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1、第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 章末整合提升章末整合提升 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 知識網(wǎng)絡(luò)知識網(wǎng)絡(luò) 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 專題歸納專題歸納 一、相互作用的兩個滑動摩擦力做的功與一、相互作用的兩個滑動摩擦力做的功與 產(chǎn)生內(nèi)能的關(guān)系產(chǎn)生內(nèi)能的關(guān)系 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 的右端時恰好相對的右端時恰好相對B靜止。此時物體靜止。此時物體B運動了運動了s的位的位 移,可以判斷移,可以判斷B對對A的摩擦力做功為:的摩擦力做功為:W1Ff(s L);A對對B的摩擦力做功為:的摩擦力做功為
2、:W2Fs,所以這一,所以這一 對摩擦力對系統(tǒng)做功總和為:對摩擦力對系統(tǒng)做功總和為:WFL。從能量。從能量 的角度說,這就是轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的部分。的角度說,這就是轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的部分。 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 綜上可知:相互摩擦的系統(tǒng)內(nèi),一對靜摩擦綜上可知:相互摩擦的系統(tǒng)內(nèi),一對靜摩擦 力所做的總功等于零。相互摩擦的系統(tǒng)內(nèi),一對力所做的總功等于零。相互摩擦的系統(tǒng)內(nèi),一對 滑動摩擦力所做的功總是負(fù)值,其絕對值等于滑動滑動摩擦力所做的功總是負(fù)值,其絕對值等于滑動 摩擦力與相對位移的乘積,即恰等于系統(tǒng)損失的機摩擦力與相對位移的乘積,即恰等于系統(tǒng)損失的機 械能。械能。 第七章第
3、七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 例例11 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 (1)小木塊的位移;小木塊的位移; (2)傳送帶轉(zhuǎn)過的路程;傳送帶轉(zhuǎn)過的路程; (3)小木塊獲得的動能;小木塊獲得的動能; (4)產(chǎn)生的熱量。產(chǎn)生的熱量。 解析解析小木塊剛放上時小木塊剛放上時,速度為零,受到傳,速度為零,受到傳 送帶的滑動摩擦力作用,做勻加速直線運動,達到送帶的滑動摩擦力作用,做勻加速直線運動,達到 與傳送帶速度相同后不再有相對滑動,整個過程中與傳送帶速度相同后不再有相對滑動,整個過程中 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 第七章第七章 機械能
4、守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 二、功能關(guān)系思想在力學(xué)問題中的應(yīng)用二、功能關(guān)系思想在力學(xué)問題中的應(yīng)用 例例22 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 答案答案C 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 1(多選多選)水平傳送帶勻速運動,速度大小為水平傳送帶勻速運動,速度大小為v, 現(xiàn)將一小工件放到傳送帶上。設(shè)小工件初速度為零現(xiàn)將一小工件放到傳送帶上。設(shè)小工件初速度為零 ,質(zhì)量為,質(zhì)量為m,它
5、與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為,它與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為,當(dāng)它,當(dāng)它 在傳送帶上滑動一段距離后速度達到在傳送帶上滑動一段距離后速度達到v而與傳送帶保而與傳送帶保 持相對靜止。則在小工件相對傳送帶滑動的過程中持相對靜止。則在小工件相對傳送帶滑動的過程中 跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 答案答案ABC 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 三、能量守恒思想在力學(xué)中的應(yīng)用三、能量
