状态 C．小球从A点经最低点向右侧最高点运动的过程中， 小球与槽组成的系统机械能守恒 D．小球从下落到从右侧离开槽的过程中机械能守恒 【参考答案】C 典例分析 【解析】小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中，半圆形槽有向左运动的趋势，但实际上没有动，整个系统中只有重力做功，所以小球与槽组成的系统机械能守恒；小球过了半圆形槽的最低点以后，半圆形槽向右运动。系统没有其他形式的能量产生，满足机械能守恒的条件，所以系统的机械能守恒；小球从A点至到达槽最低点过程中，小球先失重，后超重；小球由最低点向右侧最高点运动的过程中，半圆形槽也向右移动，半 圆形槽对小球做负功，小球的机械能不守恒，故选项C正确。 【参考答案】C 典例分析 第二部分：单个物体的机械能 【典例4】(多选)如图，质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面，其运动的加速度大小为 g，此物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中物体（ ） 典例分析 【解析】这个过程中物体上升的高度为h，则重力势能增加了mgh，故A错误； 【参考答案】CD 典例分析 【典例5】如图，一条长为L的柔软匀质链条，开始时静止在光滑梯形平台上，斜面上的链条长为x0，已知重力加速度为g，L<BC，∠BCE＝α，斜面上链条长为x(x>x0)时，链条的速度大小为 。 (用x0、x、L、g、α表示) 图7 【解析】链条各部分和地球组成的系统机械能守恒，设链条的总质量为m，以AB面为零势能面，则 典例分析 【典例6】如图，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力。已知AP＝2R， 重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中（ ） A.重力做功 2mgR B.机械能减少 mgR C.合外力做功mgR D.克服摩擦力做功 mgR 图4 典例分析 【解析】从P到B的过程中，小球下降的高度为R，WG＝mgR，选项A错误； 【正确答案】D 典例分析 【典例7】如图，带有底座的光滑竖直圆形轨道半径为R，置于粗糙水平地面上。一质量为m的小球在圆形轨道最低点A以水平初速度v0向右运动，小球在圆形轨道内部做完整的圆周运动，圆形轨道始终没有移动。设重加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A．当小球运动与圆心等高处的C点时，装置对地面的摩擦力方向向左 B．小球对