4.7生产和生活中的机械能守恒（课件）高一物理（粤教版2019）

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＝60kg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＝2.8m，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＝10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝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否影响其落点。课堂练习课堂练习解：设松手时速度为v，平抛时间为t，根据平抛规律，得（1）选手在最低点松手时的速度