第五章機械能守恒定律

1、第五章機械能守恒定律第1課時追尋守恒量 功基礎(chǔ)知識歸納1。追尋守恒量(1) 能量:簡稱“ 能” 物質(zhì)運動的一般量度任何物質(zhì)都離不開運動。對運動所能做的 最一般的量度就是能量，不同的能量對應(yīng)于不同形式的運動，能量分為機械能、內(nèi)能、電能、磁能、化學(xué)能、原子能等.當(dāng)物質(zhì)的運動形式發(fā)生轉(zhuǎn)變時，能量形式同時 也發(fā)生轉(zhuǎn)變。自然界的一切過程都服從能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，物體要對外界做功，就必須消耗本身的能量或從另忸得到能量的補充。因此，一個物體的能量愈大，它對外界就有可能做更 多的功。(2) 機械能：物體機械運動的量度，包括動能、重力勢能和彈性勢能.(3) 動能：物體由于運動 而具有的能量。(4 )勢能：相互作

2、用的物體憑借其位置 而具有的能量。2。功的概念(1) 定義:一個物體受到力的作用，如果在力的方向上發(fā)生一段位移，就說這個力做 了 功.(2) 做功的兩個必要條件:a. 力 ; b.物體在力的方向上發(fā)生位移。(3) 功的單位：在國際單位制中，功的單位是焦耳，符號為 J ，其物理意義是：1 J等于1N的力使物體在力的方向上發(fā)生1m的位移時所做的功.(4) 功是標(biāo)量，只有大小，沒有方向。(5) 功是 過程量 ，即做功必定對應(yīng)一個過程(位移)，應(yīng)明確是哪個力在哪個過程中對 哪個物體做功。3。功的計算(1) 功的一般計算公式: W= Fl COS a ；(2) 條件：適用于 恒力所做的功;(3) 字母意

3、義：F 力；l -物體對地 位移 ;a -F、丨正方向之間的夾角.4。正負(fù)功的意義(1) 根據(jù)功的計算公式 W= Fl COS a可得到以下幾種情況： 當(dāng)a= 90寸，COS a= 0,貝U W= 0,即力對物體不做功； 當(dāng)0W a 90寸，cos a 0,則 W0,即力對物體做正功； 當(dāng)90 a 180時,cos a0 ,則Wvb物塊滑到底的速度小于傳送帶的速度，有兩種情況，一是物塊始終做勻加速運動，二是物塊先做加速運動，當(dāng)物塊速度等于傳送帶的速度時，物體做勻速運動。這兩種情況落點都在 Q點右邊.(3) vo103t(3 )汽車達(dá)到額定功率后，將保持額定功率不變，隨著速度的增加，牽引力減小，

4、但只要牽引力大于阻力，汽車就做加速運動，只是加速度要減小，汽車做加速度逐漸減小的加速直線 運動.直到牽引力F = f,加速度變?yōu)榱?，汽車所能達(dá)到的最大速度為P0 巾 /vm= 12 m/sf1易錯門診3. 求變力做功問題【例3】卡車在平直公路上從靜止開始加速行駛，經(jīng)時間t前進(jìn)距離I,速度達(dá)到最大值 vmo設(shè)此過程中發(fā)動機功率恒為P,卡車所受阻力為Ff,則這段時間內(nèi)，發(fā)動機所做的功為()A o PtBo FflCo Pt FflDo Ffvmt【錯解】功W= F ,卡車達(dá)到最大速度時，牽引力等于阻力，故選B.【錯因】學(xué)生做錯的主要原因是不清楚發(fā)動機的牽引力是變力，不能直接用功的計算公 式?！菊?/p>

