第七节 生产和生活中的机械能守恒（教学课件）物理粤教版必修第二册

第七节 生产和生活中的机械能守恒 粤教版（2019）高中物理必修第二册 第四章 机械能及其守恒定律 @HY 落锤打桩机 过山车 跳台滑雪 复习回归 1、内容：在只有重力或弹簧弹力做功的系统内，动能与势能发生相互转化，而系统的机械能保持不变。 2、守恒条件:只有重力做功或弹簧弹力做功(物体可还受其他力，但其他外力或内力不做功或做功为零） 3、表达式： ①E1= E2 EP1＋EK1=EP2＋EK2 （多用于两个及以上物体系统） 是否表示只受重力或弹簧弹力？ ②ΔEk增(减）=ΔEp减（增） ③ΔEA减=ΔEB增 机械能守恒定律 落锤打桩机 过山车 跳台滑雪 复习回归 落锤打桩机原理： 利用桩锤自由落体积累的动能把管桩打入地层. 落锤打桩机 过山车 跳台滑雪 复习回归 例题1：某建筑工地准备利用落锤打桩机进行施工,该落锤打桩机的部分工作参数如表4-7-1所示,其中贯入度是指每受到10次锤击后管桩进入地层的深度.若不计空气阻力,重力加速度g=9.8m/s2,估算每一次桩锤下落时,桩锤给管桩的冲击动能是多少. 落锤打桩机 过山车 跳台滑雪 复习回归 例题1：某建筑工地准备利用落锤打桩机进行施工,该落锤打桩机的部分工作参数如表4-7-1所示,其中贯入度是指每受到10次锤击后管桩进入地层的深度.若不计空气阻力,重力加速度g=9.8m/s2,估算每一次桩锤下落时,桩锤给管桩的冲击动能是多少. 解得桩锤击打管桩瞬间的动能 解：以桩顶端所在水平面为参考平面, 根据机械能守恒定律,有 落锤打桩机 过山车 跳台滑雪 复习回归 例题2：跳台滑雪筹备组考察某一雪道是否符合比赛要求.如图所示是简化后的跳台滑雪雪道示意图.整条雪道由倾斜的助滑坡AB和着陆坡CD,以及一段水平起跳平台BC组成,且AB与BC由一段平滑圆弧连接 设质量为60kg的运动员从助滑坡AB上由静止开始下滑,筹备组希望该运动员到达点C时能够以25m/s左右的速度水平飞出,并希望腾空时间能够至少达到3.5s.设整个过程可忽略空气阻力影响,重力加速度g=9.8m/s2 (1)测得AB段的竖直高度h=50m,该高度是否符合筹备组的要求?(sin37°=0.6,cos37°=0.8) (2)测得着陆坡CD与水平面的夹角0=37°,该夹角是否符合筹备组的要求? 落锤打桩机 过山车 跳台滑雪 复习回归 (1)运动员在AB段下滑的过程中,机械能守恒. 解得 上述求得点C的速度略大于25m/s,符合筹备组的要求.实际情况中,由于存在摩擦力,运动员下滑到达点C的速度会小于31.3m/s 解： 以BC为参考平面,应用机械能守恒定律有 BC段距离很小 落锤打桩机 过山车 跳台滑雪 复习回归 2.例题2中若实际测试发现,运动员从点A下滑到点C时水平飞出的速度仅为20m/s,则下滑过程中克服阻力做了多少功?该过程还能否应用机械能守恒定律进行计算? 1.在例题2中,运动员落到着陆坡瞬间的动能为多少?有多少种计算方法? 落锤打桩机 过山车 跳台滑雪 复习回归 例题3：如图所示,过山车轨道位于竖直平面内,该轨道由一段倾斜轨道和与之相切的圆形轨道连接而成,过山车从倾斜轨道上的点A由静止开始下滑.圆形轨道半径为R,可视为质点的过山车质量为m.忽略阻力作用,为保证过山车能够沿圆形轨道运行,过山车的下滑起点A距离圆形轨道底部的高度h应满足什么条件? 落锤打桩机 过山车 跳台滑雪 复习回归 例题3：如图所示,过山车轨道位于竖直平面内,该轨道由一段倾斜轨道和与之相切的圆形轨道连接而成,过山车从倾斜轨道上的点A由静止开始下滑.圆形轨道半径为R,可视为质点的过山车质量为m.忽略阻力作用,为保证过山车能够沿圆形轨道运行,过山车的下滑起点A距离圆形轨道底部的高度h应满足什么条件? 因此,为保证过山车沿圆形轨道运行,下滑起点高度h应大于2.5R 解：设过山车恰能安全通过圆形轨道最高点时的速度为v, 有 取圆形轨道最低处所在水平面为参考平面, 过山车从点A运动到点C的过程， 应用机械能守恒定律,有 综合上述两式,解得 h=2.5R 在游乐节目中，选手需要借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上，如图所示，他们将选手简化为质量m＝60 kg的质点，选手抓住绳的一端由静止开始摆动，此时绳与竖直方向的夹角α＝53°，绳的悬挂点O距水面的高度H＝2.8 m，浮台中央距离悬点O的水平距离为L=1.6m。选手摆动到O点正下方时松手，恰好落到浮台中央。已知绳长l>1m，不考虑空气阻力和绳的质量，浮台露出水面的高度不计，水足够深．取重力加速度g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6。求： （1）选手在最低点松手时的速度大小v和绳子的 长度l ； （2）其他条件不变，通过计算分析选手质量是