高中物理-《机械能守恒定律 功能关系》教学课件设计

第7讲

机械能守恒定律功能关系

»»任务单(1)机械能守恒定律的表达式。①守恒的观点:

。②转化的观点:

。③转移的观点:

。(2)机械能守恒的判断方法有哪些？(3)常见的功能关系。①合外力做功与动能的关系:

。②重力做功与重力势能的关系:

。③弹力做功与弹性势能的关系:

。④除重力以外其他力做功与机械能的关系:

⑤滑动摩擦力做功与内能的关系:

。⑥电场力做功与电势能的关系:

。⑦克服安培力做功与电能的关系:__________.学习目标掌握机械能守恒的判断方法总结应用机械能守恒定律解题的一般步骤机械能守恒定律的综合应用功能关系的应用

热点考向1机械能守恒定律的应用【典例1】(多选)(2015·全国卷Ⅱ)如图,滑块a、b的质量均为m,a套在固定竖直杆上,与光滑水平地面相距h,b放在地面上,a、b通过铰链用刚性轻杆连接,由静止开始运动。不计摩擦,a、b可视为质点,重力加速度大小为g,则(

)A.a落地前,轻杆对b一直做正功B.a落地时速度大小为C.a下落过程中,其加速度大小始终不大于gD.a落地前,当a的机械能最小时,b对地面的压力大小为mgBD变式迁移1:物体通过轻绳连接跨过定滑轮(多选)如图所示,质量均为m的两个物体A和B,其中物体A置于光滑水平台上,物体B穿在光滑竖直杆上,杆与平台有一定的距离,A、B两物体通过不可伸长的细轻绳连接跨过台面边缘的光滑小定滑轮,细线保持与台面平行。现由静止释放两物体,当物体B下落h时,B物体的速度为2v,A物体速度为v。关于此过程,下列说法正确的是(

)A.该过程中B物体的机械能损失了1/5

mghB.该过程中绳对物体A做功为1/2

mv2C.物体A在水平面上滑动的距离为hD.该过程中绳对系统做功1/2mv2AB迁移2:小球通过轻杆连接绕光滑圆环转动(多选)如图所示,半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内,C是圆环最低点。两个质量均为m的小球A、B套在圆环上,用长为R的轻杆相连,轻杆从竖直位置静止释放,重力加速度为g,则(

)

A.当轻杆水平时,A、B两球的总动能最大B.A球或B球在运动过程中机械能守恒C.A、B两球组成的系统机械能守恒D.B球到达C点时的速度大小为AC【规律总结】应用机械能守恒定律解题的步骤(1)选对象:单个物体、多个物体组成的系统或含弹簧系统。(2)两分析:对研究对象进行受力和做功情况的分析。(3)判守恒:根据机械能守恒的条件判断研究对象机械能是否守恒。(4)选公式:灵活选取Ek1+Ep1=Ek2+Ep2、ΔEk=-ΔEp或EA增=EB减列方程求解。【典例2】(2015·全国卷Ⅰ)如图,一半径为R,粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置,直径POQ水平。一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开始下落,恰好从P点进入轨道。质点滑到轨道最低点N时,对轨道的压力为4mg,g为重力加速度的大小。用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功。则(

)A.W=1/2mgR,质点恰好可以到达Q点B.W>1/2mgR,质点不能到达Q点C.W=1/2mgR,质点到达Q点后,继续上升一段距离D.W<1/2mgR,质点到达Q点后,继续上升一段距离C真题变式1.(多选)在【典例2】中,若使质点带上+q的电荷量(带电质点可视为点电荷),如图所示,在POQ下方加上垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=质点由静止释放运动至最低点N时,对轨道的压力恰好为零,则(

)A.质点经过N点时的速度大小为B.质点由P点至N点的过程中洛伦兹力做负功C.质点由静止下落至P点的过程机械能守恒D.质点由静止下落至N点的过程机械能减少CD真题变式2.在【典例2】中,若轨道光滑,使质点带上+q的电荷量(带电质点可视为点电荷),如图所示,在竖直方向加上向下的匀强电场,场强为E,质点由静止释放运动至最低点N的过程中,下列说法正确的是(

)A.质点的机械能守恒B.质点的重力势能减少,电势能增加C.质点的动能增加2mgRD.质点的机械能增加2qERD真题变式3.(多选)在【典例2】中,若将半圆形轨道更换为圆弧轨道,如图所示,并将质点自P点上方高度2R处由静止开始下落,质点沿轨道到达最高点Q时对轨道压力为则质点从静止运动到Q点的过程中(

)A.重力势能减少2mgRB.合外力做功3/4mgRC.克服摩擦力做功1/4mgRD.机械能减少1/2mgRBC【主干回顾】

【当堂达标】1.(2015·天津高考)如图所示,固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环,圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接,弹簧的另一端连接在墙上,且处于原长状态,现让圆环由静止开始下滑,已知弹簧原长为L,圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度),则在圆环下滑到最大距离的过程中(

)A.圆环的机械能守恒B.弹簧弹性势能变化了mgLC.圆环下滑到最大距离时,所受合力为零D.圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变2.(多选)如图所示,竖直平行金属导轨MN、PQ上端接有电阻R,金属杆质量为m,跨在平行导轨上,垂直导轨平面的水平匀强磁场磁感应强度为B,不计ab与导轨电阻,不计摩擦,且ab与导轨接触良好。若ab杆在竖直向上的外力F作用下匀速上升,则以下说法正确的是(

)