5、】發(fā)動機所做的功是指牽引力的功.由于卡車以恒定功率運動，所以發(fā)動機所做的 功應(yīng)等于發(fā)動機的功率乘以卡車行駛的時間，所以A對。B項給出的是卡車克服阻力做的功，在這段時間內(nèi)，牽引力的功不等于克服阻力做功，所以B錯.C項給出的是卡車所受外力的總功。D項中，卡車以恒定功率前進(jìn)，將做加速度逐漸減小的加速運動，達(dá)到最大速度時牽引力等于阻力，阻力Ff乘以最大速度vm是發(fā)動機的功率，再乘以t恰是發(fā)動機在t時間內(nèi)做的功。 故A、D是正確的?！敬鸢浮緼D【思維提升】恒定功率啟功卡車，牽引力往往是變力，不能用公式直接求功，但可用W= Pt求功.第3課時 動能及動能定理基礎(chǔ)知識歸納1. 動能的概念(1) 物體由于運動

6、而具有的能叫動能，動能的大小Ek =錯誤！m,動能是標(biāo)量，與速 度的方向無關(guān)(且恒為正值)。(2) 動能是 狀態(tài)量 ，也是相對量，公式中的v為瞬時速度，且與參考系的選擇有關(guān).(中 學(xué)物理中，一般選取地球為參考系)2。動能定理(1)動能定理的內(nèi)容及表達(dá)式合外力對物體所做的功等于物體動能的變化.即 W= AEk = Ek2 Ek1（2）物理意義動能定理給出了力對物體所做的總功 與物體 動能變化 之間的關(guān)系，即外力對物體做的總功，對應(yīng)著物體動能的變化，變化的多少由做功的多少來量度3求功的三種方法（1）根據(jù)功的公式 W= FICOS a （只能求 恒力的功 ）.（2 ）根據(jù)功率求功： W= Pt （

7、P應(yīng)是 恒定功率或平均功率）.（3）根據(jù)動能定理求功：W=錯誤！ mv錯誤！錯誤！ mv錯誤?。?W為 合外力總功 ）。重點難點突破一、可以從以下幾個方面全面理解動能的概念1動能是標(biāo)量。動能的取值可以為正值或零，但不會為負(fù)值2動能是狀態(tài)量，描述的是物體在某一時刻的運動狀態(tài)一定質(zhì)量的物體在運動狀態(tài)（瞬時速度）確定時，Ek有唯一確定的值速度變化時，動能不一定變化，但動能變化時，速度一定 變化3動能具有相對性由于瞬時速度與參考系有關(guān)， 所以Ek也與參考系有關(guān)，在一般情況下， 如無特殊說明，則認(rèn)為取大地為參考系。4。物體的動能不會發(fā)生突變，它的改變需要一個過程， 這個過程就是外力對物體做功的過程或物體

8、對外做功的過程 5具有動能的物體能克服阻力做功，物體的質(zhì)量越大，運動速度越大，它的動能也就越大，能克服阻力對外做的功就越多。二、對動能定理的理解1動能定理是把過程量（做功）和狀態(tài)量（動能）聯(lián)系在一起的物理規(guī)律。所以，無論求合 外力做的功還是求物體動能的變化，就都有了兩個可供選擇的途徑2外力對物體做的總功的理解：對于單一物體的單一物理過程，又因為W合=Wi + W2+- =Fil + F2I + = F合I，所以總功也可理解為合外力的功。即：如果物體受到多個共點力作用， 則W合=F合I;如果發(fā)生在多個物理過程中，不同過程作用力的個數(shù)不相同，則W合=Wi+ W2+ Wn。3。動能定理標(biāo)量性的認(rèn)識：

9、因動能定理中各項均為標(biāo)量，因此單純速度方向的改變不影響動能的大小。如用細(xì)繩拉著一物體在光滑桌面上以繩頭為圓心做勻速圓周運動的過程中， 合外力方向指向圓心，與位移方向始終保持垂直，所以合力做功為零，動能變化亦為零，其并不因速度方向的改變而改變。但是，一定要注意，功和動能都是標(biāo)量，動能定理表達(dá)式是一 個標(biāo)量式，不能在某一個方向上應(yīng)用動能定理。4對狀態(tài)與過程關(guān)系的理解：功是伴隨一個物理過程而產(chǎn)生的，是過程量，而動能是狀態(tài)量。動能定理表示了過程量等于狀態(tài)量的改變量的關(guān)系廠典例精析1。對動能的理解【例1 下列說法正確的是（）A。做直線運動的物體動能不變，做曲線運動的物體動能變化B。物體的速度變化越大，物

