高中物理優(yōu)化指導(dǎo)-課件：第七章 機械能守恒定律 本章回顧總結(jié)（人教版必修2）

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,歡迎進入物理課堂,一、功和功率的計算1．功的計算(1)恒力的功可根據(jù)W＝Flcosα計算．(2)根據(jù)W＝Pt計算一段時間內(nèi)的功．(3)利用動能定理W合＝ΔEk計算總功或某個力的功，特別是變力的功．(4)根據(jù)功是能量轉(zhuǎn)化的量度求功．(5)微元求和法．(6)利用Fl圖象，所包圍的“面積”即是力F做功的數(shù)值．,注意：功有正、負，但功的正、負既不表示大小，也不表示方向，僅表示做功的效果．,答案：B,二、動能定理的應(yīng)用1．應(yīng)用動能定理，一般比應(yīng)用牛頓第二定律結(jié)合運動學(xué)公式解題要簡便．在分析過程的基礎(chǔ)上無須研究物體的運動過程中變化的細節(jié)，只須考慮整個過程的做功量及過程的始末動能．2．動能定理的研究對象可以是單一物體，也可以是能夠看做單一物體的系統(tǒng)，動能定理既適用于直線運動，也適用于曲線運動，因此，比牛頓第二定律的適用范圍更廣泛．3．應(yīng)用動能定理可以把物體經(jīng)歷的物理過程分為幾個階段處理，也可以把全過程看做整體來處理．在應(yīng)用動能定理解題時，要注意以下幾個問題：,(1)正確分析物體受力，要考慮物體所受的所有外力，包括重力．(2)要弄清各個外力做功的情況，計算時應(yīng)把各已知功的正負號代入動能定理的表達式．(3)在計算功時，要注意有些力不是全過程都做功的，必須根據(jù)不同情況分別對待，求出總功．(4)動能定理的計算式為標(biāo)量式，v必須是相對同一參考系的速度．(5)動能是狀態(tài)量，具有瞬時性，用平均速度計算動能是無意義的．,質(zhì)量為m＝1.5kg的物塊(可視為質(zhì)點)在水平恒力F作用下，從水平面上A點由靜止開始運動，運動一段距離撤去該力，物塊繼續(xù)滑行x1＝4m停在B點，已知A、B兩點間的距離x＝5.0m，物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.20，求恒力F多大．(g取10m/s2),答案：15N,三、機械能守恒定律及其應(yīng)用1．判斷系統(tǒng)機械能是否守恒的方法(1)方法一：用做功來判定——對某一系統(tǒng)，若只有重力和系統(tǒng)內(nèi)彈力做功，其他力不做功，則該系統(tǒng)機械能守恒．(2)方法二：用能量轉(zhuǎn)化來判定——若物體系統(tǒng)中只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化而無機械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化，則物體系統(tǒng)機械能守恒．,2．機械能守恒定律的表達式(1)E1＝E2，系統(tǒng)初狀態(tài)的機械能等于系統(tǒng)末狀態(tài)的機械能．(2)ΔEk＋ΔEp＝0，系統(tǒng)變化的動能與系統(tǒng)變化的勢能之和為零．(3)ΔEA增＝ΔEB減，系統(tǒng)內(nèi)A物體增加的機械能等于B物體減少的機械能．第一種表達式是從“守恒”的角度反映機械能守恒，解題時必須選取參考平面，而后兩種表達式都是從“轉(zhuǎn)化”的角度來反映機械能守恒，不必選取參考平面．,3．機械能守恒定律應(yīng)用的思路(1)根據(jù)要求的物理量確定研究對象和研究過程．(2)分析外力和內(nèi)力的做功情況或能量轉(zhuǎn)化情況，確認機械能守恒．(3)選取參考平面，表示出初、末狀態(tài)的機械能．(4)列出機械能守恒定律方程及相關(guān)輔助方程．(5)求出未知量．,如圖所示，一個質(zhì)量為0.6kg的小球以某一初速度從P點水平拋出，恰好從光滑圓弧ABC的A點的切線方向進入圓弧(不計空氣阻力，進入圓弧時無機械能損失)．已知圓弧的半徑R＝0.3m，θ＝60，小球到達A點時的速度v＝4m/s.(g取10m/s2)試求：(1)小球做平拋運動的初速度v0；(2)P點與A點的水平距離和豎直高度；(3)小球到達圓弧最高點C時對軌道的壓力．,答案：(1)2m/s(2)0.69m0.60m(3)8N豎直向上,四、功能關(guān)系、能量轉(zhuǎn)化與守恒1．力學(xué)中幾種常用的功能關(guān)系說明：滑動摩擦力做功的情況：一對相互作用的滑動摩擦力所做功的代數(shù)和總是負值，其絕對值等于滑動摩擦力與相對位移的乘積，又恰好等于系統(tǒng)損失的機械能．