专题：机械能守恒定律的应用 课件 -2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第八章 机械能守恒定律 专题 机械能守恒定律的应用 课堂引入 题型一：机械能守恒的判断 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．用能量转化来判断：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。 常用方法： 【典例1】如图，倾角为θ的光滑斜面体C固定于水平地面上，小物块B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接，释放后，A将向下运动，则在A碰地前的运动过程中(　　) A．A的加速度大小为g B．物体A机械能守恒 C．由于斜面光滑，所以物块B的机械能守恒 D．A、B组成的系统机械能守恒 【正确答案】D 题型一：机械能守恒的判断 【解析】小物体A向下运动的过程中除受到重力以外，还受到细绳向上的拉力，物体A下落的加速度一定小于g，故A错误；物体A下落过程中，细绳的拉力做负功，A的机械能不守恒，故B错误；由于斜面光滑，A、B组成的系统在整个运动过程中， 只有重力做功，系统机械能守恒，但细绳拉力 对B做正功，B的机械能增加，故C错误，D正确。 【正确答案】D 题型一：机械能守恒的判断 【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 题型一：机械能守恒的判断 【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。 题型一：机械能守恒的判断 【正确答案】BD 【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 【正确答案】C 题型一：机械能守恒的判断 【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。 【正确答案】C 题型一：机械能守恒的判断 【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（ ） 题型二：单个物体+直线 【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； 【正确答案】CD 题型二：单个物体+直线 【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 题型二：单个物体+直线 【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 题型二：单个物体+曲线 【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 题型二：单个物体+曲线 【典例7】如图，带有底座的光滑竖直圆形轨道半径为R，置