10、體的動能變化也越大C。物體的速度變化越快，物體的動能變化也越快D。物體的速率變化越大，物體的動能變化也越大【解析對于給定的物體來說，只有在速度的大小（速率）發(fā)生變化時它的動能才改變， 速度的變化是矢量，它完全可以只是由于速度方向的變化而引起，例如勻速圓周運動。速度 變化的快慢是指加速度，加速度大小與速度大小之間無必然的聯(lián)系?！敬鸢浮緿【思維提升】物體的動能大小只由質(zhì)量和速率決定.【拓展1】關(guān)于物體的動能，下列說法中正確的是(C)A。物體速度變化，其動能一定變化B. 物體所受的合外力不為零，其動能一定變化C. 物體的動能變化，其運動狀態(tài)一定發(fā)生改變D。物體的速度變化越大，其動能一定變化也越大2.

11、 動能定理的簡單應(yīng)用【例2】如圖所示，AB為1/4圓弧軌道，半徑為R= 0。8 m,BC 是水平軌道，長1= 3 m, BC間的動摩擦因數(shù)為 卩=1/15。今有質(zhì) 量m= 1 kg的物體，自A點從靜止起下滑到 C點剛好停止.求物體 在軌道AB段克服阻力所做的功.【解析】物體在從A滑到C的過程中，有重力、AB段的阻力、BC段的摩擦力共三個力做功，Wg = mgR, FfBc=mg,由于物體在AB段所受的阻力是變力，做的功不能直接求 根據(jù)動 能定理可知 W 外=0，所以 mgR pmgl Wab = 0 ,即卩 Wab = mgR pmgl = (1 10 0。8 1 0 X3/15) J= 6

12、J【思維提升】 如果我們所研究的問題中有多個力做功，其中只有一個力是變力，其余的 都是恒力，而且這些恒力所做的功比較容易計算，研究對象本身的動能增量也比較容易計算時， 用動能定理就可以求出這個變力所做的功。【拓展2】人騎自行車下坡，坡長I = 500 m，坡高h(yuǎn)= 8 m，人和車總質(zhì)量為100 kg ,下坡 時初速度為4 m/s，人不踏車的情況下，到達(dá)坡底時車速為10 m/s,g取10 m/s2,則下坡過程中阻力所做的功為(B )D。一 4 200 JA. 4 000 JB。一 3 800 JC。一 5 000 J【例3】一輛車通過一根跨過定滑輪的輕繩PQ提升井中質(zhì)量為 m的物體，如圖所示，繩

13、的P端拴在車后的掛鉤上.設(shè)繩的總長不變，繩的質(zhì)量、 定滑輪的質(zhì)量和尺寸、滑輪上的摩擦都忽略不計.開始時，車在 A點，左右兩側(cè)繩都已繃緊并且是豎直的，左側(cè)繩長為H。提升時,車向左加速運動，沿水平方向從 A經(jīng)過B駛向C.設(shè)A到B的距離也為H，車過B點時速度為vb。求車由A移到B的過程中，繩Q端的拉力對物體做的功是多少?【解析】車在B點的速度可以作如圖所示分解。據(jù)幾何關(guān)系可知：VB1 = VBCOS 45 =錯誤! VB且VB1即為物體此時的上升速度。又據(jù)幾何關(guān)系可求得運動過程中物體上升的高度h=( .2 1) H對物體運用動能定理有：2Wt mg Ah=錯誤！ mvB1 0解得 Wt=(錯誤! 1

