动能定理和机械能守恒定律的综合应用课件-高一下学期物理人教版

8.6动能定理和机械能守恒定律的综合应用【学习目标】1.知道动能定理与机械能守恒定律的区别，体会二者在解题时的异同(重难点)。2.能灵活运用动能定理和机械能守恒定律解决综合问题(重难点)。一、动能定理和机械能守恒定律的比较例1、如图所示水平轨道BC，左端与半径为R的四分之一圆轨道AB连接，右端与半径为r的四分之三圆轨道CDEF连接，圆心分别为O1、O2，质量为m的过山车(可视为质点)从高为R的A处由静止滑下，恰好能够通过右侧圆轨道最高点E，重力加速度为g，不计圆轨道AB和圆轨道CDEF的摩擦阻力，试分别用动能定理和机械能守恒定律求：(1)过山车在B点时的速度大小；(2)过山车在C点时对轨道的压力大小。一、动能定理和机械能守恒定律的比较例1、如图所示水平轨道BC，左端与半径为R的四分之一圆轨道AB连接，右端与半径为r的四分之三圆轨道CDEF连接，圆心分别为O1、O2，质量为m的过山车(可视为质点)从高为R的A处由静止滑下，恰好能够通过右侧圆轨道最高点E，重力加速度为g，不计圆轨道AB和圆轨道CDEF的摩擦阻力，试分别用动能定理和机械能守恒定律求：(1)过山车在B点时的速度大小；√(2gR)一、动能定理和机械能守恒定律的比较例1、如图所示水平轨道BC，左端与半径为R的四分之一圆轨道AB连接，右端与半径为r的四分之三圆轨道CDEF连接，圆心分别为O1、O2，质量为m的过山车(可视为质点)从高为R的A处由静止滑下，恰好能够通过右侧圆轨道最高点E，重力加速度为g，不计圆轨道AB和圆轨道CDEF的摩擦阻力，试分别用动能定理和机械能守恒定律求：(2)过山车在C点时对轨道的压力大小。6mg一、动能定理和机械能守恒定律的比较例1、如图所示水平轨道BC，左端与半径为R的四分之一圆轨道AB连接，右端与半径为r的四分之三圆轨道CDEF连接，圆心分别为O1、O2，质量为m的过山车(可视为质点)从高为R的A处由静止滑下，恰好能够通过右侧圆轨道最高点E，重力加速度为g，不计圆轨道AB和圆轨道CDEF的摩擦阻力，试分别用动能定理和机械能守恒定律求：(2)过山车在C点时对轨道的压力大小。6mg一、动能定理和机械能守恒定律的比较例2、北京冬奥会自由式滑雪女子U型场地技巧决赛，中国运动员展现超强实力，获得冠军。运动员某次的运动可简化为如图乙所示的运动情境，U型场地可近似看成半径R=4.5m的半圆，运动员从高出U型场顶端H=1.5m处自由下落。若运动员和滑雪装备总质量为m=60kg，重力加速度g取10m/s2。(1)忽略一切阻力，求运动员滑到U型场地最低点时速度大小以及运动员在最低点时对场地的压力大小；(2)运动员在某次滑雪过程中调节动作，使其滑板与场地产生摩擦力，仍从高出U型场顶端H=1.5m处自由下落，恰好滑到A点，求这一过程中运动员克服摩擦力做的功。一、动能定理和机械能守恒定律的比较例2、2022年2月18日，北京冬奥会自由式滑雪女子U型场地技巧决赛，中国运动员展现超强实力，获得冠军。运动员某次的运动可简化为如图乙所示的运动情境，U型场地可近似看成半径R=4.5m的半圆，运动员从高出U型场顶端H=1.5m处自由下落。若运动员和滑雪装备总质量为m=60kg，重力加速度g取10m/s2。(1)忽略一切阻力，求运动员滑到U型场地最低点时速度大小以及运动员在最低点时对场地的压力大小；2√30m/s；2200N一、动能定理和机械能守恒定律的比较例2、北京冬奥会自由式滑雪女子U型场地技巧决赛，中国运动员展现超强实力，获得冠军。运动员某次的运动可简化为如图乙所示的运动情境，U型场地可近似看成半径R=4.5m的半圆，运动员从高出U型场顶端H=1.5m处自由下落。若运动员和滑雪装备总质量为m=60kg，重力加速度g取10m/s2。(2)运动员在某次滑雪过程中调节动作，使其滑板与场地产生摩擦力，仍从高出U型场顶端H=1.5m处自由下落，恰好滑到A点，求这一过程中运动员克服摩擦力做的功。900J二、动能定理和机械能守恒定律的综合应用例3、如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形轨道在B点平滑连接，轨道半径为R，一个质量为m的小球将弹簧压缩至A处。