8.4 机械能守恒定律在连接体中的应用 导学案-2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

《机械能守恒定律在连接体中的应用》学案 【学习目标】 1、 掌握系统机械能守恒定律的内容． 2、 能判断连接体机械能是否守恒． 3、 能灵活应用机械能守恒定律的四种表达方式． 【自主学习】 一、判断连接体系统机械能守恒的条件 当系统 ，动能、势能仅在系统内相互转化或转移时，系统的机械能守恒． 2、 对于连接体系统的机械能守恒问题，应注意寻连接体间的速度联系： ①轻绳连接体： ②轻杆连接体： 三、连接体系统的机械能守恒定律四种表达式 ①守恒的思想，初状态机械能等于末状态机械能： ②转化的思想，则系统的重力势能是减小的(或增加)，就转化为了系统增加(或减小)的动能: ③转移的思想，若A物体的机械能减少，则转移到了B物体上使得B物体的机械能增加: ④从系统能量的转化角度来看，系统能量的减少量等于系统能量的增加量： 【例题解析】 例1：如图所示，一不可伸长的柔软轻绳跨过光滑的轻质定滑轮，绳两端各系一小球a和b.a球质量为m，静止于地面；b球质量为3m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好被拉紧．从静止开始释放b球，则当b球刚落地时a球的速度为(不计空气阻力，重力加速度为g)(　　) ①初末状态守恒的思想： ②动能势能转化的思想: ③机械能转移的思想: ④系统能量增减的思想： 例2：如图所示，有一轻质杆可绕O点在竖直平面内自由转动，在杆的另一端和中点各固定一个质量均为m的小球A、B，杆长为L，重力加速度为g.开始时，杆静止在水平位置，则无初速度释放后杆转到竖直位置时，求A、B两小球的速度大小． 【归纳反思】 【学后自测】 1.如图所示，轻绳连接A、B两物体，A物体悬在空中距地面H高处，B物体放在水平面上．若A物体质量是B物体质量的2倍，不计一切摩擦．由静止释放A物体，以地面为参考平面．当A的动能与其重力势能相等时，A距地面的高度是(B始终在水平面上)(　　) A.H B.H C.H D.H 2.(多选)如图所示，A和B两个小球固定在一根轻杆的两端，mB>mA，此杆可绕穿过其中心的水平轴O无摩擦地转动．现使轻杆从水平位置无初速度释放，发现杆绕O沿顺时针方向转动，则杆从释放至转动90°的过程中(　　) A．B球的动能增大，机械能增大 B．A球的重力势能和动能都增大 C．A球的重力势能和动能的增加量等于B球的重力势能的减少量 D．A球和B球的总机械能守恒 3.(多选)如图所示，光滑细杆AB、AC在A点连接，AB竖直放置，AC水平放置，两中心有孔的相同小球M、N，分别套在AB和AC上，并用一不可伸长的细绳相连，细绳恰好被拉直，现由静止释放M、N，在N球碰到A点前的运动过程中，下列说法中正确的是(　　) A．M球的机械能守恒 B．M球的机械能减小 C．M球和N球组成的系统的机械能守恒 D．绳的拉力对N球做负功 4.(多选)如图所示，长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架，在A处固定质量为2m的小球；B处固定质量为m的小球，支架悬挂在O点，可绕过O点与支架所在平面相垂直的固定轴转动．开始时OB与地面相垂直，放手后开始运动．在无任何阻力的情况下，下列说法中正确的是(　　) A．A球到达最低点时速度为零 B．A球机械能减小量等于B球机械能增加量 C．B球向左摆动所能达到的最高位置应高于A球开始运动的高度 D．当支架从左向右回摆时，A球一定能回到起始高度 1 学科网（北京）股份有限公司 $