14、) mgH +錯誤! mvB【思維提升】 解答本題的關(guān)鍵：(1)P、Q的速度關(guān)系;(2) P、Q的位移關(guān)系；(3) 動能定理應(yīng)用的步驟應(yīng)規(guī)范 .【拓展3】電動機通過一條繩子吊起質(zhì)量為 8 kg的物體繩的拉力不能超過120 N,電動機 的功率不能超過1 200 W，要將此物體由靜止起用最快的方式將物體吊高90 m（已知物體在被吊高90 m以前已開始以最大速度勻速上升 ）,所需時間為多少？（g取10 m/s2）【解析】 起吊最快的方式是：開始時以最大拉力起吊，達(dá)到最大功率后維持最大功率起吊在勻加速運動過程中，加速度為a= Fm mg =錯誤！ 口怡彳二 5 m/s2m末速度 vt= Pm =錯誤！

15、 m/s= 10 m/sFm上升時間t1=錯誤！=錯誤！ s= 2 s上升高度h1 =錯誤！=錯誤！ m= 10 m在功率恒定的過程中，最后勻速運動的速度為vm= Pm =錯誤！ m/s = 15 m/smg由動能定理有 Pmt2- mg （h h1）=錯誤！ mv：錯誤！ mv：解得上升時間t2= 5。75 s所以，要將此物體由靜止開始，用最快的方式將物體吊高90 m，所需時間為t = t1 + t2= 2 s+ 5.75 s= 7。75 s易錯門診【例4】質(zhì)量為m= 2 kg的物體，在水平面上以V1 = 6 m/s的速度勻速向西運動，若有一個 F = 8 N方向向北的恒力作用于物體，在t=

16、 2 s內(nèi)物體的動能增加了多少？【錯解】物體只受向北方向的力，東西方向不受力作用，因此只有南北方向動能變化,東西方向動能不變。因此 AEk = AEk北=錯誤！ mv錯誤！ 一 0 = 64 J【錯因】 動能是標(biāo)量，不可分方向求動能，本題錯解中“南北方向動能由零變?yōu)?64 J,東西方向動能不變”，這種說法是沒有物理意義的.【正解】 向北的加速度a=錯誤！ = 4 m/s2t = 2 s 末，v 北=at = 8 m/s此時物體的合速度 v2, 2= v錯誤！ + v錯誤！動能Ek2=錯誤！ mvt2 =錯誤！ m（v錯誤！ + v錯誤!）所以，動能增加 AEk= Ek2 Ek1 =錯誤！ mv

17、錯誤！ = 64 J【思維提升】 動能的變化等于物體末動能減去物體初動能，如果是正值，則表示動能增大，如果為負(fù)值，則表示動能減少。即AEk0,動能變大，外力對物體做正功；AEk0,動能減少，外力對物體做負(fù)功.第4課時動能定理的應(yīng)用基礎(chǔ)知識歸納1。用動能定理求變力的功在某些問題中，由于 F的大小或方向變化，不能直接用 W= Fl COS a求解力的功，可用 動能定理求解，求出物體 動能 變化和其他 恒力 的功,即可由AEk= Wi + W2+-+ Wn 求得其中變力的功。2物體系的動能定理問題物體間的一對相互作用力的功可以是正值 ，也可以是 負(fù)值 ，還可以是 零 。因此幾個物體組成的系統(tǒng)所受的合

18、外力的功不一定等于系統(tǒng)動能的變化量.3。動能定理分析復(fù)雜過程問題物體在某個運動過程中包含有幾個運動性質(zhì)不同的小過程(如加速、減速的過程)，此時可以 分段 考慮，也可對 全程 考慮，對整個過程列式可使問題簡化重點難點突破一、用動能定理求解變力做功的注意要點1。分析物體受力情況，確定哪些力是恒力，哪些力是變力2。找出其中恒力做的功及變力做的功。3。分析物體初、末狀態(tài)，求出動能變化量。4。運用動能定理求解二、用動能定理解決問題時，所選取的研究對象可以是單個物體，也可以是多個物體組 成的系統(tǒng)當(dāng)選取物體系統(tǒng)作為研究對象時，應(yīng)注意以下幾點：1當(dāng)物體系統(tǒng)內(nèi)的相互作用是桿、繩間的作用力，或是靜摩擦力，或是剛性

