機(jī)械能和動能定理

1、機(jī)械能和動能定理一、基礎(chǔ)知識1、r彈性勢能勢能I重力勢能：Ep=mgh首先要確定零勢能面，只與高度有關(guān)機(jī)械能vj動能：Ek=-mv2機(jī)械能守恒：當(dāng)只有重力或彈簧彈力做功時，系統(tǒng)機(jī)械能守恒。EkJ.+Epi=Ek2+Ep2或AEp=AEk2、動能定理耳末_Ek初=AE3、能量守恒二.基礎(chǔ)訓(xùn)練基本概念1.重力勢能:重力做功的特J乩重力做功與力做功引起物體機(jī)械能的變化.重力勢能：物體由于被舉高而具有的能，用正負(fù)既表示其，也表示其無關(guān)，只與始末位置的高度差有關(guān)：重來表示；重力勢能是標(biāo)量,重力做功與重力勢能變化的關(guān)系：定性關(guān)系：重力對物體做正功，重力勢能就:重力對物體做負(fù)功，重力勢能就.定量關(guān)系：重力對

2、物體做的功等于物體重力勢能的量，即=-(耳2-Ep)=-AEp.2.彈性勢能：物體由于而具有的能；彈簧的彈性勢能的大小與及.越大,有關(guān)，彈簧的越大，越大，彈簧的彈性勢能越大；彈力做功正功，彈性勢能:彈力做負(fù)功，彈性勢能,即WZf=-AEp.34.機(jī)械能：和統(tǒng)稱為機(jī)械能，其中勢能包括彈性勢能和重力勢能.機(jī)械能守恒定律：在只有力或力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變.力做功.機(jī)械能守恒條件：只有力或彈簧的11常用表達(dá)式：mghi+2mvi=+尹幾種觀點：守恒觀點：E=E2需要選擇零勢能參考平面：轉(zhuǎn)化觀點：AEk=-AEp不需要選擇零勢能參考平面；轉(zhuǎn)移觀點:AEa=-AE

3、b不需要選擇零勢能參考平面.思維啟動關(guān)于重力做功和物體的重力勢能，卞列說法中正確的是()當(dāng)重力對物體做正功時，物體的重力勢能一定減少物體克服重力做功時，物體的重力勢能一定增加地球上任何一個物體的重力勢能都有一個確定值重力做功的多少與參考平面的選取無關(guān)下列物體中，機(jī)械能守恒的是()B.被勻速吊起的集裝箱D.物體以4g/5的加速度豎直向上做勻減速運動做平拋運動的物體C.光滑曲面上自由運動的物體典型問題K考點H機(jī)械能守恒的判斷【例1如圖所示，用輕彈簧相連的物塊&和B放在光滑的水平面上，物塊人緊靠豎直墻壁，一顆子彈沿水平方向射入物塊3后留在其中，由子彈、彈簧和人、B所組成的系統(tǒng)在下列依次進(jìn)行的過程中，

4、機(jī)械能守恒的是子彈射入物塊B的過程物塊B帶著子彈向左運動，直到彈簧壓縮量最大的過程彈簧推著帶子彈的物塊B向右運動，直到彈簧恢復(fù)原長的過程帶著子彈的物塊B因慣性繼續(xù)向右運動，直到彈簧伸長量達(dá)最人的過程【變式跟蹤1】如圖所示，細(xì)繩跨過定滑輪懸掛兩物體A4和且Mm,不計摩擦，系統(tǒng)由靜止開始運動過程中()M、m各自的機(jī)械能分別守恒B.M減少的機(jī)械能等于m增加的機(jī)械能C.M減少的重力勢能等于m增加的重力勢能D.M和m組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒K考點2單個物體機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用【例2】如圖所示，斜面軌道朋與水平面之間的夾角J=53。，BD為半徑/?=4m的圓弧形軌道，且3點與D點在同一水平面上，在B點，斜面軌

5、道4B與圓弧形軌道相切，整個軌道處于豎直平面內(nèi)且處處光滑，在A點處有一質(zhì)量m=lkg的小球由靜止滑卞,經(jīng)過B、C兩點后從D點斜拋出去，最后落在地面上的S點時的速度人小c=8m/s,已知人點距地面的高度H=10m.B點距地面的高度h=5m，設(shè)以MD/V為分界線，其左邊為一阻力場區(qū)域，右邊為真空區(qū)域，g取10m/scos53=0.6,求：小球經(jīng)過B點時的速度為多大？小球經(jīng)過圓弧軌道最低處C點時對軌道的壓力為多大？小球從D點拋出后，受到的阻力斤與其瞬時速度方向始終相反，求小球從D點到S點的過程中阻力斤所做的功.【變式跟蹤2】由光滑細(xì)管組成的軌道如圖所示，其中AB段和3C段是半徑為R的四分之一圓弧，軌

