2022年高三物理 一輪復(fù)習(xí)系統(tǒng)機(jī)械能守恒教案 新人教版

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1、2022年高三物理 一輪復(fù)習(xí)系統(tǒng)機(jī)械能守恒教案 新人教版 教學(xué)目標(biāo) 1、理解系統(tǒng)守恒條件。 2、在具體問題中，能判定機(jī)械能是否守恒 3、靈活運(yùn)用系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律解決運(yùn)動(dòng)問題 教學(xué)重點(diǎn)：系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用 教學(xué)難點(diǎn)：理解系統(tǒng)機(jī)械能守恒的條件 高考動(dòng)向：靈活運(yùn)用系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律解決運(yùn)動(dòng)問題 教學(xué)過程： 1 ．? 系統(tǒng)機(jī)械能守恒條件： 　①外力：只有重力做功 ②內(nèi)力：系統(tǒng)內(nèi)沒有機(jī)械能與其他形式的能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化 典例分析與訓(xùn)練 (1)木板放在光滑地面上，一木塊以某一初速度從木板的左端滑到右端，木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ≠0，此系統(tǒng)的機(jī)械能是否守恒？ (2)小

2、球與槽、槽與地面的接觸面均光滑，小球從圖示位置釋放，此系統(tǒng)的機(jī)械能是否守恒？ 2.系統(tǒng)機(jī)械能守恒的表達(dá)式： 典例分析與訓(xùn)練 例1 如圖所示，總長為L的光滑勻質(zhì)鐵鏈跨過一個(gè)光滑的輕小滑輪，開始時(shí)下端A、B相平齊，當(dāng)略有擾動(dòng)時(shí)其一端下落，則當(dāng)鐵鏈剛脫離滑輪的瞬間，鐵鏈的速度為多大? 解析 這里提供兩種解法。 解法一（利用E2=E1求解）：設(shè)鐵鏈單位長度的質(zhì)量為ρ，且選取初始位置鐵鏈的下端A、B所在的水平面為參考平面，則鐵鏈初態(tài)的機(jī)械能為 ?, 末態(tài)的機(jī)械能為 ??。 根據(jù)機(jī)械能守恒定律有

3、 ?E2=E1， 即 ， 解得鐵鏈剛脫離滑輪時(shí)的速度 。 A B L/2 L/2 B’ A’ 解法二（利用△Ek=－△Ep求解）：如圖所示，鐵鏈剛離開滑輪時(shí)，相當(dāng)于原來的BB’部分移到了AA’的位置。重力勢能的減少量 ?， 動(dòng)能的增加量 。 根據(jù)機(jī)械能守恒定律有 ?△Ek=－△Ep， 即 ， 解得鐵鏈剛脫離滑輪時(shí)的速度 。 點(diǎn)撥 對(duì)

4、于繩索、鏈條之類的物體，由于發(fā)生形變，其重心位置相對(duì)物體來說并不是固定不變的，能否確定重心的位置，常是解決該類問題的關(guān)鍵?？梢圆捎梅侄畏ㄇ蟪雒慷蔚闹亓菽?，然后求和即為整體的重力勢能；也可采用等效法求出重力勢能的改變量。再有，利用△Ek=－△Ep列方程時(shí)，不需要選取參考平面，且便于分析計(jì)算。 對(duì)應(yīng)練習(xí)：1.質(zhì)量為m的長為L的均勻鏈條，放在離地高度為3L的桌面上，鏈條的三分之一垂在桌面外，桌面光滑，鏈條無初速下 滑，當(dāng)鏈條剛脫離桌面時(shí)速度為_________________，當(dāng)鏈條下端剛觸地時(shí)，鏈條的速度為_________________。 答案： 例2如圖所示，半徑為的光滑半圓上有

5、兩個(gè)小球，質(zhì)量分別為，M>m，由細(xì)線掛著，今由靜止開始自由釋放，求小球升至最高點(diǎn)時(shí)兩球的速度？ 對(duì)應(yīng)練習(xí)： 如圖所示，半徑為的光滑半圓上有兩個(gè)小球，質(zhì)量分別為，由細(xì)線掛著，今由靜止開始自由釋放，當(dāng)小球升至最高點(diǎn)時(shí)恰好脫離球面，求A、B兩球的質(zhì)量比？ 答案： θ B A 例3 如圖所示，一固定的楔形木塊，其斜面的傾角θ=30°，另一邊與水平地面垂直，頂上有一個(gè)定滑輪，跨過定滑輪的細(xì)線兩端分別與物塊A和B連接，A的質(zhì)量為4m，B的質(zhì)量為m。開始時(shí)，將B按在地面上不動(dòng)，然后放開手，讓A沿斜面下滑而B上升，所有摩擦均忽略不計(jì)。當(dāng)A沿斜面下滑距離s后，細(xì)線突然斷了。求物塊B上升的

6、最大高度H。（設(shè)B不會(huì)與定滑輪相碰） 解析 設(shè)細(xì)線斷裂前一瞬間A和B速度的大小為v，A沿斜面下滑s的過程中，A的高度降低了ssinθ，B的高度升高了s。對(duì)A和B以及地球組成的系統(tǒng)，機(jī)械能守恒，有物塊A機(jī)械能的減少量等于物塊B機(jī)械能的增加量，即 ?。 細(xì)線斷后，物塊B做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，物塊B與地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，設(shè)物塊B繼續(xù)上升的高度為h，有 。 由以上兩式聯(lián)立解得 ， 故物塊B上升的最大高度為 ?。 點(diǎn)撥 在細(xì)線斷裂之前，A和B以及地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。兩個(gè)物體用同一根細(xì)線跨過定滑輪相連由于細(xì)線不可伸長，兩

7、個(gè)物體速度的大小總是相等的。細(xì)線斷裂后，B做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，由于只有重力做功，B與地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。在處理實(shí)際問題時(shí)，要根據(jù)問題的特點(diǎn)和求解的需要，選取不同的研究對(duì)象和運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行分析。 l A B C h l 練習(xí)： 如圖所示，質(zhì)量均為m的小球A、B、C，用兩條長為l的細(xì)線相連，置于高為h的光滑水平桌面上，l＞h，球剛跨過桌邊。若A球、B球相繼著地后均不再反跳，忽略球的大小，則C球離開桌邊時(shí)的速度有多大？ 解析 設(shè)A球著地時(shí)的速度為v1，A、B、C三球與地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，有, 。 設(shè)B球著地時(shí)的速度為v2，A球著地后，B、C兩球與地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守

8、恒，有 ，。 所以，C球離開桌邊時(shí)的速度為。 體育學(xué)生練習(xí)：（xx全國）18．如圖，一很長的、不可伸長的柔軟輕繩跨過光滑定滑輪，繩兩端各系一小球a和b。a球質(zhì)量為m，靜置于地面；b球質(zhì)量為3m， 用手托住，高度為h，此時(shí)輕繩剛好拉緊。從靜止開始釋放b后，a可能達(dá)到的最大高度為 A．h 　　　　　　　　　　　　　　　　　B．l.5h C．2h D．2.5h 答案：解析：釋放b后，b下落到地面，a上升高度h瞬間、a、b兩者的速度相等，設(shè)為v，由機(jī)械能守恒得3mgh＝mgh＋mv2＋×3mv2，則v＝，之后a豎直上拋，繼續(xù)上升的高度為h′，由h′＝得h′＝h，所以a上升的最大高度為h＋h′＝h，則B正確