6、守恒思想在力學(xué)中的應(yīng)用 例例33 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 答案答案B 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié) 能量守恒定律的應(yīng)用技巧能量守恒定律的應(yīng)用技巧 1能量的兩種轉(zhuǎn)化關(guān)系:能量的兩種轉(zhuǎn)化關(guān)系: (1)某種形式的能減少,一定存在其他形式的能某種形式的能減少,一定存在其他形式的能 增加,且減少量一定等于增加量。增加,且減少量一定等于增加量。 (2)某個物體的能量減少,一定存在其他物體的某個物體的能量減少,一定存在其他物體的 能量增加,且減少量一定等于增加量。能量增加,且減
7、少量一定等于增加量。 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 2應(yīng)用能量守恒定律解題的步驟:應(yīng)用能量守恒定律解題的步驟: (1)分析物體的運動過程分析物體的運動過程,從而在頭腦中建立起,從而在頭腦中建立起 一幅物體運動的正確圖象。一幅物體運動的正確圖象。 (2)研究物體在運動過程中有多少種形式的能研究物體在運動過程中有多少種形式的能(如如 動能、勢能、內(nèi)能、電能等動能、勢能、內(nèi)能、電能等)在轉(zhuǎn)化,關(guān)鍵是弄清什在轉(zhuǎn)化,關(guān)鍵是弄清什 么形式的能增加,什么形式的能減少。么形式的能增加,什么形式的能減少。 (3)將增加的能量和減少的能量用相應(yīng)的力做的將增加的能量和減少的能量用相應(yīng)的力做
8、的 功來表示,然后列出等式功來表示,然后列出等式E減 減 E增 增。 。 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 A彈力對小球先做正功后做負(fù)功彈力對小球先做正功后做負(fù)功 B有兩個時刻小球的加速度等于重力加速度有兩個時刻小球的加速度等于重力加速度 C彈簧長度最短時,彈力對小球做功的功率彈簧長度最短時,彈力對小球做功的功率 為零為零 D小球到達小球到達N點時的動能等于其在點時的動能等于其在M、N兩點兩點 的重力勢能差的重力勢能差 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 第七章第七章 機械能守恒
9、定律機械能守恒定律 物理必修2 簧彈力等于豎直桿給它的彈力,豎直方向上只受重簧彈力等于豎直桿給它的彈力,豎直方向上只受重 力,此時小球加速度為力,此時小球加速度為g,當(dāng)彈簧處于自由長度時,當(dāng)彈簧處于自由長度時, 小球只受重力作用,此時小球的加速度也為小球只受重力作用,此時小球的加速度也為g,故,故B 正確;小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒,小球在正確;小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒,小球在 M點和點和N點時彈簧的彈性勢能相等,故小球從點時彈簧的彈性勢能相等,故小球從M到到N 重力勢能的減少量等于動能的增加量,而小球在重力勢能的減少量等于動能的增加量,而小球在M 點的動能為零,故點的動能為零,故D
10、正確。正確。 答案答案BCD 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 1兩條基本思路兩條基本思路 (1)利用牛頓運動定律結(jié)合運動學(xué)公式求解,利用利用牛頓運動定律結(jié)合運動學(xué)公式求解,利用 牛頓第二定律可建立合力與加速度之間的關(guān)系,利用運牛頓第二定律可建立合力與加速度之間的關(guān)系,利用運 動學(xué)公式可計算動學(xué)公式可計算t、x、v、a等物理量。等物理量。 (2)利用功能觀點求解,即利用動能定理、機械能利用功能觀點求解,即利用動能定理、機械能 守恒定律、重力做功與重力勢能關(guān)系等規(guī)律分析求解。守恒定律、重力做功與重力勢能關(guān)系等規(guī)律分析求解。 四、解決力學(xué)問題的兩條基本思路四、解決力學(xué)問題的兩
11、條基本思路 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 2解題思路的比較解題思路的比較 (1)用功能觀點解題,只涉及物體的初、末狀態(tài),用功能觀點解題,只涉及物體的初、末狀態(tài), 不需要關(guān)注過程的細節(jié),解題簡便。不需要關(guān)注過程的細節(jié),解題簡便。 (2)用牛頓第二定律及運動學(xué)公式解題,可分析運用牛頓第二定律及運動學(xué)公式解題,可分析運 動過程中的加速度、力的瞬時值,也可分析位移、時動過程中的加速度、力的瞬時值,也可分析位移、時 間等物理量,即可分析運動過程的細節(jié)。間等物理量,即可分析運動過程的細節(jié)。 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 例例44 第七章第七章 機械能守恒
