2022年高zhong物理机械能及其守恒定律知识点总结及试题.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载功和能、机械能守恒定律高中物理必修二学问点总结：第七章机械能守恒定律人类的全部活动都离不开能量,本章将学习最基本的能量形式：机械能,对于机械能得懂得以及在实际中的敏捷运用将是本章的难点,同时仍将学习动能与动能定理和能量守恒定律,这都是物理学中的重要定律,也是本章的重点；考试的要求：、对所学学问要知道其含义,并能在有关的问题中识别并直接运用,相当于课程标准中的“明白 ”和“熟悉 ”；、能够懂得所学学问的准确含义以及和其他学问的联系,能够说明,在实际问题的分析、综合、推理、和判定等过程中加以运用,相当于课程标准的“ 懂得 ”,“

2、应用 ”；要求 ：弹性势能、能量和能量耗散；要求 ：功和功率、重力势能、动能和动能定律、机械能守恒定律及其应用；新知归纳：一、功 概念：一个物体受到力的作用,并在力的方向上发生了一段位移,这个力就对物体做了功； 公式： W=FScos 功是标量,但它有正功、负功；功的正负表示能量传递的方向,即功是能量转化的量度；当 时,即力与位移成锐角,力做正功,功为正当 时,即力与位移垂直,力不做功,功为零当 时,即力与位移成钝角,力做负功,功为负 功是一个过程所对应的量,因此功是过程量； 功仅与 F、S、有关,与物体所受的其它外力、速度、加速度无关； 几个力对一个物体做功的代数和等于这几个力的合力对物体所

3、做的功；即： W总=W1+W2+ +Wn或W总=F合Scos 二、功率 概念：功跟完胜利所用时间的比值,表示力 或物体 做功的快慢； 公式：（平均功率）（平均功率或瞬时功率）单位：瓦特 W 分类：额定功率：指发动机正常工作时最大输出功率名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载 实际功率：指发动机实际输出的功率即发动机产生牵引力的功率,P实P额；三、重力势能 定义：物体由于被举高而具有的能,叫做重力势能； 公式：；h物体具参考面的竖直高度； 参考面 重力势能为零的平面称为参考面；选取：原就是任意选取,但通

4、常以地面为参考面 如参考面未定,重力势能无意义,不能说重力势能大小如何 选取不同的参考面,物体具有的重力势能不同,但重力势能转变与参考面选取无关； 重力势能是标量,但有正负；重力势能为正,表示物体在参考面的上方；重力势能为负,表示物体在参考面的下方；重力势能为零,表示物体 在参考面的上 重力做功特点：物体运动时,重力对它做的功之跟它的初、末位置有关,而跟物体运动的路径无关； 重力做功与重力势能的关系：四、弹性势能 概念：发生弹性形变的物体的各部分之间,由于弹力的相互作用具有势能,称之为弹性势能； 弹簧的弹性势能：影响弹簧弹性势能的因素有：弹簧的劲度系数 k和弹簧形变量 x； 弹力做功与弹性势能

5、的关系：弹力做正功时,物体弹性势能削减；弹力做负功时,物体弹性势能增加； 势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫势能,势能是系统所共有的；五、试验：探究功与物体速度变化的关系（1）试验目的 通过试验探究力对物体做的功与物体速度变化的关系；体会探究的过程和所用的方法（2）试验器材 木板、小车、橡皮筋、打点计时器及电源、纸带等；（3）探究思路：名师归纳总结 - - - - - - -设法让橡皮筋对小车做的功分别为W 、2W 、3W 由纸带和打点计时器分别测出小车获得的速度v1、v2 、v3 以橡皮筋对小车做的功为纵坐标（以第一次试验时的功W 为单位）,小车获得的速度为横坐标,作出W-v 曲线

6、；假如 W-v 曲线是一条直线,说明Wv；假如不是直线,可着手考虑是否存在以下关系：W v2、W v3、W 第 2 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载v4. 依据 W-v 草图,大致判定两个量可能是什么关系；假如认为很可能是 是一条直线,就可以证明你的判定是正确的；六、动能与动能定理 概念：物体由于运动而具有的能量,称为动能； 动能表达式： 动能定理（即合外力做功与动能关系）：Wv2 ,就作出 W-v2 曲线,假如这条曲线 懂得： 在一个过程中对物体做的功,等于物体在这个过程中动能的变化； 做正功时,物体动能增加；做负功时,物体动能削减；动能定

