高考物理一轮复习 能量守恒重点讲解精品课件.ppt

专题能量守恒 索引 1 动能定理 2 机械能守恒定律 3 能量守恒 1 应用动能定理解题的基本步骤 动能定理 2 应用动能定理解题时需注意的问题 1 动能定理适用于物体做直线运动 也适用于曲线运动 适用于恒力做功 也适用于变力做功 2 动能定理是计算物体的位移或速率的简捷方法 当题目中涉及到力和位移时可优先考虑动能定理 3 若物体运动的过程中包含几个不同过程 应用动能定理时 可以分段考虑 也可以把全过程作为一个整体来处理 例1 如图所示 用轻质细绳悬挂一质量为m 0 5kg的小圆球 圆球套在可沿水平方向移动的框架槽内 框架槽竖直放置在水平面上 自细绳静止在竖直位置开始 框架槽在水平力f 20n的恒力作用下移至图中位置 此时细绳与竖直方向的夹角为 30 绳长l 0 2m 不计一切摩擦 g取10m s2 典例 精析 思路点拨 解答本题应注意以下两点 1 明确小球的初末位置 2 注意小球运动过程中重力对其做负功 1 求水平力f做的功 2 若不计框架槽的质量 求小球在此位置的速度的大小 3 若框架槽的质量为0 2kg 求小球在此位置的速度的大小 答案 1 2j 2 2 73m s 3 2 40m s 质量m 1kg的物体 在水平拉力f 拉力方向与物体初速度方向相同 的作用下 沿粗糙水平面运动 经过位移4m时 拉力f停止作用 运动到位移是8m时物体停止 运动过程中ek x的图线如图所示 g取10m s2 求 1 物体的初速度多大 2 物体和水平面间的动摩擦因数为多大 3 拉力f的大小 对点 提能 答案 1 2m s 2 0 25 3 4 5n 机械能守恒定律的三种表达式及用法 1 守恒观点 ek1 ep1 ek2 ep2或e1 e2 运用此法求解只有一个物体 实际是单个物体与地球组成的系统 的问题较方便 注意选好参考平面 2 转化观点 ep ek 此法的优点是不用选取参考平面 3 转移观点 e增 e减 此法适用于求解两个或两个以上物体 实际是两个或两个以上物体与地球组成的系统 的问题 机械能守恒定律 1 2012 上海高考 如图5 2所示 可视为质点的小球a b用不可伸长的细软轻线连接 跨过固定在地面上半径为r的光滑圆柱 a的质量为b的两倍 当b位于地面时 a恰与圆柱轴心等高 将a由静止释放 b上升的最大高度是 a 2rb 5r 3c 4r 3d 2r 3 思路点拨 本题主要考察机械能守恒定律及上抛运动等知识 解答本题应注意以下三点 1 外力没有对a b组成的系统做功 系统机械能守恒 2 在a球落地前a b两球的速度大小相等 3 a球落地后b将做竖直上抛运动 典例 精析 c 2 2012 北京高考 如图所示 质量为m的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动 经距离l后以速度v飞离桌面 最终落在水平地面上 已知l 1 4m v 3 0m s m 0 10kg 物块与桌面间的动摩擦因数 0 25 桌面高h 0 45m 不计空气阻气 重力加速度g取10m s2 求 1 小物块落地点距飞出点的水平距离s 2 小物块落地时的动能ek 3 小物块的初速度大小v0 思路点拨 本题主要考查平抛运动 动能定理和机械能守恒定律等相关知识 解答本题时注意以下三点 1 物体飞离桌面 说明物体做平抛运动 2 桌面粗糙 说明物体受到的摩擦力做负功 精讲精析 1 由平抛运动规律 有竖直方向h gt2水平方向s vt得水平距离s v 0 90m 答案 1 0 90m 2 0 90j 3 4 0m s 对点 提能 1 当弹簧恢复原长时 物块b的速度大小 2 物块a刚离开挡板时 物块b的动能 答案 1 2m s 2 3 6j 2 荡秋千一直是小朋友们喜爱的运动项目 秋千上端吊环之间不断磨损 承受拉力逐渐减小 如图5 9所示 一质量为m的小朋友在吊绳长为l的秋千上 如果小朋友从与吊环水平位置开始下落 运动到最低点时 吊绳突然断裂 小朋友最后落在地板上 如果吊绳的长度l可以改变 则 a 吊绳越长 小朋友在最低点越容易断裂b 吊绳越短 小朋友在最低点越容易断裂c 吊绳越长 小朋友落地点越远d 吊绳长度是吊绳悬挂点高度的一半时 小朋友落地点最远 图5 9 d 能量问题的解题工具一般有动能定理 能量守恒定律 机械能守恒定律 1 动能定理使用方法简单 只要选定物体和过程 直接列出方程即可 动能定理适用于所有过程 2 能量守恒定律同样适用于所有过程 分析时只要分析出哪些能量减少 哪些能量增加 根据减少的能量等于增加的能量列方程即可 3 机械能守恒定律只是能量守恒定律的一种特殊形式 但在力学中也非常重要 很多题目都可以用两种甚至三种方法求解 可根据题目情况灵活选取 能量守恒 2 固定在竖直平面内的半圆形轨道与竖直轨道平滑连接 竖直轨道的上端有一个大小可忽略的小定滑轮 半圆形轨道的半径为r c为轨道的最低点 竖直轨道高也为r 两个质量分别为2m和m的小球a和b用轻质细线连在一起 所有接触面均光滑 如图5 13所示 开始时用手固定b 使a紧靠近滑轮 突然撤去手后 a由静止开始下滑 求a经过c点时的速度 图5 13 解析 对a b 从a静止释放到运动至c点 设a运动至c点时a b的速度分别为v1 v2 关系如图5 14所示 图5 14 3 一轻质细绳一端系一质量为m 0 05kg的小球a 另一端挂在光滑水平轴o上 o到小球的距离为l 0 1m 小球跟水平面接触 但无相互作用 在球的两侧等距离处分别固定一个光滑的斜面和一个挡板 如图所示 水平距离s 2m 现有一滑块b 质量也为m 从斜面上滑下 与小球发生碰撞 每次碰后 滑块与小球速度均交换 已知滑块与挡板碰撞时不损失机械能 水平面与滑块间的动摩擦因数为 0 25 若不计空气阻力 并将滑块和小球都视为质点 g取10m s2 试问 1 若滑块b从斜面某一高度h处滑下与小球第一次碰撞后 使小球恰好在竖直平面内做圆周运动 求此高度h 2 若滑块b从h 5m处下滑与小球碰撞后 小球在竖直平面内做圆周运动 求小球做完整圆周运动的次数 答案 1 0 5m 2 10次 滑动摩擦力做功的分析是高中阶段的一个难点 滑动摩擦力做功多与路程 而不是位移 有关 1 当物体在地