第4章 习题课3 机械能守恒定律及功能关系的应用（课件）-【优化探究】2022-2023学年新教材高中物理必修第二册同步导学案（教科版2019）

习题课3　机械能守恒定律及功能关系的应用 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 关键能力 合作探究 课堂检测 素养达标 课时作业 巩固演练 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 多物体组成的系统机械能守恒问题   1．多个物体组成的系统，就单个物体而言，机械能一般不守恒，但就系统而言机械能往往是守恒的。 2．关联物体注意寻找用绳或杆相连接的物体间的速度关系和位移关系。 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 3．机械能守恒定律表达式的选取技巧 对多个物体组成的系统列守恒方程时常有两种表达形式：Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2①或ΔEk＝－ΔEp②，运用①式需要选取合适的参考平面，运用②式无须选取参考平面，只要判断系统动能(或势能)的增加量和势能(或动能)的减少量即可。所以处理多物体组成系统问题用第②式较为方便。 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 (多选)如图所示，一根很长且不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，两端各系一小球a和b，a球质量为m，静置于地面，b球质量为4m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧，从静止开始释放b球，不计空气阻力，已知b球落地后速度变为零，则下列说法正确的是(　　) 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 [答案]　CD 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 [规律方法] 系统机械能守恒问题的处理方法 由两个物体和轻杆(或轻绳)组成的系统，若没有摩擦力和阻力做功时，运动过程中只有重力势能、动能之间的相互转化，系统满足机械能守恒定律。处理这类问题的方法： 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 (1)找到两物体的速度关系，从而确定系统动能的变化。 (2)找到两物体上升或下降的高度关系，从而确定系统重力势能的变化。 (3)按照系统动能的增加(减少)量等于重力势能的减少(增加)量列方程求解。 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 　 1.(多选)如图所示，一长为2L的轻杆中央有一光滑的小孔O，两端各固定质量分别为m和2m的两小球，光滑的铁钉穿过小孔垂直钉在竖直的墙壁上，将轻杆从水平位置由静止释放，转到竖直位置，在转动的过程中，忽略空气的阻力。下列说法正确的是(　　) 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 答案：BC 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 2．质量均为m的物体A和B分别系在一根不计质量的细绳两端，绳子跨过固定在倾角为30°的斜面顶端的定滑轮上，斜面固定在水平地面上，开始时把物体B拉到斜面底端，这时物体A离地面的高度为0.8 m，如图所示。若所有摩擦力均不计，从静止开始放手让它们运动。(斜面足够长，g取10 m/s2)求： 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 (1)物体A着地时的速度大小； 答案：(1)2 m/s 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 (2)物体A着地后物体B沿斜面上滑的最大距离。 答案：(2)0.4 m 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 机械能守恒定律和动能定理的应用 　 机械能守恒定律和动能定理的比较 机械能守恒定律 动能定理 表达式 E1＝E2 ΔEk＝－ΔEp ΔEA＝－ΔEB W＝ΔEk 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 机械能守恒定律 动能定理 应用范围 只有重力或弹力做功时 无条件限制 研究对象 系统 单个物体 关注角度 守恒的条件和初、末状态机械能的形式及大小 动能的变化及合力做功情况 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 (1)小球经过B 点时速度vB的大小； 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 (2)小球释放点A 距水平轨道的高度h； 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 (3)水平轨道CD 段的长度L。 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 [规律总结] 当单个物体(包括地球为系统)只受重力作用时，动能定理和机械能守恒定律表达式有时没有区别；对两个物体组成的系统应用机械能守恒定律较方便；在有摩擦力或其他力做功的情况下要用动能定理列方程。 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 答案：BD 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 教科物理 必修