7、理揭示了合外力的功与动能变化的关系； 适用范畴：适用于恒力、变力做功；适用于直线运动,也适用于曲线运动； 应用动能定懂得题步骤：确定讨论对象及其运动过程 分析讨论对象在讨论过程中受力情形,弄清各力做功 确定讨论对象在运动过程中初末状态,找出初、末动能 列方程、求解；七、试验：验证机械能守恒定律 试验目的 : 学会用打点计时器验证验证机械能守恒定律的试验方法和技能； 试验器材 : 打点计时器、纸带、复写纸、低压电源、重物（附纸带夹子）、刻度尺、铁架台（附夹子）、导线； 试验原理 : 只有重力做功的自由落体运动遵守机械能守恒定律,即重力势能的削减量等于动能的增加量；利用打点计时器在 纸带上记录下物

8、体自由下落的高度,运算出瞬时速度,即可验证物体重力势能的削减量与物体动能的增加量相等； 试验步骤 : 1、将打点计时器固定在支架上,并用导线将打点计时器接在沟通电源上；2、将纸带穿过打点计时器,纸带下端用夹子与重物相连,手提纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方；3、接通电源,松开纸带,让重物自由下落,打点计时器就在纸带上打下一系列小点；4、重复试验几次,从几条打上点的纸带中选择第一、二两点间的距离接近2mm ,且点迹清楚的纸带进行测量；5、登记第一个点的位置O,在纸带上选取便利的个连续点1,2,3,4,5,用刻度尺测出对应的下落高度h1,h2,.；6、用公式运算各点对应的瞬时速度；名师归纳总结

9、 - - - - - - -第 3 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载 7、运算各点对应的势能削减量和动能增加量,进行比较；八、机械能 机械能包含动能和势能（重力势能和弹性势能）两部分,即； 机械能守恒定律 :在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以相互转化,而总的机械能保持不变,即 K= P 1= 2. 机械能守恒条件 : 做功角度：只有重力或弹力做功,无其它力做功；外力不做功或外力做功的代数和为零；系统内如摩擦阻力对系 统不做功；能量角度：第一只有动能和势能之间能量转化,无其它形式能量转化；只有系统内能量的交换,没有与外界的能 量交

10、换； 运用机械能守恒定律解题步骤：确定讨论对象及其运动过程 分析讨论对象在讨论过程中受力情形,弄清各力做功,判定机械能是否守恒 恰当选取参考面,确定讨论对象在运动过程中初末状态的机械能 列方程、求解；九、能量守恒定律 内容：能量既不会毁灭,也不会创生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变；即 能量耗散：无法将释放能量收集起来重新利用的现象叫能量耗散,它反映了自然界中能量转化具有方向性；第 1 课时功功率1、高考解读 真题品析 学问：电动车参数在物理中的应用例 1. （09 年上海卷） 46. 与一般自行车相比,电动自行车骑行

11、更省力；下表为某一品牌电动自行车的部分技术参数；在额定输出功率不变的情形下,质量为 60Kg 的人骑着此自行车沿平直大路行驶,所受阻力恒为车和人总重的0.04倍；当此电动车达到最大速度时,牵引力为 N,当车速为 2s/m 时,其加速度为 m/s2g=10m m/s2 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载2s/m 时,由上规格后轮驱动直流永磁铁电机车型14 电动自行车额定输出功率200W 整车质量40Kg 额定电压48V 最大载重120 Kg 额定电流4.5A 解析： 当电动车受力平稳时,电动车达到最大