,2．只有重力或彈力做功時，機械能守恒，ΔE＝0或Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2或ΔEp減＝ΔEk增或ΔEA減＝ΔEB增．3．能量守恒定律：ΔE減＝ΔE增．4．能量守恒是無條件的，利用它解題一定要明確在物體運動過程的始、末狀態(tài)間有幾種形式的能在相互轉(zhuǎn)化，哪些形式的能在減少，哪些形式的能在增加，摩擦產(chǎn)生的熱(內(nèi)能)與路徑有關(guān)，Q＝Ffl相對．,從地面豎直上拋一個質(zhì)量為m的小球，小球上升的最大高度為H，設(shè)上升過程中空氣阻力Ff恒定．對于小球從拋出到上升至最高處的過程，下列說法正確的是A．小球的動能減少了mgHB．小球的機械能減少了FfHC．小球的重力勢能增加了mgHD．小球的加速度大于重力加速度g,解析：小球上升過程中，重力和阻力都做負功，小球動能減少了(mg＋Ff)H，A錯誤；重力做負功量度轉(zhuǎn)化為重力勢能的量，阻力做負功量度發(fā)熱的多少，當(dāng)小球上升H高度時，重力勢能增加了mgH，發(fā)熱為FfH，則減少的機械能為FfH，因考慮空氣阻力作用，故上升階段加速度大于g.故B、C、D均正確．答案：BCD,【考情分析】本章為高考必考內(nèi)容，高頻考點是動能定理，機械能守恒定律，考查形式以計算題為主，常與物體的運動(直線運動、曲線運動)結(jié)合，在具體運動中，運用動能定理求初、末速度．另外，對功和功率也偶有考查，考查形式以選擇題為主．,【高考沖浪】?？键c一功和功率1．(2012福建高考)如圖所示，表面光滑的固定斜面頂端安裝一定滑輪，小物塊A、B用輕繩連接并跨過滑輪(不計滑輪的質(zhì)量和摩擦)．初始時刻，A、B處于同一高度并恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，剪斷輕繩后A下落，B沿斜面下滑，則從剪斷輕繩到物塊著地，兩物塊(),A．速率的變化量不同B．機械能的變化量不同C．重力勢能的變化量相同D．重力做功的平均功率相同答案：D,2．(2012江蘇高考)如圖所示，細線的一端固定于O點，另一端系一小球，在水平拉力作用下，小球以恒定速率在豎直平面內(nèi)由A點運動到B點，在此過程中拉力的瞬時功率變化情況是()A．逐漸增大B．逐漸減小C．先增大，后減小D．先減小，后增大,解析：小球速率不變，將小球重力與外力F沿切向與半徑方向分解，則Fcosθ＝mgsinθ，外力功率P＝Fvcosθ＝mgsinθv，θ增大，P增大，故A對．答案：A,答案：AD,4．(2010課標(biāo)全國高考)如圖所示，在外力作用下某質(zhì)點運動的v－t圖象為正弦曲線．從圖中可以判斷()A．在0～t1時間內(nèi)，外力做正功B．在0～t1時間內(nèi)，外力的功率逐漸增大C．在t2時刻，外力的功率最大D．在t1～t3時間內(nèi)，外力做的總功為零,解析：在0～t1時間內(nèi)，質(zhì)點速度變大，質(zhì)點的加速度、合外力變小(加速度看圖象斜率)，所以合外力做正功，故A對，據(jù)P＝Fv外力的功率在t1時刻為零，在0時刻為零，所以功率先增大后減小，B錯，在t2時刻v＝0，P＝Fv＝0，C錯．在t1～t3時間內(nèi)，物體速率不變，據(jù)動能定理，W合＝ΔEk＝0，D對．答案：AD,A．兩球同時落地B．相遇時兩球速度大小相等C．從開始運動到相遇，球a動能的減少量等于球b動能的增加量D．相遇后的任意時刻，重力對球a做功功率和對球b做功功率相等,答案：C,6．(2010上海高考)純電動概念車E1是中國館的鎮(zhèn)館之寶之一．若E1概念車的總質(zhì)量為920kg，在16s內(nèi)從靜止加速到100km/h(即27.8m/s)，受到恒定的阻力為1500N，假設(shè)它做勻加速直線運動，其動力系統(tǒng)提供的牽引力為________N．當(dāng)E1概念車以最高時速120km/h(即33.3m/s)做勻速直線運動時，其動力系統(tǒng)輸出的功率為________kW.,答案：3.110350,常考點二動能定理及應(yīng)用1．(2010上海高考)傾角θ＝37，質(zhì)量M＝50kg的粗糙斜面位于水平地面上，質(zhì)量m＝2kg的木塊置于斜面頂端，從靜止開始勻加速下滑，經(jīng)t＝2s到達底端，運動路程L＝4m，在此過程中斜面保持靜止(sin37＝0.6，cos37＝0.8，g取10m/s2)，求：,(1)地面對斜面的摩擦力大小與方向；(2)地面對斜面的支持力大??；(3)通過計算證明木塊在此過程中滿足動能定理．