機械能守恒定律章末總結(jié)

同步專區(qū)名師杷梟器送費碌錯陳等理同步推送《第七章機械能守恒定律》章末總結(jié)★知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建定義：力和物體在力的方向上發(fā)生的位移的乘積口（功是能量轉(zhuǎn)化的量度）公式：即=Eicosa（功是標量，但有正負）功￡ —機械能守恒定律j①即=FZcosa（求恒力的功）機械能守恒定律求功的三種方法|②網(wǎng)二Pe（P為平均功率）? （③動能定理（或用功能關(guān)系求解）「定義工功（即）跟完成這些功所用時間⑺的比值?（描述做功快慢的物理量）功率1m- [平均功率7=卬力;F4A式:尸=%“瞬時功率八陞、額定功率與實際功率.仁義；物體由于運動而M-Yj'的能量動能機械能[①定義:相互作用的物體憑借其位置血具有的能量勢能〈②重:力勢能公式：Eir=mgh重力做功的特點；與外徑無美機械能守恒定律機械能[①定義:相互作用的物體憑借其位置血具有的能量勢能〈②重:力勢能公式：Eir=mgh重力做功的特點；與外徑無美機械能守恒定律[③彈性勢能:定性了解?①重力的功和重力勢能變化的關(guān)系/匕=/|-跖七②憚簧彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系二手彈力二Epi-%③重力以外的力做的功與機械能變化的關(guān)系印映二%-坨④動能定理（合外力的功與動能變化的關(guān)條）：卬息="%=梟域-卜而⑤:■機械能守恒定律（條件:只有武力（或彈簧彈力）做功I表達式：E*i,+/I= +Ep2能量守恒定律與能源能鼠與能地耗被H約能源與新能源的開發(fā)利用【教學(xué)過程】★重難點一、求變力做功的幾種方法★一、功的正、負的判斷和計算.如何判斷力做功的正、負（1）利用功的公式W=Flcosa判斷，此方法適用于判斷恒力做功的情況?！铩铩飪?yōu)逵資源笈能教有★★★同步專區(qū)名師杷梟器送費碌錯陳等理同步推送n.. .. …n(2)利用力F與物體速度v之間的夾角情況來判斷。設(shè)其夾角為a，若0<a<2,則力F做正功；若a=2,則乙 乙力F不做功；若方<a<n，則力F做負功。此方法適用于曲線運動中功的分析。(3)從能量角度分析，此方法既適用于恒力做功，也適用于變力做功。根據(jù)功是能量轉(zhuǎn)化的量度，若有能量轉(zhuǎn)化，則必有力對物體做功。如果系統(tǒng)機械能增加，說明外界對系統(tǒng)做正功；如果系統(tǒng)機械能減少，說明外界對系統(tǒng)做負功二、求變力做功的幾種方法.用轉(zhuǎn)換對象法求變力做功W=Flcos0是恒力做功的計算公式，有些問題中求的是變力的功，我們可以利用轉(zhuǎn)換對象法巧妙地將變力功轉(zhuǎn)化為恒力功，從而使問題迎刃而解。.用微元法求變力做功當(dāng)力的大小不變、方向變化且位移的方向也同步變化時，可用微元法求解，此力做的功等于力和路程的乘積。由于變力F保持與速度在同一直線上，也可把往復(fù)運動或曲線運動的路線拉直考慮。.用動能定理法求變力做功有些題目不能直接應(yīng)用功的定義式來計算，我們可以借助動能定理來分析變力的功。.用圖象法求變力做功在F-x圖象中，圖線和橫軸所圍成的面積表示力做的功。一個看似復(fù)雜的變力做功問題，用常規(guī)方法無從下手，但通過圖象變換，就使得解題過程簡單明了。.用公式W=Pt求變力做功如果功率恒定、時間已知，可以用W=Pt表達出牽引力做功。.