高中物理優(yōu)化指導(dǎo)-課件：第七章 機(jī)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(jìn)入物理課堂,一、功和功率的計(jì)算1功的計(jì)算(1)恒力的功可根據(jù)WFlcos計(jì)算(2)根據(jù)WPt計(jì)算一段時(shí)間內(nèi)的功(3)利用動能定理W合Ek計(jì)算總功或某個(gè)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(fù)，但功的正、負(fù)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(yùn)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(yùn)動過程中變化的細(xì)節(jié)，只須考慮整個(gè)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(yùn)動，也適用于曲線運(yùn)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(gè)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(shí)，要注意以下幾個(gè)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(gè)外力做功的情況，計(jì)算時(shí)應(yīng)把各已知功的正負(fù)號代入動能定理的表達(dá)式(3)在計(jì)算功時(shí)，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(jì)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(shí)性，用平均速度計(jì)算動能是無意義的,質(zhì)量為m1.5kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))在水平恒力F作用下，從水平面上A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動，運(yùn)動一段距離撤去該力，物塊繼續(xù)滑行x14m停在B點(diǎn)，已知A、B兩點(diǎn)間的距離x5.0m，物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)0.20，求恒力F多大(g取10m/s2),答案：15N,三、機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用1判斷系統(tǒng)機(jī)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(jī)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(jī)械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化，則物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒,2機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式(1)E1E2，系統(tǒng)初狀態(tài)的機(jī)械能等于系統(tǒng)末狀態(tài)的機(jī)械能(2)EkEp0，系統(tǒng)變化的動能與系統(tǒng)變化的勢能之和為零(3)EA增EB減，系統(tǒng)內(nèi)A物體增加的機(jī)械能等于B物體減少的機(jī)械能第一種表達(dá)式是從“守恒”的角度反映機(jī)械能守恒，解題時(shí)必須選取參考平面，而后兩種表達(dá)式都是從“轉(zhuǎn)化”的角度來反映機(jī)械能守恒，不必選取參考平面,3機(jī)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(rèn)機(jī)械能守恒(3)選取參考平面，表示出初、末狀態(tài)的機(jī)械能(4)列出機(jī)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(gè)質(zhì)量為0.6kg的小球以某一初速度從P點(diǎn)水平拋出，恰好從光滑圓弧ABC的A點(diǎn)的切線方向進(jìn)入圓弧(不計(jì)空氣阻力，進(jìn)入圓弧時(shí)無機(jī)械能損失)已知圓弧的半徑R0.3m，60，小球到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的速度v4m/s.(g取10m/s2)試求：(1)小球做平拋運(yùn)動的初速度v0；(2)P點(diǎn)與A點(diǎn)的水平距離和豎直高度；(3)小球到達(dá)圓弧最高點(diǎn)C時(shí)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(fù)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(jī)械能,2只有重力或彈力做功時(shí)，機(jī)械能守恒，E0或Ek1Ep1Ek2Ep2或Ep減Ek增或EA減EB增3能量守恒定律：E減E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(yùn)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)，QFfl相對,從地面豎直上拋一個(gè)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(jī)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(fù)功，小球動能減少了(mgFf)H，A錯(cuò)誤；重力做負(fù)功量度轉(zhuǎn)化為重力勢能的量，阻力做負(fù)功量度發(fā)熱的多少，當(dāng)小球上升H高度時(shí)，重力勢能增加了mgH，發(fā)熱為FfH，則減少的機(jī)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(diǎn)是動能定理，機(jī)械能守恒定律，考查形式以計(jì)算題為主，常與物體的運(yùn)動(直線運(yùn)動、曲線運(yùn)動)結(jié)合，在具體運(yùn)動中，運(yùn)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】常考點(diǎn)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(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦)初始時(shí)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(jī)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(xì)線的一端固定于O點(diǎn)，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(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