,甲,對斜面：受力分析如圖乙所示，由平衡方程得f＝N1sinθ－f1cosθ＝3.2N，方向向左．(如果設(shè)摩擦力f向右，則f＝－N1sinθ＋f1cosθ＝－3.2N，同樣方向向左．),乙,(2)地面對斜面的支持力大小N＝f＝N1cosθ＋f1sinθ＝67.6N.,答案：(1)3.2N方向向左(2)67.6N(3)見解析,2．(2012安徽高考)如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的圓弧軌道，半徑OA水平，OB豎直，一個質(zhì)量為m的小球自A的正上方P點由靜止開始自由下落，小球沿軌道到達最高點B時恰好對軌道沒有壓力．已知AP＝2R，重力加速度為g，則小球從P到B的運動過程中(),答案：D,3．(2009上海高考)小球由地面豎直上拋，上升的最大高度為H，設(shè)所受阻力大小恒定，地面為零勢能面．在上升至離地高度h處，小球的動能是勢能的兩倍，在下落至離高度h處，小球的勢能是動能的兩倍，則h等于()A．H/9B．2H/9C．3H/9D．4H/9,答案：D,4．(2010浙江高考)如圖所示，在一次國際城市運動會中，要求運動員從高為H的平臺上A點由靜止出發(fā)，沿著動摩擦因數(shù)為μ的滑道向下運動到B點后水平滑出，最后落在水池中．設(shè)滑道的水平距離為L，B點的高度h可由運動員自由調(diào)節(jié)(g取10m/s2)．求：,(1)運動員到達B點的速度與高度h的關(guān)系；(2)運動員要達到最大水平運動距離，B點的高度h應(yīng)調(diào)為多大？對應(yīng)的最大水平距離Smax為多少？(3)若圖中H＝4m，L＝5m，動摩擦因數(shù)μ＝0.2，則水平運動距離要達到7m，h值應(yīng)為多少？,常考點三機械能守恒定律及其應(yīng)用1．(2010上海高考)高臺滑雪運動員騰空躍下，如果不考慮空氣阻力，則下落過程中該運動員機械能的轉(zhuǎn)換關(guān)系是()A．動能減少，重力勢能減少B．動能減少，重力勢能增加C．動能增加，重力勢能減少D．動能增加，重力勢能增加答案：C,2．(2011新課標(biāo)全國高考)一蹦極運動員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺下落，到最低點時距水面還有數(shù)米距離．假定空氣阻力可忽略，運動員可視為質(zhì)點，下列說法正確的是()A．運動員到達最低點前重力勢能始終減小B．蹦極繩張緊后的下落過程中，彈力做負功，彈性勢能增加C．蹦極過程中，運動員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機械能守恒D．蹦極過程中，重力勢能的改變與重力勢能零點的選取有關(guān),解析：運動員到達最低點過程中，重力做正功，所以重力勢能始終減少，A項正確．蹦極繩張緊后的下落過程中，彈性力做負功，彈性勢能增加，B項正確．蹦極過程中，運動員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)，只有重力和彈性力做功，所以機械能守恒，C項正確．重力勢能的改變與重力勢能零點選取無關(guān)，D項錯誤．答案：ABC,3．(2012上海高考)，如圖，可視為質(zhì)點的小球A、B用不可伸長的細軟輕線連接，跨過固定在地面上半徑為R的光滑圓柱，A的質(zhì)量為B的兩倍，B處于地面時，A恰與圓柱軸心等高，將A由靜止釋放，B上升的最大高度是(),答案：C,4．(2010江蘇高考)在游樂節(jié)目中，選手需要借助懸掛在高處的繩飛越到水面的浮臺上，小明和小陽觀看后對此進行了討論．如圖所示，他們將選手簡化為質(zhì)量m＝60kg的質(zhì)點，選手抓住繩由靜止開始擺動，此時繩與豎直方向夾角α＝53，繩的懸掛點O距水面的高度為H＝3m．不考慮空氣阻力和繩的質(zhì)量，浮臺露出水面的高度不計，水足夠深．取重力加速度g＝10m/s2，sin53＝0.8，cos53＝0.6.求選手擺到最低點時對繩拉力的大小F.,答案：1080N,6．(2010北京高考)如圖，跳臺滑雪運動員經(jīng)過一段加速滑行后從O點水平飛出，經(jīng)過3.0s落到斜坡上的A點．已知O點是斜坡的起點，斜坡與水平面的夾角θ＝37，運動員的質(zhì)量m＝50kg.不計空氣阻力．(取sin37＝0.60，cos37＝0.80；g取10m/s2)求：,(1)A點與O點的距離；(2)運動員離開O點時的速度大??；(3)運動員落到A點時的動能．,答案：(1)75m(2)20m/s(3)32500J,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,