1、机械能守恒定律的应用,北京石景山游乐园安装的“神州号过山车”引进荷兰高新技术,轨道长888米,最高时速80公里,是目前亚洲最大的过山车,摩擦力很小、可忽略,可视为质点,解答,讨论:,(1)能否运用牛顿运动定律处理?,(2)能否运用机械能守恒定律处理?,运用机械能守恒定律只需确定初、末状态,可不考虑中间过程,返回,摩擦力很小、可忽略,可视为质点,(2)若过山车圆周的半径为R=2.5m ,则过山车运动沿圆周运动 到最高点时的速度为多大?,解答,解:小球下摆过程中,受重力和拉力。只有重力做功,机械能守恒。取最低点所在平面为零势能面。初状态机械能为mgl(1-cos ),末状态机械能为 由机械能守恒定
2、律得:,巩固练习1,思考:,巩固练习2,摩擦力很小、可忽略,可视为质点,(2)若过山车圆周的半径为R=2.5m ,则过山车运动沿圆周运动 到最高点时的速度为多大?,(3)为保证过山车能顺利通过圆周最高点,则车至少要从斜面 多高处开始下滑?,解答,提示,课堂小结:,能量观点:机械能守恒定律,判断是否守恒,确定初、末状态机械能,牛顿运动定律结合运动学公式,解:以车为研究对象、下滑过程中受重力、支持力, 只有重力做功,机械能守恒。取最低点所在平面为零势能面,初状态机械能为mgh、末状态机械能为 由机械能守恒定律得: mgh= 代入数据得,返回,解: 车沿圆周向最高点运动过程中,受重力、支持力,只有重
3、力做功,机械能守恒.以最低点所在平面为零势能面,初状态机械能为 末状态机械能为由机械能守恒定律得:代入数据得,返回,由圆周运动知识在最高点的速度有什么要求?,小球在整个运动过程中,机械能是否守恒?,返回,解:设车至少从h高处开始下滑。车运动到圆周最高点时,至少由重力提供向心力,由圆周运动知识: 可知在最高点的最小速度: 车在运动过程中只有重力做功,机械能守恒。取最高点所在平面为零势能面,初状态机械能为 末状态机械能为 由机械能守恒定律可得:代入数据得:,返回,巩固练习3,如图所示 , 质量不计的 AB 棒连接两个重锤 , 每个重锤的质量均为 m, 系绳长度 OA=OB=L , 它们的夹角为300。开始时 OA 偏离竖直方向 300 , 自静止起下落击钟 , 当左边的重锤击到钟时 , 右边的重锤恰好在最低点 , 既OB 恰好在竖直方向 , 求锤击到钟时的速度。,提示,答案,