12、速度即牵引力=阻力 =（人重 +车重） *0.04=40N ,当车速为表可以得到额定功率为200W,即可以得到牵引力为100N,aFmf100400 . 6 m/s 2100答案： 40：0.6热点关注学问：功的定义例 2.（09 年广东理科基础）9物体在合外力作用下做直线运动的v 一 t 图象如下列图；以下表述正确选项A在 01s 内,合外力做正功B在 02s 内,合外力总是做负功C在 12s 内,合外力不做功D在 03s 内,合外力总是做正功解析 ：依据物体的速度图象可知,物体 0-1s 内做匀加速合外力做正功, A 正确；1-3s内做匀减速合外力做负功；依据动能定理 答案： A 考点 1

13、. 功 1. 功的公式： W=Fscos0 到 3s 内, 12s 内合外力做功为零；2、学问网络 0 90 力 F 对物体做正功 , = 90 力 F 对物体不做功 , 90 180力 F 对物体做负功；特殊留意：公式只适用于恒力做功 F 和 S 是对应同一个物体的；某力做的功仅由 F、S和 打算 , 与其它力是否存在以及物体的 运动情形都无关；2. 重力的功： WG =mgh 只 跟物体的重力及物体移动的始终位置的高度差有关,跟移动的路径无关；3. 摩擦力的功（包括静摩擦力和滑动摩擦力）摩擦力可以做负功,摩擦力可以做正功,摩擦力可以不做功, S 一对静摩擦力的总功肯定等于0,一对滑动摩擦力

14、的总功等于 - f4. 弹力的功（1）弹力对物体可以做正功可以不做功,也可以做负功；（2）弹簧的弹力的功W = 1/2 kx12 1/2 kx2 2（ x1 、x 2为弹簧的形变量）第 5 页,共 21 页名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载5. 合力的功有两种方法：（1）先求出合力,然后求总功,表达式为 W F S cos （2）合力的功等于各分力所做功的代数和,即 WW1 +W2+W 3+ 6. 变力做功 : 基本原就过程分割与代数累积（1）一般用动能定理 W 合= EK 求之 ；（2）也可用（微元法）无限分小法来求

15、, 过程无限分小后,可认为每小段是恒力做功（3）仍可用 F-S 图线下的“ 面积” 运算 . 考点 2. 功率1. 定义式：P W,所求出的功率是时间 t 内的平均功率；t2. 运算式： P=Fvcos , 其中 是力 F 与速度 v 间的夹角；用该公式时,要求 F 为恒力；（1）当 v 为即时速度时,对应的 P 为即时功率；（2）当 v 为平均速度时,对应的 P 为平均功率；（3）重力的功率可表示为 PG =mgv ,仅由重力及物体的竖直分运动的速度大小打算；（4）如力和速度在一条直线上 , 上式可简化为 Pt=F vt3、复习方案基础过关重难点：功率例 3. （09 年宁夏卷） 17. 质

16、量为 m的物体静止在光滑水平面上,从t=0 时刻开头受到水平力的作用；力的大小F 与时间 t 的关系如下列图,力的方向保持不变,就A3t0时刻的瞬时功率为52 F 0t023F2t0152 F 0t0A 错 B 对；第 6 页,共 21 页mB3t0时刻的瞬时功率为15F2 0t0mC在t0到3t0这段时间内,水平力的平均功率为04mD. 在t0到3t0这段时间内,水平力的平均功率为25F2 0t06m解析： AB选项 0 到3t0时刻物体的速度为5F0t0m,所以3t0的瞬时功率为m名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - CD选项 0 到3t

17、 时刻 F 对物体做的功为25 F 02t02学习必备欢迎下载25 F02t06 mC错 D对；2 m,所以3t0内平均功率为答案： BD 例 4（ 09 年四川卷） 23.16分 图示为修建高层建筑常用的塔式起重机；在起重机将质量m=5 103 kg 的重物竖直吊起的过程中,重物由静止开头向上作匀加速直线运动,加速度a=0.2 m/s2,当起重机输出功率达到其答应的最大值时,保持该功率直到重物做vm=1.02 m/s的匀速运动；取g=10 m/s2, 不计额外功；求：1起重机答应输出的最大功率；2重物做匀加速运动所经受的时间和起重机在第2 秒末的输出功率；解析 ：1 设起重机答应输出的最大功