求平均力將變力轉(zhuǎn)化為恒力如力是均勻變化的，可用求平均力的方法將變力轉(zhuǎn)化為恒力?！锾貏e提醒根據(jù)功能關(guān)系求功常見功能美系常見功能美系根據(jù)以上功能關(guān)系，若能求出某種能量的變化，就可以求出相應(yīng)的功?！镜湫屠}】在水平面上，有一彎曲的槽道AB槽道由半徑分別為R和R的兩個半圓構(gòu)成.如圖所示,現(xiàn)用大小恒為F的拉力將一光滑小球從A點沿槽道拉至B點,若拉力F的方向時時刻刻均與小球運動方向一致，則此過程中拉力所做的功為 ( )★★★★★★★★★★★★同步專區(qū)名蹄杷梟器送費碌錯陳等理同步推送1戶A.同步專區(qū)名蹄杷梟器送費碌錯陳等理同步推送1戶A.0B.FRC.3nFRD.2nFR2【答案】C★重難點二、動能定理的理解及應(yīng)用★.對動能定理的理解(1)卬總=w1+w2+W3+……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，也可這樣計算：卬總=J/COS%(2)動能定理是計算物體位移或速率的簡捷公式，當(dāng)題目中涉及位移時可優(yōu)先考慮動能定理。(3)做功的過程是能量轉(zhuǎn)化的過程，動能定理表達式中的“=”的意義是一種因果聯(lián)系的數(shù)值上相等的符號，它并不意味著“功就是動能增量”，也不意味著“功轉(zhuǎn)變成了動能”，而是意味著“功引起物體動能的變化”。(4)動能定理公式兩邊每一項都是標量，因此動能定理是一個標量方程。.應(yīng)用動能定理的注意事項(1)明確研究對象的研究過程，找出始、末狀態(tài)的速度。(2)對物體進行正確的受力分析(包括重力、彈力等)，明確各力做的功大小及正、負情況。(3)有些力在運動過程中不是始終存在，若物體運動過程中包含幾個物理過程，物體運動狀態(tài)、受力等情況均發(fā)生變化，則在考慮外力做功時，必須根據(jù)不同情況，分別對待。(4)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，列出動能定理求解。【典型例題】如圖甲所示，長為4m的水平軌道AB與半徑為R=0.6m的豎直半圓弧軌道BC在B處相連接，有一質(zhì)量為1kg的滑塊(大小不計)，從A處由靜止開始受水平向右的力F作用，F(xiàn)的大小隨位移變化關(guān)系如圖乙所示，滑塊與AB間動摩擦因數(shù)為0.25,與BC間的動摩擦因數(shù)未知，取g=l0m/s2。求：★★★優(yōu)逵資源選徑數(shù)★★★優(yōu)逵資源選徑數(shù)★★★同步專區(qū)B圖甲滑塊到達B處時的速度大小;滑塊在水平軌道AB上運動前2m過程中所需的時間;若滑塊到達B同步專區(qū)B圖甲滑塊到達B處時的速度大小;滑塊在水平軌道AB上運動前2m過程中所需的時間;若滑塊到達B點時撤去力F滑塊沿半圓弧軌道內(nèi)側(cè)上滑，并恰好能達到最高點C，則滑塊在半圓軌道上克服摩擦力所做的功是多少。35S35S(3)5J【答案】(1)2V10m/s(2)【解析】(1)對滑塊從A到B的過程，由動能定理得F1x1—F3x3—gmgx=1mvB2得vB=2<10m/s.(2)在前2m內(nèi)，由牛頓第二定律得F1—gmg=ma且x1=at.^235s解得35s解得t1=v2(3)當(dāng)滑塊恰好能到達最高點C時，有mg=mCR對滑塊從B到C的過程，由動能定理得1 1W—mgx2R=mv_2—mvD22C2B代入數(shù)值得W=-5J即克服摩擦力做的功為5J.