《物理 第7章 機(jī)械能守恒定律 第8節(jié) 習(xí)題課 機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用 新人教版必修2》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《物理 第7章 機(jī)械能守恒定律 第8節(jié) 習(xí)題課 機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用 新人教版必修2（24頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 要點(diǎn)歸納要點(diǎn)歸納習(xí)題課機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用習(xí)題課機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用機(jī)械能守恒定律的判斷機(jī)械能守恒定律的判斷機(jī)械能守恒的條件絕不是合力的功等于零，更不是合機(jī)械能守恒的條件絕不是合力的功等于零，更不是合力為零；力為零；“只有重力做功只有重力做功”不等于不等于“只受重力作用只受重力作用”。1.利用機(jī)械能的定義判斷：判斷物體動(dòng)能和勢(shì)能的和即利用機(jī)械能的定義判斷：判斷物體動(dòng)能和勢(shì)能的和即機(jī)械能是否變化，如勻速上升、勻速下降、沿斜面勻機(jī)械能是否變化，如勻速上升、勻速下降、沿斜面勻速運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能必定不守恒。速運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能必定不守恒。2.用做功判斷：看物體或系統(tǒng)是否只有重力用做功判斷：看物體或系統(tǒng)

2、是否只有重力(或彈簧的彈或彈簧的彈力力)做功。做功。3.用能量轉(zhuǎn)化來(lái)判斷：看是否存在其他形式的能和機(jī)械用能量轉(zhuǎn)化來(lái)判斷：看是否存在其他形式的能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化，如有滑動(dòng)摩擦力做功時(shí)，因摩擦生熱，能相互轉(zhuǎn)化，如有滑動(dòng)摩擦力做功時(shí)，因摩擦生熱，系統(tǒng)機(jī)械能將有損失。系統(tǒng)機(jī)械能將有損失。4.對(duì)一些繩子突然繃緊、物體間碰撞等情況，除非題目對(duì)一些繩子突然繃緊、物體間碰撞等情況，除非題目特別說(shuō)明，否則機(jī)械能必定不守恒。特別說(shuō)明，否則機(jī)械能必定不守恒。精典示例精典示例例例1(多選多選)如圖如圖1所示，斜劈劈尖頂著豎直所示，斜劈劈尖頂著豎直墻壁靜止于水平面上，現(xiàn)將一小球從圖示墻壁靜止于水平面上，現(xiàn)將一小球從圖示

3、位置靜止釋放，不計(jì)一切摩擦，則在小球位置靜止釋放，不計(jì)一切摩擦，則在小球從釋放到落至地面的過(guò)程中，下列說(shuō)法正從釋放到落至地面的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是確的是()圖圖1A.斜劈對(duì)小球的彈力不做功斜劈對(duì)小球的彈力不做功B.斜劈與小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒斜劈與小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒C.斜劈的機(jī)械能守恒斜劈的機(jī)械能守恒D.小球機(jī)械能的減少量等于斜劈動(dòng)能的增加量小球機(jī)械能的減少量等于斜劈動(dòng)能的增加量解析解析小球有豎直方向的位移小球有豎直方向的位移，所以斜劈對(duì)小球的彈所以斜劈對(duì)小球的彈力對(duì)球做負(fù)功力對(duì)球做負(fù)功，故故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；小球?qū)π迸膹椓?duì)選項(xiàng)錯(cuò)誤；小球?qū)π迸膹椓?duì)斜劈做正功斜劈做正功，所以斜劈的

4、機(jī)械能增加所以斜劈的機(jī)械能增加，故故C選項(xiàng)錯(cuò)誤；選項(xiàng)錯(cuò)誤；不計(jì)一切摩擦不計(jì)一切摩擦，小球下滑過(guò)程中小球下滑過(guò)程中，小球和斜劈組成的小球和斜劈組成的系統(tǒng)中只有動(dòng)能和重力勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化系統(tǒng)中只有動(dòng)能和重力勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)機(jī)械能守系統(tǒng)機(jī)械能守恒恒，故故B、D選項(xiàng)正確。選項(xiàng)正確。答案答案BD針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練1 (多選多選)如圖如圖2所示，下列關(guān)于機(jī)械能是否守恒的所示，下列關(guān)于機(jī)械能是否守恒的判斷正確的是判斷正確的是()圖圖2A.甲圖中，火箭升空的過(guò)程中，若勻速升空機(jī)械能守恒，若甲圖中，火箭升空的過(guò)程中，若勻速升空機(jī)械能守恒，若加速升空機(jī)械能不守恒加速升空機(jī)械能不守恒B.乙圖中物體勻速運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能守恒乙