18、率为 P0,重物达到最大速度时,拉力 F0 等于重力；P0F0vm P0mg 代入数据,有：P05.1 10 4W 2 匀加速运动终止时,起重机达到答应输出的最大功率,设此时重物受到的拉力为 F,速度为 v 1,匀加速运动经历时间为 t 1, 有：P0F0v1 F mgma V1at1 由,代入数据,得：t 15 s T 2 s 时,重物处于匀加速运动阶段,设此时速度为 v2,输出功率为 P,就v2at P Fv2 由,代入数据,得 :P 2.04 10 4W；答案： 1 5.1 10 4W 2 2.04 10 4W 第 2 课时 动能、动能定理1、高考解读真题品析学问：动能定理f 大小不变；

19、第 7 页,共 21 页例 1. （09 年全国卷） 20. 以初速度v0 竖直向上抛出一质量为m的小物体；假定物块所受的空气阻力已知重力加速度为g,就物体上升的最大高度和返回到原抛出点的速率分别为Av2f和v 0mgf B2 v 0f和v 0mgf02 12 1mgfmgmgmg名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载, 只有阻力做功Cv22f和v 0mgf D2 v 02f和v 0mgf02 1mgf2 1mgmgmg解析 ：上升的过程中, 重力做负功 , 阻力 f 做负功 , 由动能定理得mghfh1mvo2, h2 v

20、0f, 求返回抛出点的速度由全程使用动能定理重力做功为零22 1mg为有2mgh1mv21mv o2, 解得 vv 0mgf,A 正确；22mgf答案： A 点评： 此题求返回原抛出点的速率仍可以对下落过程采纳动能定理再和上升过程联立方程求解,当然这种解法比对全过程采纳动能定理繁琐；热点关注：学问： 匀变速直线运动、运用动能定理处理变力功问题、最大速度问 E 题例 2.（09 年福建卷） 21. （19 分）如图甲,在水平地面上固定一倾 S 角为 的光滑绝缘斜面,斜面处于电场强度大小为 E、方向沿斜面对下的匀强电场中； 一劲度系数为 k 的甲绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端,整根弹簧处于自然状

21、态；一质 v 量为 m、带电量为 qvm（q0）的滑块从距离弹簧上端为 s 0处静止释放,滑块在运动过程中 v1 电量保持不变, 设滑块与弹簧接触过程没有机械能缺失,弹簧始终处在弹性限度内,重力 加速度大小为 g；（1）求滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬时所经受的时间 t 1 （2）如滑块在沿斜面对下运动的整个过程中最大速度大小为 vm,O t1 t 2乙 t3 t 求滑块从静止释放到速度大小为 vm过程中弹簧的弹力所做的功 W；（3）从滑块静止释放瞬时开头计时,请在乙图中画出滑块在沿斜面对下运动的整个过程中速度与时间关系 v-t 图象；图中横坐标轴上的 t 1、t 2 及 t 3分别表示滑块

22、第一次与弹簧上端接触、第一次速度达到最大值及第一次速度减为零的时刻,纵坐标轴上的 v 1为滑块在 t 1时刻的速度大小,v m是题中所指的物理量； （本小题不要求写出运算过程）解析 ：（1）滑块从静止释放到与弹簧刚接触的过程中作初速度为零的匀加速直线运动,设加速度大小为 a,就有qE+mgsin =ma s 0 1 at 1 22联立可得t 1qE2 ms 0x ,就有mgsin（2）滑块速度最大时受力平稳,设此时弹簧压缩量为mgsinqEkx 0从静止释放到速度达到最大的过程中,由动能定理得名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - -

23、- - - mgsinqExmx0W1mvm2学习必备欢迎下载02联立可得W1mv m2mgsinqEs0mgsinqEs 2k（3）如图答案：（1）t 1qE2 ms 0; （2）W1mv m2mgsinqEs0mgsinqE; mgsin2k3 2、学问网络考点 1. 动能1. 2.3.定义：物体由于运动而具有的能叫动能表达式为 :E k1 mv 22,动能和动量的关系：动能是用以描述机械运动的状态量；动量是从机械运动动身量化机械运动的状态, 动量确定的物体打算着它克服肯定的阻力仍能运动多久；动能就是从机械运动与其它运动的关系动身量化机械运动的状态,动能确定的物体打算着它克服肯定的阻力仍能