19、體元之間相互擠壓而產(chǎn)生的力，作用力與反作用力的總功等于零，這時列動能定理方程時可只考慮物體系 統(tǒng)所受的合外力的功即可2當(dāng)物體系統(tǒng)內(nèi)的相互作用力是彈簧、橡皮條的作用力，或是滑動摩擦力，作用力與反 作用力的總功不等于零，這時列動能定理方程時不但要考慮物體系統(tǒng)所受的合外力的功，還 要考慮物體間的相互作用力的功 3物體系統(tǒng)內(nèi)各個物體的速度不一定相同，列式時要分別表達(dá)不同物體的動能。三、多過程問題的求解策略1。分析物體運動，確定物體運動過程中不同階段的受力情況，分析各個力的功2。 分析物體各個過程中的初、末速度，在不同階段運用動能定理求解，此為分段法這種方法解題時需分清物體各階段的運動情況，列式較多3。

20、 如果能夠得到物體全過程初、末動能的變化，及全過程中各力的功，對全過程列一個 方程即可，此方法較為簡潔。|廠典例精析1。用動能定理求解變力做功【例1】如圖所示，豎直平面內(nèi)放一直角桿AOB，桿的水平部分粗糙，動摩擦因數(shù) 卩=0.2,桿的豎直部分光滑兩部分各套有質(zhì)量均為 1 kg的小球A 和B, A、B球間用細(xì)繩相連此時A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知：OA= 3 m,OB = 4 m.若A球在水平拉力F的作用下向右緩慢地移動1 m(取g= 10 m/s2),那么(1) 該過程中拉力 F做功多少？(2) 若用20 N的恒力拉A球向右移動1 m時，A的速度達(dá)到了 2 m/s，則此過程中產(chǎn)生 的內(nèi)能為多少？

21、【解析】(1)用力F緩慢拉A球時，分析可知 F的大小發(fā)生變化，把 A、B看做整體， 由平衡條件知，A受桿的支持力 Fn = mg+ mg= 2mg不做功，摩擦力 Ff=- 2mg為恒力。對 于A和B組成的系統(tǒng)，由動能定理可得Wf 2 pmgl mghB= 0因繩長L = 5 m保持不變，當(dāng) A移動的距離1= 1 m時，設(shè)B升高了 hB.由幾何關(guān)系可知：(3 + 1)2+ (4 hB)2= 52所以 hB= l = 1 m代入式，可得 Wf= 2 ggl + mgl = mgl(2 葉 1 )= 1 X10 XI x (2 X)。2+ 1) J= 14 J(2)如右圖所示，若以 F = 20 N

22、的恒力拉A球，AB繩所受拉 力及A所受摩擦力均為變力在A移動1 m的過程中，對于A和B球 組成的系統(tǒng)，由動能定理得Fl Wf mghB =錯誤！m；v+ 錯誤！ mvB 0注意到內(nèi)能Q = Wf且在同一時刻，A、B兩球沿繩方向的分速度相等。即vaCOs/ OA B = vbCOs/ OB A則va -錯誤！ = vb 錯誤!由式得vb=錯誤！ va,代入式得Q= 4.4 J【思維提升】本題涉及的知識面較大，其中受力分析是解答本題的基礎(chǔ)，功的計算與速度分解都是解答本題的關(guān)鍵。其次理解題目中“緩慢”的含義，在動能定理問題中，“緩慢”表示動能始終為零，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)。【拓展1】劍橋大學(xué)物理學(xué)家海倫