★重難點三、機械能守恒的判斷及應(yīng)用★.機械能是否守恒的判斷(1)物體只受重力，只發(fā)生動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化，如自由落體運動、拋體運動等，機械能不變。(2)只有彈簧彈力做功，只發(fā)生動能和彈性勢能的相互轉(zhuǎn)化，如在光滑水平面上運動的物體碰到一個彈簧，和彈簧相互作用的過程中，對物體和彈簧組成的系統(tǒng)來說，機械能守恒。⑶系統(tǒng)受重力和彈簧的彈力，只有重力和彈力做功，只發(fā)生動能、彈性勢能、重力勢能的相互轉(zhuǎn)化，如自由下落的物體落到豎直的彈簧上和彈簧相互作用的過程中，對物體和彈簧組成的系統(tǒng)來說，機械能不變。★★★優(yōu)送資源選能散育★★★★★★優(yōu)送資源選能散育★★★名師杷梟器送費碌錯陳等理同步推送名師杷梟器送費碌錯陳等理同步推送(4)除受重力(或彈力)外，還受其他力，但其他力不做功，或其他力做功的代數(shù)和為零，如物體在沿斜面拉力F的作用下沿斜面向下運動，其拉力的大小與摩擦力的大小相等，在此運動過程中，其機械能不變。只要滿足上述條件之一，機械能一定守恒。.應(yīng)用機械能守恒定律的解題思路(1)明確研究對象，即哪些物體參與了動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，選擇合適的初態(tài)和末態(tài)。(2)分析物體的受力并分析各個力做功，看是否符合機械能守恒條件，只有符合條件才能應(yīng)用機械能守恒定律。(3)正確選擇守恒定律的表達式列方程，可對分過程列式，也可對全過程列式。(4)求解結(jié)果并說明物理意義。.機械能守恒定律和動能定理的比較機械能守恒定律動能定理不同占八、、適用條件只有重力或彈力做功沒有條件限制，它不但允許重力和彈力做功，還允許其他力做功分析思路只需分析研究對象初、末狀態(tài)的動能和勢能即可不但要分析研究對象初、末狀態(tài)的動能，還要分析所有外力所做的功研究對象一般是物體組成的系統(tǒng)一般是一個物體(質(zhì)點)書寫方式有多種書寫方式，一般常用等號兩邊都是動能與勢能的和等號左邊一定是合力的總功，右邊則是動能的變化相同點(1)思想方法相同：機械能守恒定律和動能定理都是從做功和能量轉(zhuǎn)化的角度，來研究物體在力的作用下狀態(tài)的變化(2)表達這兩個規(guī)律的方程都是標量式【典型例題】如圖所示，粗糙弧形軌道和兩個光滑半圓軌道組成翹尾巴的S形軌道.光滑半圓軌道半徑為R,兩個光滑半圓軌道連接處CD之間留有很小空隙，剛好能夠使小球通過，CD之間距離可忽略.粗糙弧形軌道最高點A與水平面上B點之間的高度為h.從A點靜止釋放一個可視為質(zhì)點的小球，小球沿翹尾巴的S形軌道運動后從E點水平飛出，落到水平地面上，落點到與E點在同一豎直線上B點的距離為S.已知小球質(zhì)量m,不計空氣阻力，求：(1)小球從E點水平飛出時的速度大??；(2)小球運動到半圓軌道的B點時對軌道的壓力；(3)小球沿翹尾巴S形軌道運動時克服摩擦力做的功.★★★優(yōu)速資源魚能散有★★★mg聯(lián)立解得R11mgs2由牛頓第三定律可知小球運動到B點時對軌道的壓力為F'=9mg+方向豎直向8R26(2)小球從Bmg聯(lián)立解得R11mgs2由牛頓第三定律可知小球運動到B點時對軌道的壓力為F'=9mg+方向豎直向8R26(2)小球從B點運動到E點的過程，機械能守恒，根據(jù)機械能守恒定律得mg(h-4R)名蹄杷梟器送費碌錯陳等理同步推送mgs2