5、圖中物體勻速運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能守恒C.丙圖中小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能守恒丙圖中小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能守恒D.丁圖中，輕彈簧將丁圖中，輕彈簧將A、B兩小車彈開，兩小車組成的系統(tǒng)兩小車彈開，兩小車組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，兩小車和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒機(jī)械能不守恒，兩小車和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒解析解析題圖甲中無(wú)論火箭勻速上升還是加速上升題圖甲中無(wú)論火箭勻速上升還是加速上升，都有推力做都有推力做功功，機(jī)械能增加機(jī)械能增加，因而機(jī)械能不守恒；題圖乙中拉力因而機(jī)械能不守恒；題圖乙中拉力F做功做功，機(jī)械能不守恒；題圖丙中機(jī)械能不守恒；題圖丙中，小球受到的所有力都不做功小球受到的所有力都不做功，機(jī)械機(jī)械

6、能守恒；題圖丁中能守恒；題圖丁中，彈簧的彈力做功彈簧的彈力做功，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為兩小車的動(dòng)能兩小車的動(dòng)能，兩小車與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。兩小車與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。答案答案CD含彈簧類機(jī)械能守恒問(wèn)題含彈簧類機(jī)械能守恒問(wèn)題精典示例精典示例例例2如圖如圖3所示，固定的豎直光滑長(zhǎng)桿上套有所示，固定的豎直光滑長(zhǎng)桿上套有質(zhì)量為質(zhì)量為m的小圓環(huán)，圓環(huán)與水平狀態(tài)的輕質(zhì)彈的小圓環(huán)，圓環(huán)與水平狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧一端連接，彈簧的另一端連接在墻上，并且簧一端連接，彈簧的另一端連接在墻上，并且處于原長(zhǎng)狀態(tài)，現(xiàn)讓圓環(huán)由靜止開始下滑，已處于原長(zhǎng)狀態(tài)，現(xiàn)讓圓環(huán)由靜止開始下滑，已知彈簧原長(zhǎng)為知彈

7、簧原長(zhǎng)為L(zhǎng)，圓環(huán)下滑到最大距離時(shí)彈簧，圓環(huán)下滑到最大距離時(shí)彈簧的長(zhǎng)度變?yōu)榈拈L(zhǎng)度變?yōu)?L(未超過(guò)彈性限度未超過(guò)彈性限度)，則在圓環(huán)下，則在圓環(huán)下滑到最大距離的過(guò)程中滑到最大距離的過(guò)程中()圖圖3A.圓環(huán)的機(jī)械能守恒圓環(huán)的機(jī)械能守恒B.彈簧彈性勢(shì)能變化了彈簧彈性勢(shì)能變化了C.圓環(huán)下滑到最大距離時(shí)，所受合力為零圓環(huán)下滑到最大距離時(shí)，所受合力為零D.圓環(huán)重力勢(shì)能與彈簧彈性勢(shì)能之和保持不變圓環(huán)重力勢(shì)能與彈簧彈性勢(shì)能之和保持不變答案答案B針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練2 如圖如圖4所示，輕彈簧一端與墻相連處所示，輕彈簧一端與墻相連處于自然狀態(tài)，質(zhì)量為于自然狀態(tài)，質(zhì)量為4 kg的木塊沿光滑的水平的木塊沿光滑的水平面以面以

8、5 m/s 的速度運(yùn)動(dòng)并開始擠壓彈簧，求：的速度運(yùn)動(dòng)并開始擠壓彈簧，求：圖圖4(1)彈簧的最大彈性勢(shì)能；彈簧的最大彈性勢(shì)能；(2)木塊被彈回速度增大到木塊被彈回速度增大到3 m/s時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能。時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能。答案答案(1)50 J(2)32 J要點(diǎn)歸納要點(diǎn)歸納機(jī)械能守恒定律和動(dòng)能定理的應(yīng)用比較機(jī)械能守恒定律和動(dòng)能定理的應(yīng)用比較機(jī)械能守恒定律和動(dòng)能定理的比較規(guī)律規(guī)律內(nèi)容內(nèi)容機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律動(dòng)能定理動(dòng)能定理表達(dá)式表達(dá)式E1E2EkEpEAEBWEk應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍只有重力或彈力做功時(shí)只有重力或彈力做功時(shí)無(wú)條件限制無(wú)條件限制研究對(duì)象研究對(duì)象系統(tǒng)系統(tǒng)單個(gè)物體單個(gè)物體關(guān)注角度關(guān)注角度