24、运动多远；考点 2. 动能定理1. 定义：合外力所做的总功等于物体动能的变化量. 这个结论叫做动能定理. . 2. 表达式：W 合1mv221mv 12EK,22式中 W合是各个外力对物体做功的总和, EK是做功过程中始末两个状态动能的增量3. 推导：动能定理实际上是在牛顿其次定律的基础上对空间累积而得：在牛顿其次定律 F=ma 两端同乘以合外力方向上的位移s,即可得即合外力所做的功. W合=W1+W2+W3+ W合Fsmas1mv221mv12224.对动能定理的懂得：假如物体受到几个力的共同作用,就（1）式中的 W 表示各个力做功的代数和,应用动能定懂得题的特点：跟过程的细节无关 动能定理

25、的讨论对象是质点. 即不追究全过程中的运动性质和状态变化细节动能定理对变力做功情形也适用动能定理尽管是在恒力作用下利用牛顿其次定律和运动学公式推导的, 但对变力做名师归纳总结 第 9 页,共 21 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载功情形亦适用 . 动能定理可用于求变力的功、曲线运动中的功以及复杂过程中的功能转换问题 . 对合外力的功 总功 的懂得可以是几个力在同一段位移中的功 , 也可以是一个力在几段位移中的功 , 仍可以是几个力在几段位移中的功求总功有两种方法：一种是先求出合外力,然后求总功,表达式为 W F S cos 为合外

26、力与位移的夹角另一种是总功等于各力在各段位移中做功的代数和,即 WW1 +W2+W3+ 3、复习方案基础过关重难点：汽车启动中的变力做功问题例 3. （09 年上海物理） 20（10 分）质量为 5 10 3 kg 的汽车在 t 0 时刻速度 v010m/s,随后以 P6 10 4 W的额定功率沿平直大路连续前进,经 72s 达到最大速度,设汽车受恒定阻力,其大小为 2.5 10 3N；求：（1）汽车的最大速度vm；（2）汽车在 72s 内经过的路程 s；4解析 ：（ 1）当达到最大速度时,P=Fv=fv m,vmP f2.5 6 1010 3 m/s 24m/s （2）从开头到 72s 时刻

27、依据动能定理得：Ptfs 12mvm 212mv0 2,解得： s2Pt mvm2f 2mv01252m；2答案： （1）24m/s （2）1252m 点评： 变力做功问题,动能定理是一种很好的处理方法；典型例题：例 4：（09 年重庆卷） 23. （16 分） 20XX年中国女子冰壶队首次获得了世界锦标赛冠军,这引起了人们对冰壶运动的关注；冰壶在水平冰面上的一次滑行可简化为如下过程：如题 23 图,运动员将静止于 O点的冰壶（视为质点） 沿直线 OO推到 A点放手,此后冰壶沿 AO 滑行,最终停于 C点；已知冰面各冰壶间的动摩擦因数为,冰壶质量为 m,AC=L,CO =r,重力加速度为 g

28、（1）求冰壶在 A 点的速率；（2）求冰壶从O点到 A 点的运动过程中受到的冲量大小；C点的冰壶能停于O点,求 A 点与 B 点之间的（3）如将 CO段冰面与冰壶间的动摩擦因数减小为0.8,原只能滑到名师归纳总结 第 10 页,共 21 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载距离；解析 ：（1）对冰壶,从A 点放手到停止于C点,设在 A 点时的速度为V1,应用动能定理有 mgL1 mV1 22,解得 V12gL；（2）对冰壶,从O到 A,设冰壶受到的冲量为I ,应用动量定理有I mV10,解得 I m2gL；（3）设 AB之间距离为S,