23、 杰爾斯基研究了各種自行車特技的物理學(xué)原理，并通過計算機模擬探尋特技動作的極限，設(shè)計了一個令人驚嘆不已的高難度動作-“愛因斯坦空翻”，并在倫敦科學(xué)博物館由自行車特技運動員(18歲的布萊士)成功完成。“愛因斯坦空翻”簡化模型如圖所示，質(zhì)量為 m的自行車運動員從 B點由靜止出發(fā)，經(jīng) BC圓弧，從C點豎直 沖出，完成空翻，完成空翻的時間為 t.由B到C的過程中，克服摩擦力做功為 W,空氣阻力 忽略不計，重力加速度為 g，試求：自行車運動員從 B到C至少做多少功？【解析】設(shè)運動員從C點沖出的速度為v，2v1則有tgt對B到c的過程運用動能定理：W人一W=錯誤！mv2 0所以 W人AW+錯誤！m (錯誤

24、！gt)2= W+錯誤！ mg2t22. 對系統(tǒng)運用動能定理【例2】如圖所示，跨過定滑輪的輕繩兩端的物體 A和B的 質(zhì)量分別為 M和m,物體A在水平面上.A由靜止釋放，當(dāng)B沿豎 直方向下落h時，測得A沿水平面運動的速度為 v,這時細(xì)繩與 水平面的夾角為 試分析計算B下降h過程中，A克服地面摩擦 力做的功。(滑輪的質(zhì)量和摩擦均不計 )【解析】 據(jù)運動分解的有關(guān)知識得：B下降h高度時的速度vb= vcos 0因為A、B間輕繩拉力做功的代數(shù)和為0,對A、B系統(tǒng)運用動能定理：mgh | Wf |=錯誤！ Mv2 + 錯誤！ m (vcos 0) 2 0所以 I Wf|= mgh錯誤！ Mv2 + 錯誤

25、! m(vcos 0) 2【思維提升】 如果選取系統(tǒng)作為動能定理的研究對象，一定要分析系統(tǒng)內(nèi)力的功是否為零，如果不為零，不能落下這個功，這與牛頓定律中的整體法有差異，在牛頓定律整體法中， 不必分析系統(tǒng)內(nèi)力，而在動能定理中不僅要分析外界對系統(tǒng)做的功，也要分析內(nèi)力做的功3。多過程問題的求解【例3】如圖所示AB是傾角為0的粗糙直軌道，BCD是光滑的圓弧軌道，AB恰好在Bif?點與圓弧相切，圓弧半徑為R。一個質(zhì)量為m的物體(可以 看做質(zhì)點)從直軌道上的P點由靜止釋放，結(jié)果它能在兩軌 道間做往返運動。已知 P點與圓弧的圓心 O等高，物體與 軌道AB間的動摩擦因數(shù)為卩求：(1) 物體做往返運動的整個過程中

26、在AB軌道上通過的總路程；(2)最終當(dāng)物體通過圓弧軌道最低點E時，對圓弧軌道的壓力(3) 為使物體能順利到達(dá)圓弧軌道的最高點D,釋放點距B點的距離L應(yīng)滿足什么條件？【解析】(1)因為摩擦始終對物體做負(fù)功，所以物體最終在圓心角為2 0的圓弧上往復(fù)運動。對整個過程應(yīng)用動能定理得mgR cos 0 (imgcos 0 - s= 0，所以 s=錯誤!2(2) 對 BtE 過程 mgR (1 cos 0)=錯誤！ mv EFn mg =錯誤！由式解得Fn = (3 2cos 0) mg(3) 設(shè)物體剛好到 D點，貝Umg =錯誤！對全過程應(yīng)用動能定理得2mgL sin 0 pmgcos 0LmgR (1