小球从A处由静止释放被弹开后，经过B点进入轨道的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍，之后向上运动恰能沿轨道运动到C点，重力加速度为g，求：(1)小球在最高点C的速度大小vC；(2)小球在最低点B的速度大小vB；(3)释放小球前弹簧的弹性势能；(4)小球由B到C克服阻力做的功。二、动能定理和机械能守恒定律的综合应用例3、如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形轨道在B点平滑连接，轨道半径为R，一个质量为m的小球将弹簧压缩至A处。小球从A处由静止释放被弹开后，经过B点进入轨道的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍，之后向上运动恰能沿轨道运动到C点，重力加速度为g，求：(1)小球在最高点C的速度大小vC；√(gR)二、动能定理和机械能守恒定律的综合应用例3、如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形轨道在B点平滑连接，轨道半径为R，一个质量为m的小球将弹簧压缩至A处。小球从A处由静止释放被弹开后，经过B点进入轨道的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍，之后向上运动恰能沿轨道运动到C点，重力加速度为g，求：(2)小球在最低点B的速度大小vB；√(7gR)二、动能定理和机械能守恒定律的综合应用例3、如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形轨道在B点平滑连接，轨道半径为R，一个质量为m的小球将弹簧压缩至A处。小球从A处由静止释放被弹开后，经过B点进入轨道的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍，之后向上运动恰能沿轨道运动到C点，重力加速度为g，求：(3)释放小球前弹簧的弹性势能；7mgR/2二、动能定理和机械能守恒定律的综合应用例3、如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形轨道在B点平滑连接，轨道半径为R，一个质量为m的小球将弹簧压缩至A处。小球从A处由静止释放被弹开后，经过B点进入轨道的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍，之后向上运动恰能沿轨道运动到C点，重力加速度为g，求：(4)小球由B到C克服阻力做的功。mgR二、动能定理和机械能守恒定律的综合应用例4、如图所示，AB面光滑、倾角θ=30°的斜面体固定在水平桌面上，桌面右侧与光滑半圆形轨道CD相切于C点，圆弧轨道的半径R=0.1m。物块甲、乙用跨过轻质定滑轮的轻绳连接，开始时乙被按在桌面上，甲位于斜面顶端A点，滑轮左侧轻绳竖直、右侧轻绳与AB平行；现释放乙，当甲滑至AB中点时轻绳断开，甲恰好能通过圆形轨道的最高点D。已知AB长L=1m，桌面BC段长l=0.5m，甲质量M=1.4kg、乙质量m=0.1kg，甲从斜面滑上桌面时速度大小不变，重力加速度大小取g=10m/s2，不计空气阻力。求：(1)甲到达斜面底端时重力的瞬时功率；(2)甲与桌面间的动摩擦因数。二、动能定理和机械能守恒定律的综合应用例4、如图所示，AB面光滑、倾角θ=30°的斜面体固定在水平桌面上，桌面右侧与光滑半圆形轨道CD相切于C点，圆弧轨道的半径R=0.1m。物块甲、乙用跨过轻质定滑轮的轻绳连接，开始时乙被按在桌面上，甲位于斜面顶端A点，滑轮左侧轻绳竖直、右侧轻绳与AB平行；现释放乙，当甲滑至AB中点时轻绳断开，甲恰好能通过圆形轨道的最高点D。已知AB长L=1m，桌面BC段长l=0.5m，甲质量M=1.4kg、乙质量m=0.1kg，甲从斜面滑上桌面时速度大小不变，重力加速度大小取g=10m/s2，不计空气阻力。求：(1)甲到达斜面底端时重力的瞬时功率；21W二、动能定理和机械能守恒定律的综合应用例4、如图所示，AB面光滑、倾角θ=30°的斜面体固定在水平桌面上，桌面右侧与光滑半圆形轨道CD相切于C点，圆弧轨道的半径R=0.1m。物块甲、乙用跨过轻质定滑轮的轻绳连接，开始时乙被按在桌面上，