，在此過程中拉力的瞬時(shí)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Fcosmgsin，外力功率PFvcosmgsinv，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(diǎn)運(yùn)動的vt圖象為正弦曲線從圖中可以判斷()A在0t1時(shí)間內(nèi)，外力做正功B在0t1時(shí)間內(nèi)，外力的功率逐漸增大C在t2時(shí)刻，外力的功率最大D在t1t3時(shí)間內(nèi)，外力做的總功為零,解析：在0t1時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)速度變大，質(zhì)點(diǎn)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)PFv外力的功率在t1時(shí)刻為零，在0時(shí)刻為零，所以功率先增大后減小，B錯(cuò)，在t2時(shí)刻v0，PFv0，C錯(cuò)在t1t3時(shí)間內(nèi)，物體速率不變，據(jù)動能定理，W合Ek0，D對答案：AD,A兩球同時(shí)落地B相遇時(shí)兩球速度大小相等C從開始運(yùn)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(shí)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(yùn)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(shí)速120km/h(即33.3m/s)做勻速直線運(yùn)動時(shí)，其動力系統(tǒng)輸出的功率為_kW.,答案：3.110350,?？键c(diǎn)二動能定理及應(yīng)用1(2010上海高考)傾角37，質(zhì)量M50kg的粗糙斜面位于水平地面上，質(zhì)量m2kg的木塊置于斜面頂端，從靜止開始勻加速下滑，經(jīng)t2s到達(dá)底端，運(yùn)動路程L4m，在此過程中斜面保持靜止(sin370.6，cos370.8，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(jì)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fN1sinf1cos3.2N，方向向左(如果設(shè)摩擦力f向右，則fN1sinf1cos3.2N，同樣方向向左),乙,(2)地面對斜面的支持力大小NfN1cosf1sin67.6N.,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(gè)質(zhì)量為m的小球自A的正上方P點(diǎn)由靜止開始自由下落，小球沿軌道到達(dá)最高點(diǎn)B時(shí)恰好對軌道沒有壓力已知AP2R，重力加速度為g，則小球從P到B的運(yùn)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()AH/9B2H/9C3H/9D4H/9,答案：D,4(2010浙江高考)如圖所示，在一次國際城市運(yùn)動會中，要求運(yùn)動員從高為H的平臺上A點(diǎn)由靜止出發(fā)，沿著動摩擦因數(shù)為的滑道向下運(yùn)動到B點(diǎn)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(diǎn)的高度h可由運(yùn)動員自由調(diào)節(jié)(g取10m/s2)求：,(1)運(yùn)動員到達(dá)B點(diǎn)的速度與高度h的關(guān)系；(2)運(yùn)動員要達(dá)到最大水平運(yùn)動距離，B點(diǎn)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H4m，L5m，動摩擦因數(shù)0.2，則水平運(yùn)動距離要達(dá)到7m，h值應(yīng)為多少？,?？键c(diǎn)三機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用1(2010上海高考)高臺滑雪運(yùn)動員騰空躍下，如果不考慮空氣阻力，則下落過程中該運(yùn)動員機(jī)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(yùn)動員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺下落，到最低點(diǎn)時(shí)距水面還有數(shù)米距離假定空氣阻力可忽略，運(yùn)動員可視為質(zhì)點(diǎn)，下列說法正確的是()A運(yùn)動員到達(dá)最低點(diǎn)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(fù)功，彈性勢能增加C蹦極過程中，運(yùn)動員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D蹦極過程中，重力勢能的改變與重力勢能零點(diǎn)的選取有關(guān),解析：運(yùn)動員到達(dá)最低點(diǎn)過程中，重力做正功，所以重力勢能始終減少，A項(xiàng)正確蹦極繩張緊后的下落過程中，彈性力做負(fù)功，彈性勢能增加，B項(xiàng)正確蹦極過程中，運(yùn)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(jī)械能守恒，C項(xiàng)正確重力勢能的改變與重力勢能零點(diǎn)選取無關(guān)，D項(xiàng)錯(cuò)誤答案：ABC,3(2012上海高考)，如圖，可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A、B用不可伸長的細(xì)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(shí)，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(jìn)行了討論如圖所示，他們將選手簡化為質(zhì)量m60kg的質(zhì)點(diǎn)，選手抓住繩由靜止開始擺動，此時(shí)繩與豎直方向夾角53，繩的懸掛點(diǎn)O距水面的高度為H3m不考慮空氣阻力和繩的質(zhì)量，浮臺露出水面的高度不計(jì)，水足夠深取重力加速度g10m/s2，sin530.8，cos530.6.求選手?jǐn)[到最低點(diǎn)時(shí)對繩拉力的大小F.,答案：1080N,6(2010北京高考)如圖，跳臺滑雪運(yùn)動員經(jīng)過一段加速滑行后從O點(diǎn)水平飛出，經(jīng)過3.0s落到斜坡上的A點(diǎn)已知O點(diǎn)是斜坡的起點(diǎn)，斜坡與水平面的夾角37，運(yùn)動員的質(zhì)量m50kg.不計(jì)空氣阻力(取sin370.60，cos370.80；g取10m/s2)求：,(1)A點(diǎn)與O點(diǎn)的距離；(2)運(yùn)動員離開O點(diǎn)時(shí)的速度大?。?3)運(yùn)動員落到A點(diǎn)時(shí)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,