专题：动能定理、机械能守恒和能量守恒综合应用

专题：,动能定理、机械能守恒定律和能量守恒定律,综合应用,高一物理组：沈生鹏,力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。,在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。,能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。,W=Ek,E1=E2,E初=E末,E总=E1+E2+E3+En,无,只有重力或弹力做功,无,机械能守恒定律是能量守恒定律的特殊形式,受力分析，确定各力做功,受力分析，判定机械能是否守恒,初末状态各有多少的能量,依据动能定理写方程,若守恒，选参考平面,依据机械能守恒定律写出方程,若不守恒,改用动能定理或能量守恒,依据能量守恒定律写出方程,解出题目所求物理量,只能求出速度大小不能求出速度方向，也不能直接求出研究对象运动的时间。,例题1.如图所示为翻滚过山车示意图，圆轨道的半径为R=10m，为了安全，则过山车由静止开始向下运动时离地至少多高？（不计一切阻力，g=10m/s2）,mg,FN,mg,解得：,答：过山车由静止开始向下运动时离地至少25m.,解法一：动能定理,例题1.如图所示为翻滚过山车示意图，圆轨道的半径为R=10m，为了安全，则过山车由静止开始向下运动时离地至少多高？（不计一切阻力，g=10m/s2）,mg,FN,mg,解法二：机械能守恒定律,选地面所在的平面为零势能面,解得：,答：过山车由静止开始向下运动时离地至少25m.,例题1.如图所示为翻滚过山车示意图，圆轨道的半径为R=10m，为了安全，则过山车由静止开始向下运动时离地至少多高？（不计一切阻力，g=10m/s2）,mg,FN,mg,解法三：能量守恒定律,解得：,答：过山车由静止开始向下运动时离地至少25m.,例题2.如图所示,一质量为m的物块放在水平地面上,现在对物块施加一个大小为F的水平恒力,使物块从静止开始向右移动距离x后立即撤去F,物块与水平地面间的动摩擦因数为。求:(1)撤去F时,物块速度的大小。(2)撤去F后,物块还能滑行多远。,mg,FN,f,解：（1）动能定理,答：撤去F时,物块速度的大小为,例题2.如图所示,一质量为m的物块放在水平地面上,现在对物块施加一个大小为F的水平恒力,使物块从静止开始向右移动距离x后立即撤去F,物块与水平地面间的动摩擦因数为。求:(1)撤去F时,物块速度的大小。(2)撤去F后,物块还能滑行多远。,mg,FN,f,解：（1）能量守恒定律,答：撤去F时,物块速度的大小为,例题2.如图所示,一质量为m的物块放在水平地面上,现在对物块施加一个大小为F的水平恒力,使物块从静止开始向右移动距离x后立即撤去F,物块与水平地面间的动摩擦因数为。求:(1)撤去F时,物块速度的大小。(2)撤去F后,物块还能滑行多远。,mg,FN,f,解：（2）动能定理,答：撤去F时,物块还能滑行,有没有更简单一点的方法？,例题2.如图所示,一质量为m的物块放在水平地面上,现在对物块施加一个大小为F的水平恒力,使物块从静止开始向右移动距离x后立即撤去F,物块与水平地面间的动摩擦因数为。求:(1)撤去F时,物块速度的大小。(2)撤去F后,物块还能滑行多远。,mg,FN,f,解：（2）能量守恒定律,答：撤去F时,物块还能滑行,有没有更简单一点的方法？,例题3.如图所示,质量为m的木块放在光滑的水平桌面上,用轻绳绕过桌边光滑的定滑轮与质量为2m的砝码相连,让绳拉直后使砝码从静止开始下降h的距离时砝码未落地,木块仍在桌面上,求此时砝码的速度以及轻绳对砝码做的功。,解法一：动能定理,mg,H,解法二：机械能守恒定律,零势能面,解法三：能量守恒定律,答：此时砝码的速度为,FN,F,F,2mg,例题3.如图所示,质量为m的木块放在光滑的水平桌面上,用轻绳绕过桌边光滑的定滑轮与质量为2m的砝码相连,让绳拉直后使砝码从静止开始下降h的距离时砝码未落地,木块仍在桌面上,求此时砝码的速度以及轻绳对砝码做的功。,解法一：动能定理,mg,H,零势能面,解法二：能量守恒定律,FN,F,F,2mg,答：轻绳对砝码做的功为,例题4.某滑板爱好者在离地h=1.8m高的平台上滑行，水平离开A点后落在水平地面的B点，其水平位移s1=3m.着地时由于存在能量损失，着地后速度变为v=4m/s，并以此为初速度沿水平地面滑行s2=8m后停止.已知人与滑板的总质量m=60kg.（空气阻力忽略不计，g取10m/s2）求：（1）人与滑板在水平地面滑行时平均阻力的大小；（2）着地时损失的能量.,答案：（1）f=60N（2）E=1350J,例题5.如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点衔接,导轨半径为R。一个质量为m的静止物块在A处压缩弹簧,在弹力的作用下获得向右的速度,当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍,之后向上运动恰能完成半圆周运动到达C点。求:(1)弹簧对物块的弹力做的功。(2)物块从B点至C点克服阻力做的功。(3)物块离开C点后落回水平面时其动能的大小。,答案：,例题6.如图所示,ABCD为一竖直平面的轨道,其中BC水平,A点比BC高出10m,BC长1m,AB和CD轨道光滑,一质量为1kg的物体,从A点以4m/s的速度开始运动,经过BC后滑到高出C点10.3m的D点速度为零。(g取10m/s2)求:(1)物体与BC轨道间的动摩擦因数。(2)物体第5次经过B点时的速度。(3)物体最后停止的位置距B点多远。,解：（1）动能定理：,能量守恒定律：,带入数据解得：,答：物体与BC轨道间的动摩擦因数为0.5,例题6.如图所示,ABCD为一竖直平面的轨道,其中BC水平,A点比BC高出10m,BC长1m,AB和CD轨道光滑,一质量为1kg的物体,从A点以4m/s的速度开始运动,经过BC后滑到高出C点10.3m的D点速度为零。(g取10m/s2)求:(1)物体与BC轨道间的动摩擦因数。(2)物体第5次经过B点时的速度。(3)物体最后停止的位置距B点多远。,解：（2）动能定理：,能量守恒定律：,带入数据解得：,答：物体第5次经过B点时的速度为,例题6.如图所示,ABCD为一竖直平面的轨道,其中BC水平,A点比BC高出10m,BC长1m,AB和CD轨道光滑,一质量为1kg的物体,从A点以4m/s的速度开始运动,经过BC后滑到高出C点10.3m的D点速度为零。(g取10m/s2)