2017-2018物理人教版必修2教学案:第七章 第9节 实验:验证机械能守恒定律
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  解析:设物体在斜面上运动的总路程为s,则摩擦力所做的总功为-μmgscos 60°,末状态选为B(或C),此时物体速度为零,

  对全过程由动能定理得

  mg[h-R(1-cos 60°)]-μmgscos 60°=0-mv

  物体在斜面上通过的总路程为

  s=

  = m=980 m

  答案:980 m

  

  机械能守恒定律的研究对象是几个相互作用的物体组成的系统,在应用机械能守恒定律解决系统的运动状态的变化及能量的变化时,常见的有以下三种模型:

  1.轻弹簧模型:系统内两个物体直接接触或通过弹簧连接。这类连接体问题应注意各物体间不同能量形式的转化关系

  2.轻绳模型:系统内两个物体通过轻绳连接。如果和外界不存在摩擦力做功等问题时,只有机械能在两物体之间相互转移,两物体组成的系统机械能守恒。解决此类问题的关键是在绳的方向上两物体速度大小相等。

  3.轻杆模型:系统内两个物体通过轻杆连接。轻杆连接的两物体绕固定转轴转动时,两物体的角速度相等。

  [典型例题]

  例2.(2016·大连高一检测)如图所示,质量为m的木块放在光滑的水平桌面上,用轻绳绕过固定在桌边光滑的定滑轮与质量为M的砝码相连,M=2m,把绳拉直后使砝码从静止开始下降h的距离时(砝码未落地),木块仍在桌面上,则此时砝码的速度为多少。

  

  [解析] 利用E2=E1求解。

设砝码开始离桌面的距离为x,取桌面所在的水平面为参考平面,则系统的初状态机械能E1=-Mgx