29、对冰壶,从A 到 O 的过程,应用动能定理, mgS0.8 mgLr S01 mV 2,2解得 SL4r ；点评：结合实际考查动能定理、动量定理；重力势能机械能守恒定律第 3 课时1、高考解读真题品析学问：机械能守恒问题例 1. （09 年广东理科基础）8游乐场中的一种滑梯如下列图；小伴侣从轨道顶端由静止开头下滑,沿水平轨道滑动了一段距离后停下来,就 A下滑过程中支持力对小伴侣做功 B下滑过程中小伴侣的重力势能增加 C整个运动过程中小伴侣的机械能守恒 D在水平面滑动过程中摩擦力对小伴侣做负功解析 ：在滑动的过程中,人受三个力重力做正功,势能降低 AC皆错, D正确；答案： D 热点关注：学问：

30、机械能守恒问题、重力势能问题B错；支持力不做功,摩擦力做负功,所以机械能不守恒,例 2. 09年广东文科基础 58如图 8 所示,用一轻绳系一小球悬于O 点；现将小球拉至水平位置,然后释放,不计阻力；小球下落到最低点的过程中,以下表述正确选项名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载A小球的机械能守恒B小球所受的合力不变C小球的动能不断减小D小球的重力势能增加解析 ：A选项小球受到的力中仅有重力做功,所以机械能守恒,A 选项对；B选项小球受到的合力的大小方向时时刻刻在发生变化,B 选项错；C选项小球从上

31、到最低点的过程中动能是不断增大的,C选项错；D选项小球从上到最低点的过程中机械能是不断削减的,D选项错；答案： A点评： 考查基本物理量的判定方法；2、学问网络考点 1. 重力做功的特点与重力势能1. 重力做功的特点：重力做功与路径无关,只与始末位置的竖直高度差有关,当重力为的物体从 A 点运动到 B点,无论走过怎样的路径,只要 A、B 两点间竖直高度差为 h,重力 mg所做的功均为 WG mgh2. 重力势能：物体由于被举高而具有的能叫重力势能；其表达式为：E P mgh,其中 h 为物体所在处相对于所选取的零势面的竖直高度,而零势面的选取可以是任意的,一般是取地面为重力势能的零势面；由于零

32、势面的选取可以是任意的, 所以一个物体在某一状态下所具有的重力势能的值将随零势面的选取而不同,但物体经受的某一过程中重力势能的变化却与零势面的选取无关；3.重力做功与重力势能变化间的关系：重力做的功总等于重力势能的削减量,即- EP = WGG a. 重力做正功时,重力势能削减,削减的重力势能等于重力所做的功b. 克服重力做功时,重力势能增加,增加的重力势能等于克服重力所做的功 EP = - W考点 2.弹性势能1. 发生弹性形变的物体具有的能叫做弹性势能22. 弹性势能的大小跟物体形变的大小有关,EP= 1/2 kx3. 弹性势能的变化与弹力做功的关系 : 弹力所做的功,等于弹性势能削减 .

33、 W弹= - EP考点 3. 机械能守恒定律1. 机械能：动能和势能的总和称机械能；而势能中除了重力势能外仍有弹性势能；所谓弹性势能批量的是物体由于发生弹性形变而具有的能；2、机械能守恒守律：只有重力做功和弹力做功时,动能和重力势能、弹性势能间相互转换,但机械能的总量保持不变,这就是所谓的机械能守恒定律；名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载3 、机械能守恒定律的适用条件：（1）对单个物体,只有重力或弹力做功（2）对某一系统 , 物体间只有动能和重力势能及弹性势能相互转化 , 系统跟外界没有发生气械

34、能的传递 , 机械能也没有转变成其它形式的能 如没有内能产生 ,就系统的机械能守恒（3）定律既适用于一个物体 实为一个物体与地球组成的系统 ,又适用于几个物体组成的物体系,但前提必需满意机械能守恒的条件3、复习方案基础过关重难点：如何懂得、应用匀变速直线运动规律的是个公式？例 3.如下列图, 位于竖直平面内的光滑轨道,由一段斜的直轨道和与之相切的圆 物块从斜轨道上某处由静 轨道的最高点,且在该最高 块初始位置相对于圆形轨形轨道连接而成,圆形轨道的半径为R；一质量为m的小止开头下滑,然后沿圆形轨道运动；要求物块能通过圆形点与轨道间的压力不能超过5mg（g 为重力加速度） ；求物道底部的高度h 的

