高考物理复习 高效学习方略 章末总结5 机械能课件.ppt

运用动能定理求解变力功的解题思想1 对象转换法在有些求功的问题中 作用在物体上的力可能为变力 但转换对象后 就可变为求恒力功 例1 如图所示 质量为2kg的木块套在光滑的竖直杆上 用60n的恒力f通过轻绳拉木块 木块在a点的速度va 3m s 则木块运动到b点的速度vb是多少 木块可视为质点 g取10m s2 2 过程分割法有些问题中 作用在物体上的某个力在整个过程中是变力 但若把整个过程分为许多小段 在每一小段上此力就可看做是恒力 分别算出此力在各小段上的功 然后求各小段上功的代数和 即可求得整个过程变力所做的功 3 图象法 例3 某物体同时受到f1 f2两个力的作用 f1 f2跟位移s的关系如图所示 物体从静止开始运动 求它的动能最大值 例4 一辆汽车在平直的路面上以恒定功率由静止开始行驶 设所受阻力大小不变 其牵引力f与速度v的关系如图所示 加速过程结束时对应图中的b点 所用的时间t 10s 经历的路程s 60m 此后汽车做匀速直线运动 求 1 汽车所受阻力的大小 2 汽车的质量 4 状态分析法动能定理不涉及做功过程 故求变力功时只分析做功前后状态即可 例5 如图所示 质量为m的物体被线牵引着在光滑的水平面上做匀速圆周运动 拉力为f时 转动半径为r 当拉力增至8f时 物体仍做匀速圆周运动 其转动半径为r 2 求拉力对物体做的功 一 动能定理的理解及应用1 对动能定理的理解 1 w总 w1 w2 w3 是包含重力在内的所有力做功的代数和 若合外力为恒力 也可这样计算 w总 f合scos 2 动能定理是计算物体位移或速率的简捷公式 当题目中涉及到位移时可优先考虑动能定理 3 做功的过程是能量转化的过程 动能定理表达式中的 的意义是一种因果联系的数值上相等的符号 它并不意味着 功就是能量增量 也不意味着 功转变成了能量 而是意味着 功引起物体能量的变化 4 动能定理公式两边每一项都是标量 因此动能定理是一个标量方程 2 应用动能定理的注意事项 1 明确研究对象和研究过程 找出始 末状态的速度情况 2 要对物体进行正确的受力分析 包括重力 弹力等 明确各力的做功大小及正 负情况 3 有些力在运动过程中不是始终存在 若物体运动过程中包含几个物理过程 物体运动状态 受力等情况均发生变化 则在考虑外力做功时 必须根据不同情况分别对待 4 若物体运动过程中包含几个不同的物理过程 解题时 可以分段考虑 也可视为一个整体过程 列出动能定理求解 例1 如图所示 ab cd为两个对称斜面 其上部足够长 下部b c分别与一个光滑的圆弧面的两端相切 圆弧圆心角为120 半径r为2 0m 一个物体在离弧底e高度为h 3 0m处 以初速度v 4 0m s沿斜面运动 若物体与两斜面间的动摩擦因数均为0 02 则物体在两斜面上 不包括圆弧部分 一共运动的路程是多少 g取10m s2 规律方法 考虑到重力做功与路径无关 滑动摩擦力一直做负功 且与路程成正比 所以对全过程应用动能定理就显得非常简便 该题的求解充分显示了用动能定理解题的优越性 用动能定理解题的思路可以概括为八个字 一个过程 两个状态 一要关注过程中各力做功情况 二要关注过程的始末动能 而不必关注中间过程的细节 二 机械能守恒的判断及应用1 机械能是否守恒的判断 1 物体只受重力 只发生动能和重力势能的相互转化 如自由落体运动 抛体运动等 机械能守恒 2 只有弹簧弹力做功 只发生动能和弹性势能的相互转化 如在光滑水平面上运动的物体碰到一个弹簧 和弹簧相互作用的过程中 对物体和弹簧组成的系统来说 机械能守恒 3 系统受重力和弹力 又受其他力作用 但只有重力和弹簧弹力做功 只发生动能 弹性势能 重力势能的相互转化 如自由下落的物体落到竖直的弹簧上和弹簧相互作用的过程中 对物体和弹簧组成的系统来说 机械能守恒 4 除受重力 或弹力 外 受其他力 但其他力不做功 或其他力做功的代数和为零 如物体在沿斜面拉力f的作用下沿斜面向下运动 其拉力的大小与摩擦力的大小相等 在此运动过程中 其机械能守恒 只要满足上述条件之一 机械能一定守恒 2 应用机械能守恒定律的解题思路 1 明确研究对象 即哪些物体参与了动能和势能的相互转化 选择合适的初态和末态 2 分析物体的受力并分析各个力做功 看是否符合机械能守恒条件 只有符合条件才能应用机械能守恒定律 3 正确选择守恒定律的表达式列方程 可对分过程列式 也可对全过程列式 4 求解结果并说明物理意义 例2 如图所示 若将小球拉到绳与水平方向成30 角的位置处由静止