9、守恒的條件和初、末狀態(tài)守恒的條件和初、末狀態(tài)機(jī)械能的形式及大小機(jī)械能的形式及大小動(dòng)能的變化及合力做動(dòng)能的變化及合力做功情況功情況精典示例精典示例例例3如圖如圖5所示，某人以所示，某人以v04 m/s 的速度斜的速度斜向上向上(與水平方向成與水平方向成45角角)拋出一個(gè)小球，小拋出一個(gè)小球，小球落地時(shí)速度為球落地時(shí)速度為v8 m/s，不計(jì)空氣阻力，求，不計(jì)空氣阻力，求小球拋出時(shí)的高度小球拋出時(shí)的高度h。甲、乙兩位同學(xué)看了本。甲、乙兩位同學(xué)看了本題的參考解法題的參考解法“ “ ”后爭(zhēng)論后爭(zhēng)論了起來(lái)。甲說(shuō)此解法依據(jù)的是動(dòng)能定理，乙說(shuō)了起來(lái)。甲說(shuō)此解法依據(jù)的是動(dòng)能定理，乙說(shuō)此解法依據(jù)的是機(jī)械能守恒定律

10、，你對(duì)甲、乙此解法依據(jù)的是機(jī)械能守恒定律，你對(duì)甲、乙兩位同學(xué)的爭(zhēng)論持什么觀點(diǎn)，請(qǐng)簡(jiǎn)單分析，并兩位同學(xué)的爭(zhēng)論持什么觀點(diǎn)，請(qǐng)簡(jiǎn)單分析，并求出拋出時(shí)的高度求出拋出時(shí)的高度h。(g取取10 m/s2)圖圖5答案答案見(jiàn)解析見(jiàn)解析針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練3 為了研究過(guò)山車的原理，某興趣小組提出了下為了研究過(guò)山車的原理，某興趣小組提出了下列設(shè)想：取一個(gè)與水平方向夾角為列設(shè)想：取一個(gè)與水平方向夾角為37、長(zhǎng)為、長(zhǎng)為L(zhǎng)2.0 m的的粗糙傾斜軌道粗糙傾斜軌道AB，通過(guò)水平軌道，通過(guò)水平軌道BC與半徑為與半徑為R0.2 m 的的豎直圓軌道相連，出口為水平軌道豎直圓軌道相連，出口為水平軌道DE，整個(gè)軌道除，整個(gè)軌道除AB段段

11、以外都是光滑的。其中以外都是光滑的。其中AB與與BC軌道以微小圓弧相接，如軌道以微小圓弧相接，如圖圖6所示。一個(gè)質(zhì)量所示。一個(gè)質(zhì)量m1 kg的小物塊以初速度的小物塊以初速度v05.0 m/s從從A點(diǎn)沿傾斜軌道滑下，小物塊到達(dá)點(diǎn)沿傾斜軌道滑下，小物塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度點(diǎn)時(shí)速度vC4.0 m/s。取取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8。圖圖6(1)求小物塊到達(dá)求小物塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對(duì)圓軌道壓力的大?。稽c(diǎn)時(shí)對(duì)圓軌道壓力的大?。?2)求小物塊從求小物塊從A到到B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中摩擦力所做的功；運(yùn)動(dòng)過(guò)程中摩擦力所做的功；(3)為了使小物塊不離開軌道，并從軌道為了使小物塊不離開軌道，并從軌道DE滑

12、出，求豎直圓滑出，求豎直圓軌道的半徑應(yīng)滿足什么條件？軌道的半徑應(yīng)滿足什么條件？解析解析(1)設(shè)小物塊到達(dá)設(shè)小物塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)受到圓軌道的支持力大小為點(diǎn)時(shí)受到圓軌道的支持力大小為FN，根據(jù)牛頓第二定律有根據(jù)牛頓第二定律有，解得解得FN90 N根據(jù)牛頓第三定律根據(jù)牛頓第三定律，小物塊對(duì)圓軌道壓力的大小為小物塊對(duì)圓軌道壓力的大小為90 N。(2)由于水平軌道由于水平軌道BC光滑光滑，無(wú)摩擦力做功無(wú)摩擦力做功，所以可將研究小所以可將研究小物塊從物塊從A到到B的運(yùn)動(dòng)過(guò)程轉(zhuǎn)化為研究從的運(yùn)動(dòng)過(guò)程轉(zhuǎn)化為研究從A到到C的過(guò)程。的過(guò)程。物塊從物塊從A到到C的過(guò)程中的過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理有：根據(jù)動(dòng)能定理有：解得解得W

