第七章 機(jī)械能守恒定律 章末整合

1、章末整合章末整合網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建分類突破分類突破章末整合章末整合高中物理高中物理必修必修2人教版人教版章末整合章末整合網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建分類突破分類突破機(jī)機(jī)械械能能守守恒恒定定律律章末整合章末整合網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建分類突破分類突破機(jī)機(jī)械械能能守守恒恒定定律律章末整合章末整合網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建分類突破分類突破一、功和功率的計(jì)算一、功和功率的計(jì)算1功的計(jì)算：功的計(jì)算：(1)恒力的功可根據(jù)恒力的功可根據(jù)WFlcos 計(jì)算計(jì)算(2)根據(jù)根據(jù)WPt計(jì)算一段時(shí)間內(nèi)的功計(jì)算一段時(shí)間內(nèi)的功(3)利用動(dòng)能定理利用動(dòng)能定理W合合Ek計(jì)算總功或某個(gè)力的功，特別計(jì)算總功或某個(gè)力的功，特別是變力的功是變力的功(4)根據(jù)根據(jù)“

2、功是能量轉(zhuǎn)化的量度功是能量轉(zhuǎn)化的量度”求解求解2功率的計(jì)算：功率的計(jì)算：章末整合章末整合網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建分類突破分類突破【例例1】一質(zhì)量為一質(zhì)量為1 kg的質(zhì)點(diǎn)靜止于光滑水平面上，從的質(zhì)點(diǎn)靜止于光滑水平面上，從t0時(shí)起，第時(shí)起，第1秒內(nèi)受到秒內(nèi)受到2 N的水平外力作用，第的水平外力作用，第2秒內(nèi)受到同秒內(nèi)受到同方向的方向的1 N的外力作用下列判斷正確的是的外力作用下列判斷正確的是 ()答案答案AD章末整合章末整合網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建分類突破分類突破章末整合章末整合網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建分類突破分類突破二、動(dòng)能定理及其應(yīng)用二、動(dòng)能定理及其應(yīng)用1對動(dòng)能定理的理解對動(dòng)能定理的理解(1)W總總W1W2W3，是包

3、含重力在內(nèi)的所有力做，是包含重力在內(nèi)的所有力做功的代數(shù)和，若合外力為恒力，也可據(jù)功的代數(shù)和，若合外力為恒力，也可據(jù)W總總F合合lcos 求總求總功功(2)動(dòng)能定理的計(jì)算式為標(biāo)量式動(dòng)能定理的計(jì)算式為標(biāo)量式(3)動(dòng)能定理是計(jì)算物體位移或速率的簡捷公式，當(dāng)題目中動(dòng)能定理是計(jì)算物體位移或速率的簡捷公式，當(dāng)題目中涉及位移時(shí)可優(yōu)先考慮動(dòng)能定理涉及位移時(shí)可優(yōu)先考慮動(dòng)能定理章末整合章末整合網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建分類突破分類突破2應(yīng)用動(dòng)能定理的注意事項(xiàng)應(yīng)用動(dòng)能定理的注意事項(xiàng)(1)明確研究對象和研究過程，找出始、末狀態(tài)的速度明確研究對象和研究過程，找出始、末狀態(tài)的速度(2)對物體進(jìn)行正確的受力分析對物體進(jìn)行正確的受力分

4、析(包括重力、彈力等包括重力、彈力等)，明確，明確各力的做功大小及正、負(fù)情況各力的做功大小及正、負(fù)情況(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，求出總功根據(jù)不同情況分別對待，求出總功(4)若物體運(yùn)動(dòng)過程中包含幾個(gè)不同的物理過程，解題時(shí)，若物體運(yùn)動(dòng)過程中包含幾個(gè)不同的物理過程，解題時(shí)，可以分段考慮，也可視為一個(gè)整體過程，列出動(dòng)能定理求可以分段考慮，也可視為一個(gè)整體過程，列出動(dòng)能定理求解解章末整合章末整合網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建分類突破分類突破【例例2】某興趣小組設(shè)計(jì)了如圖某興趣小組設(shè)計(jì)了如圖1所示的玩具軌道，其中所示的玩具