27、 + cos 0)=錯誤! mvD由式解得L-3 沁 R(sincos )【思維提升】對于多過程應(yīng)用動能定理的問題:(1 )有些力在物體運動全過程中不是始終存在的，導(dǎo)致物體的運動包含幾個物理過程， 物體運動狀態(tài)、受力情況均發(fā)生變化，因而在考慮外力做功時，必須根據(jù)不同情況，分別對 待。(2)若物體運動過程中包含幾個不同的物理過程，解題時，可以分段考慮，也可視為一個整體過程，應(yīng)用動能定理求解。(3)對過程運用“整體法”或“隔離法”并不影響解題結(jié)果，要看研究問題的方便而定 【拓展2】如圖甲所示，物體在離斜面底端4 m處由靜止滑下，若動摩擦因數(shù)均為0.5,斜面傾角為37斜面與平面間由一小段圓弧連接，求

28、物體能在水平面上滑行多遠(yuǎn)？【解析】物體在斜面上受重力 mg、支持力Fni、摩擦力Fi的作用，沿斜面加速下滑（由 計算可知重力沿斜面向下的分力大于滑動摩擦力）到水平面后，在摩擦力 F2作用下做減速運動，直至停止。解法一：對物體在斜面上和平面上時分別進(jìn)行受力分析，如圖乙所示，知下滑階段有Fni = mgcos 37，故 Fi=(Fni= mgcos 37 由動能定理有mgsin 37 xi pmgcos 37 xi =錯誤! mv錯誤!在水平過程中 F2= |F n2 = pmg由動能定理有一pmgx2= 0 錯誤！ mv錯誤！由式可得cos37Xi =錯誤！ X4 m = 1.6 msin 37

29、X2 =解法二：物體受力分析同解法一 物體運動的全過程中，初、末狀態(tài)速度均為零，對全過程應(yīng)用動能定理有mgsin 37 X1 pmgcos 37 X1 jimg - X2= 0 sin 37 ?x1cos 37 ?x1解得 X2=-=錯誤! m= 1。6 mJ易錯門診h = 0.20 m,木塊離臺【例4】質(zhì)量為M的木塊放在水平臺面上，臺面比水平地面高出 的右端L = 1.7 m.質(zhì)量為m =錯誤！M的子彈以vo= 180 m/s的速度水平 射向木塊，并以 v= 90 m/s的速度水平射出，木塊落到水平地面時的 落地點到臺面右端的水平距離為1= 1。6 m,求木塊與臺面間的動摩擦因數(shù)卩【錯解】

30、木塊離開臺面后的平拋階段，2 h 由 | = V2 J解得 V2= 8 m/s g1對子彈和木塊組成的整體在整個過程中應(yīng)用動能定理有：-兇gL = ?Mv錯誤！ +錯誤!mv2 錯誤！ mv錯誤！代入數(shù)據(jù)可得尸69.6【錯因】 本題的物體有兩個：子彈和木塊，物理過程可以分為三個階段：子彈射木塊；木塊在臺面上滑行；木塊飛出臺面平拋.其中兩個階段有機械能損失：子彈射穿木塊階段和木塊在臺面上滑行階段.故不能對子彈和木塊組成的整體在整個過程中應(yīng)用動能定理【正解】對三個階段列方程：子彈射穿木塊階段，對系統(tǒng)應(yīng)用動量守恒定律，設(shè)木塊末速度為v1,則mvo= mv+ Mv1木塊在臺面上滑行階段，對木塊應(yīng)用動能

31、定理，設(shè)木塊離開臺面時的速度為有pMgL =錯誤！ Mv錯誤！錯誤！ Mv錯誤！木塊離開臺面后的平拋階段1 = v2 2h g由式可得尸0。50【思維提升】本題應(yīng)引起注意的是：凡是有機械能損失的過程，都應(yīng)該分段處理。本題還應(yīng)引起注意的是：不要不加分析(對相互作用的內(nèi)力所做功不一定為零)就對系統(tǒng)應(yīng)用動能定理。在子彈穿過木塊階段，子彈和木塊間的一對摩擦力做的總功為負(fù)功。如果對 系統(tǒng)全過程應(yīng)用動能定理，就會把這個負(fù)功漏掉。第5課時勢能機械能守恒定律基礎(chǔ)知識歸納1重力勢能(1) 定義：由物體與地球之間的相互吸引和相對位置所決定的能叫重力勢能 .(2) 公式：Ep mgh 。(3) 說明： 重力勢能是標(biāo)