12、定律機械能守恒定律 物理必修2 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 答案答案(1)7.5104 J(2)1.1103 N 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 1(2019全國卷全國卷)從地面豎直向上拋出一物體從地面豎直向上拋出一物體 ,物體在運動過程中除受到重力外,還受到一大小不,物體在運動過程中除受到重力外,還受到一大小不 變、方向始終與運動方向相反的外力作用。距地面高變、方向始終與運動方向相反的外力作用。距地面高 度度h在在3 m 以內(nèi)時,物體上升、下落過程中動能以內(nèi)時,物體上升、下落過程中動能
13、Ek隨隨h 的變化如圖的變化如圖77所示。重力加速度取所示。重力加速度取10 m/s2。該物體。該物體 的質(zhì)量為的質(zhì)量為 專題演練專題演練 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 答案答案C 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 2(多選多選)(2019全國卷全國卷)從地面豎直向上拋出從地面豎直向上拋出 一物體,其機械能一物體,其機械能E總 總等于動能 等于動能Ek與重力勢能與重力勢能Ep之和之和 。取地面為重力勢能零點,該物體的。取地面為重力勢能零點,該物體的E總 總和 和Ep隨它離隨它離 開地面的高度
14、開地面的高度h的變化如圖的變化如圖78所示。重力加速度取所示。重力加速度取 10 m/s2。由圖中數(shù)據(jù)可得。由圖中數(shù)據(jù)可得 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 答案答案AD 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 3(多選多選)如圖如圖79,一固定容器的內(nèi)壁是半徑,一固定容器的內(nèi)壁是半徑 為為R的半球面;在半球面水平直徑的一端有一質(zhì)量為的半球面;在半球面水平直徑的一端有一質(zhì)量為 m的質(zhì)點的質(zhì)點P。它在容器內(nèi)壁由靜止下滑到最低點的過。它在容器內(nèi)壁由靜止下滑到最低點的過 程中,克服摩擦力做的功為程中,克服摩
15、擦力做的功為W。重力加速度大小為。重力加速度大小為g 。設(shè)質(zhì)點。設(shè)質(zhì)點P在最低點時,向心加速度的大小為在最低點時,向心加速度的大小為a,容,容 器對它的支持力大小為器對它的支持力大小為N,則,則 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 答案答案AC 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2
16、 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 5(2016全國甲卷全國甲卷)輕質(zhì)彈簧原長為輕質(zhì)彈簧原長為2l,將彈簧,將彈簧 豎直放置在地面上,在其頂端將一質(zhì)量為豎直放置在地面上,在其頂端將一質(zhì)量為5m的物體的物體 由靜止釋放,當(dāng)彈簧被壓縮到最短時,彈簧長度為由靜止釋放,當(dāng)彈簧被壓縮到最短時,彈簧長度為l 。現(xiàn)將該彈簧水平放置,一端固定在?,F(xiàn)將該彈簧水平放置,一
17、端固定在A點,另一端與點,另一端與 物塊物塊P接觸但不連接。接觸但不連接。AB是長度為是長度為5l的水平軌道,的水平軌道,B 端與半徑為端與半徑為l的光滑半圓軌道的光滑半圓軌道BCD相切,半圓的直徑相切,半圓的直徑 BD豎直,如圖豎直,如圖711所示。物塊所示。物塊P與與AB間的動摩擦間的動摩擦 因數(shù)因數(shù)0.5。用外力推動物塊。用外力推動物塊P,將彈簧壓縮至長度,將彈簧壓縮至長度l ,然后放開,然后放開,P開始沿軌道運動。重力加速度大小為開始沿軌道運動。重力加速度大小為 g。 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 圖圖711 第七章第七章 機械能守恒定律機械能守恒定律 物理必修2 (1)若若P的質(zhì)量為的質(zhì)量為m,求,求P到達到達B點時速度的大小點時速度的大小 ,以及它離開圓軌道后落回到,以及它離開圓軌道后落回到AB上的位置與上的位置與B點之點之 間的距離;間的距離; (2)若若P能滑上圓軌道,且仍能沿圓軌道滑下,能滑上圓軌道,且仍能沿圓軌道滑下, 求求P的質(zhì)量的取值范圍。的質(zhì)量的取值范圍。 解析解析(1)依題意依題意,當(dāng)彈簧豎直放置
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