6、道固定在豎直平面內(nèi).一質(zhì)量為m的小球，從距離水平地面高為H的管IID處靜止釋放，最后能夠從人端水平拋出.落到地面上.下列說法正確的是()小球落到地面時相對于A點的水平位移值為2V2RH-2R3小球落到地面時相對于A點的水平位移值為2a/2RH-4R2小球能從細(xì)管A端水平拋出的條件是H2R小球能從細(xì)管A端水平拋出的最小高度Hmin=|/?K考點3多個物體組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用【例3】如圖所示，在傾角30啲光滑固定斜面上，放有兩個質(zhì)量分別為1kg和2kg的可視為質(zhì)點的小球人和B,兩球之間用一根長“0.2m的輕桿相連，小球B距水平面的高度h=0.1m.兩球從靜止開始卜滑到光滑地面上，不計球與

7、地面碰撞時的機(jī)械能損失,g取10m/s2.則下列說法中正確的是（下滑的整個過程中A球機(jī)械能守恒下滑的整個過程中兩球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒兩球在光滑地面上運動時的速度人小為2m/s系統(tǒng)下滑的整個過程中B球機(jī)械能的増加屋為5/3J【變式跟蹤3】圖中滑塊和小球的質(zhì)屋均為m,滑塊町在水平放置的光滑固定導(dǎo)軌上自由滑動，小球與滑塊上的懸點O由一不可伸長的輕繩相連，輕繩長為厶，開始時，輕繩處于水平拉直狀態(tài)，小球和滑塊均靜止，現(xiàn)將小球由靜止釋放，當(dāng)小球到達(dá)最低點時，滑塊剛好被一表面涂有黏性物質(zhì)的固定擋板粘住，在極短的時.間內(nèi)速度減為零，小球繼續(xù)向左擺動，當(dāng)輕繩與豎直方向的夾角刁=60。時小球到達(dá)最高點.求：（1

8、）滑塊與擋板剛接觸時（滑塊與擋板還未相互作用）滑塊與小球的速度分別為多少？（2）小球從釋放到第一次到達(dá)最低點的過程中，繩的拉力對小球做功的人小.K考點43機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用【例4】如圖所示，一個斜面與豎直方向的夾角為30。，斜面的下端與第一個光滑圓形管道相切，第二個光滑圓形管道與第一個圓形管道也相切.兩個光滑圓形管道粗細(xì)不計，其半徑均為R，小物塊可以看作質(zhì)點.小物塊與斜面的動摩擦因數(shù)為，物塊由靜止從某一高度沿斜面下滑，至圓形管道的最低點人時，對軌道的壓力是重力的7倍.求：物塊到達(dá)人點時的速度；物塊到達(dá)最高點B時，對管道壓力的犬小與方向;物塊在斜面上滑動的時間.B【變式跟蹤4】如圖所示，長為J

9、內(nèi)壁光滑的直管與水平地面成30。角固定放置.將一質(zhì)量為m的小球固定在管底，用一輕質(zhì)光滑細(xì)線將小球與質(zhì)量為M=的小物塊相連，小物塊懸掛于管II現(xiàn)將小球釋放，一段時間后，小物塊落地靜止不動，小球繼續(xù)向上運動，通過管II的轉(zhuǎn)向裝置后做平拋運動，小球在轉(zhuǎn)向過程中速率不變（重力加速度為g）求小物塊卜落過程中的加速度人小;求小球從管11拋出時的速度人??；試證明小球平拋運動的水平位移總小于四.考題再練高考試題2012-海南】如圖，在豎直平面內(nèi)有一固定光滑軌道，其中AB是長為/?的水平直軌道,BCD是圓心為0、半徑為/?的3/4圓弧軌道，兩軌道相切于B點.在外力作用下，一小球從A點由靜止開始做勻加速直線運動，

10、到達(dá)3點時撤除外力己知小球剛好能沿圓軌道經(jīng)過最高點C,重力加速度為g小球在AB段運動的加速度的人?。唬?）小球從D點運動到A點所用的時間.【預(yù)測D如圖所示，可視為質(zhì)點的小球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/?的光滑圓柱，人的質(zhì)量為B的兩倍.當(dāng)B位于地面時，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（）A.2RB.5R/34R/3D.2R/3IM.五.課堂演練自我提升下列敘述中正確的是()做勻變速直線運動的物體的機(jī)械能一定守恒做勻速直線運動的物體的機(jī)械能可能守恒外力對物體做功為零，物體的機(jī)械能一定守恒系統(tǒng)內(nèi)只有重力和彈力做功時，系統(tǒng)的機(jī)械能一定守恒如圖所示的小球以初速度為從光滑斜面底部向上滑，恰能到達(dá)最大高度為力的斜面頂部.人是內(nèi)軌半徑人于力的光滑軌道、B是內(nèi)軌半徑小于h的光滑軌道、C是內(nèi)軌直徑等于h的光滑軌道、D是長為0.5/7的輕棒，其下端固定一個可隨棒繞O點向上轉(zhuǎn)動的小球.小球在底端時的初速度都為,則小球在以上四種情況中能到達(dá)高度h的有()物體做自由落體運動，6代表動能，切代表勢能，h代表下落的距離，以水平地面為零勢能面.下列所示圖象中，能正確反映各物理量之間關(guān)系的是()如圖所示，半徑為R的光滑半圓弧軌道與高為10R的光滑斜軌道放在同一豎直平面內(nèi)，兩軌道之