高中物理专题复习机械能机械能守恒定律应用一导学案
- 格式：doc
- 大小：106.43 KB
- 文档页数：4
120 七、机械能守恒定律的应用(一)
【知识要点梳理】
1.利用机械能守恒定律解题的一般方法：
①确定研究对象：一个满足机械能守恒条件，只发生动能、重力势能、弹性势能相互转化，而机械能总量不变的系统和过程；
②确定研究过程中初状态的机械能表达式(Ek1+Ep1)和末状态的机械能表达式(Ek2+Ep2)；
③根据机械能守恒定律定出表达式Ek1+Ep1=Ek2+Ep2。
【典型例题剖析】
【例1】质量为m=2kg的小球从光滑的斜面上高h=3.5m处由静止下
滑，斜面底端通过一光滑小圆弧与一个半径R=1m的光滑圆环两两相
切连接，如图7－7－1所示，试求：小球滑到圆环顶点时对圆环的压
力（g取10m/s2）.
【分析与解答】小球从h高处由静止开始下滑至圆环顶点的过程中只
有重力做功，则小球机械能守恒。设通过圆环最高点所在水平面为参
考面，小球在h高处的机械能为)2(Rhmg－，小球在圆环最高点处的机械能为221mv，
由机械能守恒定律：)2(Rhmg－=221mv………………①
小球在圆环的最高点时，根据牛顿第二定律：RvmFmgN2=+………………②
由①②得：FN =40N 由牛顿第三定律，小球对圆环的压力FN ′=40N
【总结与提高】
①试选用其他不同的参考面确定机械能的表达式，如地面等；
②小球至少应从多高处由静止滑下，才能通过圆环的最高点？
【例2】如图7－7－2所示，在光滑的水平桌面上，放一根长为l的链条，
链条沿桌边挂在桌外的长度为a，链条由静止开始释放，求链条全部离开 a
图7－7－2 R h
图7－7－1
121 桌面时的速度。
【分析与解答】研究对象:整根链条。从图示位置到链条刚好全部离开桌
面过程中机械能守恒。设链条单位长度的质量为m0，链条重力势能的减
少等于整根链条动能的增加，即：
200021=)(+2/)()(lvmalagmalgalm－－－
得：lgalv/)(=22－
【总结与提高】对于不能看作质点的物体（如链条、绳子等），可以把物体分割成几部分，再分析物体势能的变化，利用相应的物理原理解决问题。本题求链条势能的减少量可以有多种方法。
【基础训练】
1.一质量为m的物体从某高处以初速度v0水平抛出，落地时的速度为v，若不计空气阻力，则抛出点离地面的高度h=
。
2.一根长为0.8m的细绳一端固定，另一端拴一质量为0.4kg的小球，将细绳拉到水平位置，静止释放，当小球摆到最低点时的速度大小为 ，此时细绳的拉力为 。（g＝10m/s2）
3.一个质量为m的滑块以初速度v0沿光滑斜面向上滑行，当滑块从斜面底端滑到高度为h的地方时（此处的重力势能为零），滑块的机械能是：（ ）
A.2021mv B.mgh C.mghmv+2120 D.mghmv－2021
4.绳的一端固定，另一端系一质量为m的小球，当小球绕绳的固定点在竖直平面内做圆周运动时，小球通过最低点和最高点的拉力差为( )
A.mg B.3mg C.6mg D.9mg
5.从离地H高处以速度v竖直向下抛出一个小球，若球撞地时无机械能损失，那么此球的回跳高度是（ ）
A.gvH2+2 B.gvH22－ C.gv22 D.上述均有可能
6.如图7－7－3所示，物体A的质量是物体B的1/2，在不计摩擦力
图7－7－3 B A
H
122 的情况下，B物体自高H处由静止开始下落，且A始终在同一水平面
上。若以地面为参考平面，当B动能与其势能相等时，B距地面的高
度为（ ）
A.H51 B.H52 C.H54 D.H31
7.如所示7－7－4，一质量为m的小球固定在弹簧的一端，弹簧的另
一端固定于O处，弹簧恰好无形变，小球在A点由静止放开小球，它
运动到O点正下方B点处的速度为v，A、B间的高度差为h，则( )：
A.由A到B重力做功mgh。
B.由A到B重力势能减少221mv。
C.由A到B小球克服重力做功mgh。
D.小球到达B位置时，弹簧的弹性势能为mgh－221mv。
8.如图7－7－5所示，重10N的小球在倾角为30°的斜面上从a点由
静止下滑，滑到b点接触到一个轻质弹簧，小球压缩弹簧到c点开始
弹回，返回b点离开弹簧，最后又回到a点，已知ab=1m，bc=0.2m，
那么在整个过程中( )：
A.小球动能的最大值是6J。 B.弹簧弹性势能的最大值是6J。
C.从c到b弹簧的弹力对小球做的功是6J。
D.整个过程中小球和弹簧总的机械能守恒。
9.如图7－7－6所示，一根全长为L、粗细均匀的铁链，对称地挂在轻小
光滑的定滑轮上。当受到轻微的抖动，铁链开始滑动，当铁链脱离滑轮的
瞬间，铁链的速度是多大？
图7－7－6 图7－7－4 O
h A
B
图7－7－5 30˚ a
b c
123 10.质量均为m的小物体A和B分别系在一根质量不计的细绳两端，绳子跨过固定在斜面顶端的定滑轮上，斜面固定在水平地面上，倾角为30°;开始时把物体B拉到斜面底端，这时物体A离地面的高度为0.8m，如图7－7－7所示，若摩擦均不计，从静止开始放手让它们运动，求：
（1）物体A着地时的速度；
（2）物体A着地后，物体B沿斜面上滑的最大距离。
图7－7－7 30° B A