35、取值范畴；解析： 设物块在圆形轨道最高点的速度为v,由机械能守恒得mgh2mgR1/2 mv2物块在最高点受的力为重力mg、轨道的压力N；重力与压力的合力供应向心力,有mgNmv2R物块能通过最高点的条件是N0 由式得vgR由式得h5R2按题的要求, N5mg,由式得v 6 gR 由式得 h5R h 的取值范畴是 2.5R h 5R 答案： 2.5Rh5R 点评： 机械能守恒定律适用于只有重力和弹簧的弹力做功的情形,应用于光滑斜面、光滑曲面、自由落体运动、上抛、下抛、平抛运动、单摆、竖直平面的圆周运动、弹簧振子等情形；典型例题：例 4：如图,质量都为m的 A、B 两环用细线相连后分别套在水平光

36、滑细杆 OP和竖直光滑细名师归纳总结 第 13 页,共 21 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载杆 OQ上,线长 L=0.4m,将线拉直后使 A 和 B 在同一高度上都由静止释放,当运动到使细线与水平面成 30 角时, A和 B 的速度分别为 v A和 v B,求 vA和 v B的大小；（取 g=10m/s 2）解析： 对 AB系统,机械能守恒mgLsin301mv21mv2/sAB22vAsin30vBcos301 m由解得：vA3m/s,vB答案：vA3 m/s,vB1 m/s点评： 机械能守恒解题留意点: 1、定对象（可能一物

37、体、可能多物体）2、分析力做功判定是否守恒3、分析能（什么能、怎么变）4、列式 EK 增=EP 减; 前=E 后; 连接体问题的高度关系连接体问题的速度关系,沿同一根绳子的速度到处相第 4 课时功能关系能的转化和守恒定律1、高考解读真题品析学问：动量守恒定律、动量定理和功能关系例 1. （09 年天津卷）10.16 分 如下列图,质量 m1=0.3 kg 的小车静止在光滑的水平面上,车长 L=15 m,现有质量 m2=0.2 kg 可视为质点的物块,以水平向右的速度v0=2 m/s 从左端滑上小车,最终在车面上某处与小车保持相对静止；物块与车面间的动摩擦因数=0.5, 取 g=10 m/s2,

38、求v0 不超过多少；（1）物块在车面上滑行的时间t; 物块滑上小车左端的速度（2）要使物块不从小车右端滑出,解析 ：（1）设物块与小车的共同速度为v,以水平向右为正方向,依据动量守恒定律有m 2v0m 1m 2v设物块与车面间的滑动摩擦力为F,对物块应用动量定理有-Ftm 2vm 2v 0其中Fm 2g解得名师归纳总结 tm 1 v0g第 14 页,共 21 页m 1m 2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载 代入数据得 t .0 24 s （2）要使物块恰好不从车厢滑出,须物块到车面右端时与小车有共同的速度 v ,就m 2 v 0 m

39、 1 m 2 v 由功能关系有1m 2v21m 1m 2v2m 2gL5m/s；022代入数据解得0v =5m/s v0 不能超过故要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车的速度答案：（1）0.24s 25m/s 热点关注：学问：功能关系、动能定理, 当它回到动身点时速率为v2, 且 v2 v 1如滑块向上运动的位例 2.滑块以速率v1靠惯性沿固定斜面由底端向上运动移中点为 A, 取斜面底端重力势能为零,就（）A上升时机械能减小,下降时机械能增大；B上升时机械能减小,下降时机械能也减小；C上升过程中动能和势能相等的位置在 A点上方；D上升过程中动能和势能相等的位置在 A点下方；解析 ：画出运动示意图如图示：（C为上升的最高点）OC 由动能定理 F 合 S= 1/2 mv 1 2 = E K1AC 由动能定理 F 合 S/2= 1/2 mv A 2 = E KA由功能关系得：EK1 = 1/2 mv 1 2 =mgSsin + Q A点的势能为 E PA= 1/2 mgSsin EKA=EK1 /