32、量 。 重力勢能是相對 的，是相對零勢能面而言的，只有選定零勢能面以后，才能具體確定重力勢能的量值，故Ep= mgh中的h是物體相對零勢能面的距離。一般我們?nèi)〉孛鏋榱銊菽苊妗?重力勢能可正，可負(fù)，可為零.若物體在零勢能面上方，重力勢能為正；物體在零勢能面下方，重力勢能為負(fù)；物體處在零勢能面上，重力勢能為零. 重力勢能屬于物體和地球 共有。通常所說“物體的重力勢能”實際上是一種不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牧?xí)慣說法。 重力勢能是相對的，但重力勢能的變化卻是絕對 的，即與零勢能面的選擇無關(guān).2。重力做功(1)公式：Wg mgh ，h為初、末位置間的高度差。(2)特點：重力做功與路徑 無關(guān)，只與初、末位置有關(guān)(即由初末位

33、置間的高度 差決定)。3。重力做功與重力勢能變化間的關(guān)系重力做正功，重力勢能減少；重力做負(fù)功，重力勢能增加.重力所做的功等于重力 勢能 變化量的負(fù)值，即 Wg = AEp =( Ep2 Epi) =( mgh2 mghi)= Epi Ep2。4。彈性勢能(1) 定義：發(fā)生彈性形變的物體，由其各部分間的彈力和相對位置所決定的能，稱為 彈 性勢能.(2)說明： 彈性勢能是標(biāo)量. 勁度系數(shù)越大，形變越大，彈性勢能越大 (公式：Ep= kx2/2)。 彈力所做的功與彈性勢能的改變的關(guān)系跟重力做功與重力勢能的改變的關(guān)系相同，即彈力所做的功也等于彈性勢能改變量的負(fù)值.5。機械能(1)定義:機械能是物體的統(tǒng)

34、稱，也可以說成物體動能和勢能的總和。(2) 說明 機械能是標(biāo)量 ，單位為 焦耳(J . 機械能中的勢能只包括重力勢能和彈性勢能，不包括其他各種勢能.6. 機械能守恒定律（1）內(nèi)容：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機械能保持不變（2 ）表達(dá)式：Ei E2 或 Eki Epi Ek2 Ep2 。重點難點突破一、重力做功的特點1。重力做功與路徑無關(guān)，只與物體的始末位置的高度差和重力大小有關(guān)。2。重力做功的大小 Wg = mgh, h為始末位置的高度差.3。重力做正功，物體重力勢能減少；重力做負(fù)功，物體重力勢能增加二、機械能守恒定律的條件和機械能守恒定律的常用數(shù)學(xué)表達(dá)式

35、1. 守恒條件：只有重力或彈力做功，只發(fā)生動能和勢能的轉(zhuǎn)化。分析一個物理過程是不 是滿足機械能守恒，關(guān)鍵是分析這一過程中有哪些力參與了做功，這些力做功是什么形式的能轉(zhuǎn)化成什么形式的能，如果只是動能和勢能的轉(zhuǎn)化，而沒有其他形式的能發(fā)生轉(zhuǎn)化，則機械能 守恒，如果沒有力做功，不發(fā)生能的轉(zhuǎn)化，機械能當(dāng)然也不會發(fā)生變化。2. 常用數(shù)學(xué)表達(dá)式：第一種：Ek1 + Epi = Ek2 + Ep2，從守恒的角度表明物體運動過程中，初狀態(tài)和末狀態(tài)機械 能相等.第二種：AEk= AEp，從轉(zhuǎn)化的角度表明動能的增加量等于勢能的減少量。第三種：Ae1 = AE2，從轉(zhuǎn)移的角度表明物體 1的機械能增加量等于物體 2的機械能的 減少量。三、應(yīng)用機械能守恒定律解題的基本步驟1。根據(jù)