5、軌道，其中“2008”四個(gè)等高數(shù)字用內(nèi)壁光滑的薄壁細(xì)圓管彎成，固定四個(gè)等高數(shù)字用內(nèi)壁光滑的薄壁細(xì)圓管彎成，固定在豎直平面內(nèi)在豎直平面內(nèi)(所有數(shù)字均由圓或半圓組成，圓半徑比細(xì)所有數(shù)字均由圓或半圓組成，圓半徑比細(xì)管的內(nèi)徑大得多管的內(nèi)徑大得多)，底端與水平地面相切彈射裝置將一，底端與水平地面相切彈射裝置將一個(gè)小物體個(gè)小物體(可視為質(zhì)點(diǎn)可視為質(zhì)點(diǎn))以以va5 m/s的水平初速度由的水平初速度由a點(diǎn)彈點(diǎn)彈出，從出，從b點(diǎn)進(jìn)入軌道，依次經(jīng)過點(diǎn)進(jìn)入軌道，依次經(jīng)過“8002”后從后從p點(diǎn)水平拋點(diǎn)水平拋出小物體與地面出小物體與地面ab段間的動(dòng)摩擦因數(shù)段間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.3，不計(jì)其它，不計(jì)其它機(jī)械能損失已知機(jī)械能

6、損失已知ab段長段長L1.5 m，數(shù)字，數(shù)字“0”的半徑的半徑R0.2 m，小物體質(zhì)量，小物體質(zhì)量m0.01 kg，g10 m/s2.求：求：章末整合章末整合網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建分類突破分類突破圖圖1(1)小物體從小物體從p點(diǎn)拋出后的水平射程；點(diǎn)拋出后的水平射程；(2)小物體經(jīng)過數(shù)字小物體經(jīng)過數(shù)字“0”的最高點(diǎn)時(shí)管道對小物體作用力的大小的最高點(diǎn)時(shí)管道對小物體作用力的大小和方向和方向答案答案(1)0.8 m(2)0.3 N，方向豎直向下，方向豎直向下章末整合章末整合網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建分類突破分類突破解析解析物體經(jīng)過了較復(fù)雜的幾個(gè)過程，但從物體經(jīng)過了較復(fù)雜的幾個(gè)過程，但從a至至p的全過程中的全過程中重力

7、、摩擦力做功明確，初速度重力、摩擦力做功明確，初速度va已知，可根據(jù)動(dòng)能定理求已知，可根據(jù)動(dòng)能定理求v，其他問題便可迎刃而解，其他問題便可迎刃而解(1)設(shè)小物體運(yùn)動(dòng)到設(shè)小物體運(yùn)動(dòng)到p點(diǎn)時(shí)的速度大小為點(diǎn)時(shí)的速度大小為v，對小物體由，對小物體由a運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)到到p過程應(yīng)用動(dòng)能定理得：過程應(yīng)用動(dòng)能定理得：章末整合章末整合網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建分類突破分類突破章末整合章末整合網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建分類突破分類突破三、機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用三、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)，只有重力和系統(tǒng)方法一：用做功來判定，對某一系統(tǒng)，只有重力和

8、系統(tǒng)內(nèi)彈力做功，其他力不做功內(nèi)彈力做功，其他力不做功(2)方法二：用能量轉(zhuǎn)化來判定，系統(tǒng)中只有動(dòng)能和勢能的方法二：用能量轉(zhuǎn)化來判定，系統(tǒng)中只有動(dòng)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)化相互轉(zhuǎn)化而無機(jī)械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化2機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式機(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，系統(tǒng)初狀態(tài)的機(jī)械能等于系統(tǒng)末狀態(tài)的機(jī)械能能(2)EkEp0，系統(tǒng)變化的動(dòng)能與系統(tǒng)變化的勢能之和，系統(tǒng)變化的動(dòng)能與系統(tǒng)變化的勢能之和為零為零章末整合章末整合網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建分類突破分類突破(3)EA增增EB減減，系統(tǒng)內(nèi)，系統(tǒng)內(nèi)A物體增加的機(jī)械能等于物體增加的機(jī)械能等于B

9、物體減物體減少的機(jī)械能少的機(jī)械能3機(jī)械能守恒定律應(yīng)用的思路機(jī)械能守恒定律應(yīng)用的思路(1)確定研究對象和研究過程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)械能守恒能守恒(3)選取參考平面，表示出初、末狀態(tài)的機(jī)械能選取參考平面，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)輔助方程求解列出機(jī)械能守恒定律方程及相關(guān)輔助方程求解章末整合章末整合網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建分類突破分類突破【例例3】一蹦極運(yùn)動(dòng)員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺下一蹦極運(yùn)動(dòng)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