13、f16.5 J。答案答案(1)90 N(2)16.5 J(3)R0.32 m1.(機(jī)械能守恒的判斷機(jī)械能守恒的判斷)下列運(yùn)動(dòng)的物體，機(jī)械能守恒的下列運(yùn)動(dòng)的物體，機(jī)械能守恒的是是()A.物體沿斜面勻速下滑物體沿斜面勻速下滑B.物體從高處以物體從高處以0.9g的加速度豎直下落的加速度豎直下落C.物體沿光滑曲面滑下物體沿光滑曲面滑下D.拉著一個(gè)物體沿光滑的斜面勻速上升拉著一個(gè)物體沿光滑的斜面勻速上升解析解析物體沿斜面勻速下滑時(shí)物體沿斜面勻速下滑時(shí)，動(dòng)能不變動(dòng)能不變，重力勢(shì)能減小重力勢(shì)能減小，所以機(jī)械能減小。物體以所以機(jī)械能減小。物體以0.9g的加速度豎直下落時(shí)的加速度豎直下落時(shí)，除重力除重力外外，其

14、他力的合力向上其他力的合力向上，大小為大小為0.1mg，合力在物體下落時(shí)合力在物體下落時(shí)對(duì)物體做負(fù)功對(duì)物體做負(fù)功，物體機(jī)械能不守恒。物體沿光滑曲面滑下物體機(jī)械能不守恒。物體沿光滑曲面滑下時(shí)時(shí)，只有重力做功只有重力做功，機(jī)械能守恒。拉著物體沿斜面上升時(shí)機(jī)械能守恒。拉著物體沿斜面上升時(shí)，拉力對(duì)物體做功拉力對(duì)物體做功，物體機(jī)械能不守恒。綜上物體機(jī)械能不守恒。綜上，機(jī)械能守恒機(jī)械能守恒的是的是C項(xiàng)。項(xiàng)。答案答案C2.(含彈簧類機(jī)械能守恒問(wèn)題含彈簧類機(jī)械能守恒問(wèn)題)如圖如圖7所示，在所示，在 高高1.5 m的光滑平臺(tái)上有一個(gè)質(zhì)量為的光滑平臺(tái)上有一個(gè)質(zhì)量為2 kg的小的小 球被一細(xì)線拴在墻上，小球與墻之間

15、有一根球被一細(xì)線拴在墻上，小球與墻之間有一根 被壓縮的輕質(zhì)彈簧。當(dāng)燒斷細(xì)線時(shí)，小球被被壓縮的輕質(zhì)彈簧。當(dāng)燒斷細(xì)線時(shí)，小球被 彈出，小球落地時(shí)的速度方向與水平方向成彈出，小球落地時(shí)的速度方向與水平方向成60角，則彈簧角，則彈簧被壓縮時(shí)具有的彈性勢(shì)能為被壓縮時(shí)具有的彈性勢(shì)能為(g取取10 m/s2)()圖圖7A.10 J B.15 JC.20 J D.25 J答案答案A3.(機(jī)械能守恒與動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用機(jī)械能守恒與動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用)滑板運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)驚險(xiǎn)滑板運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)驚險(xiǎn)刺激的運(yùn)動(dòng)，深受青少年的喜愛(ài)。如圖刺激的運(yùn)動(dòng)，深受青少年的喜愛(ài)。如圖8所示是滑板運(yùn)動(dòng)的所示是滑板運(yùn)動(dòng)的軌道，軌道，AB和和CD是

16、一段圓弧形軌道，是一段圓弧形軌道，BC是一段長(zhǎng)是一段長(zhǎng)7 m 的水的水平軌道。一運(yùn)動(dòng)員從平軌道。一運(yùn)動(dòng)員從AB軌道上的軌道上的P點(diǎn)以點(diǎn)以6 m/s的速度下滑，的速度下滑，經(jīng)經(jīng)BC軌道后沖上軌道后沖上CD軌道，到軌道，到Q點(diǎn)時(shí)速度減為零。已知運(yùn)動(dòng)點(diǎn)時(shí)速度減為零。已知運(yùn)動(dòng)員與滑板的總質(zhì)量為員與滑板的總質(zhì)量為50 kg，h1.4 m，H1.8 m，不計(jì)圓，不計(jì)圓弧軌道上的摩擦弧軌道上的摩擦(g10 m/s2)。求：。求：圖圖8(1)運(yùn)動(dòng)員第一次經(jīng)過(guò)運(yùn)動(dòng)員第一次經(jīng)過(guò)B點(diǎn)、點(diǎn)、C點(diǎn)時(shí)的速度各是多少？點(diǎn)時(shí)的速度各是多少？(2)運(yùn)動(dòng)員與運(yùn)動(dòng)員與BC軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)。軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)。答案答案(1)8 m/s6 m/s(2)0.2