10、阻力可忽落，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(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn)，下列說法正確的是略，運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn)，下列說法正確的是 ()A運(yùn)動(dòng)員到達(dá)最低點(diǎn)前重力勢能始終減小運(yùn)動(dòng)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，彈性勢能蹦極繩張緊后的下落過程中，彈力做負(fù)功，彈性勢能增加增加C蹦極過程中，運(yùn)動(dòng)員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機(jī)蹦極過程中，運(yùn)動(dòng)員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒械能守恒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)有關(guān)答案答案ABC章末整合章末整合網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建分類突破分類突破解析解析運(yùn)動(dòng)員到

11、達(dá)最低點(diǎn)過程中，重力做正功，所以重力勢運(yùn)動(dòng)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，能始終減少，A項(xiàng)正確；蹦極繩張緊后的下落過程中，彈性項(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，力做負(fù)功，彈性勢能增加，B項(xiàng)正確；蹦極過程中，運(yùn)動(dòng)員、項(xiàng)正確；蹦極過程中，運(yùn)動(dòng)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，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)選項(xiàng)正確；重力勢能的改變與重力勢能零點(diǎn)選取無關(guān)，取無關(guān)，D項(xiàng)錯(cuò)誤項(xiàng)錯(cuò)誤章末整合章末整合網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建分類突破分類突破(1)小球在小球在AB段

12、運(yùn)動(dòng)的加速度的大??；段運(yùn)動(dòng)的加速度的大??；(2)小球從小球從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)所用的時(shí)間點(diǎn)所用的時(shí)間圖圖2章末整合章末整合網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建分類突破分類突破解析解析(1)小球在小球在BCD段運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到重力段運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到重力mg、軌道正壓力、軌道正壓力N的作用，如圖所示的作用，如圖所示據(jù)題意，據(jù)題意，N0，且小球在最高點(diǎn)，且小球在最高點(diǎn)C所受軌所受軌道正壓力為零道正壓力為零NC0 設(shè)小球在設(shè)小球在C點(diǎn)的速度大小為點(diǎn)的速度大小為vC，根據(jù)牛頓，根據(jù)牛頓第二定律有第二定律有章末整合章末整合網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建分類突破分類突破章末整合章末整合網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建分類突破分類突破四、功能關(guān)系、能量轉(zhuǎn)化與守恒

13、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)系力學(xué)中幾種常用的功能關(guān)系合外力的功合外力的功動(dòng)能變化動(dòng)能變化重力的功重力的功重力勢能變化重力勢能變化彈簧彈力的功彈簧彈力的功彈性勢能變化彈性勢能變化除重力、系統(tǒng)內(nèi)彈力外的其它力的功除重力、系統(tǒng)內(nèi)彈力外的其它力的功機(jī)械能變化機(jī)械能變化一對滑動(dòng)摩擦力的總功一對滑動(dòng)摩擦力的總功內(nèi)能變化內(nèi)能變化章末整合章末整合網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建分類突破分類突破2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(dòng)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(dòng)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

14、減少，哪些形式的能在增加，表達(dá)式：式的能在減少，哪些形式的能在增加，表達(dá)式：E減減 E增增章末整合章末整合網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建分類突破分類突破【例例5】如圖如圖3所示，在豎直平面內(nèi)有一半所示，在豎直平面內(nèi)有一半徑為徑為R的圓弧軌道，半徑的圓弧軌道，半徑OA水平、水平、OB豎豎直，一個(gè)質(zhì)量為直，一個(gè)質(zhì)量為m的小球自的小球自A的正上方的正上方P點(diǎn)由靜止開始自由下落，小球沿軌道到點(diǎn)由靜止開始自由下落，小球沿軌道到達(dá)最高點(diǎn)達(dá)最高點(diǎn)B時(shí)恰好對軌道沒有壓力已時(shí)恰好對軌道沒有壓力已知知AP2R，重力加速度為，重力加速度為g，則小球從，則小球從P到到B的運(yùn)動(dòng)過程中的運(yùn)動(dòng)過程中 ()圖圖3章末整合章末整合網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建分類突破分類突破答案答案D章末整合章末整合網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建分類突破分類突破【例例6】如圖如圖4所示，在高所示，在高h(yuǎn)0.8 m的水平光滑桌面上，有一輕彈的水平光滑桌面上，有一輕彈簧，其左端固定，質(zhì)量為簧，其左端固定，質(zhì)量為m1 kg的小球在外力作用下使彈簧處的小球