《动能定理和机械能守恒定律的应用》课件

习题课三动能定理和机械能守恒定律的应用综合提能(一)动能定理与机械能守恒定律的综合应用【知识贯通】机械能守恒定律和动能定理的比较比较内容机械能守恒定律动能定理表达式E1＝E2ΔEk＝－ΔEpΔEA＝－ΔEBW＝Δek物理意义重力或弹力做功的过程是动能与势能转化的过程合外力对物体做的功是动能变化的量度应用范围只有重力或弹力做功无条件限制关注角度守恒的条件和初末状态机械能的形式及大小动能的变化及合外力做功情况(1)假设螺旋滑梯光滑，则小孩从B处滑出时的速度v1多大？(2)若有人建议将该螺旋滑梯改建为倾斜直线滑梯，并保持高度差与总长度不变。已知小孩与倾斜直线滑梯间的动摩擦因数μ＝0.25，若小孩仍从顶端由静止自然下滑，则从底端滑出时的速度v2多大？答案：(1)0.90m

(2)0.90J

(3)4.0m/s图习3-3答案：1m[特别提醒]当题目不涉及中间量时，选择全程法应用动能定理更简单、更方便。图习3-4[答案]

2020N答案：A

(3)若到达B点时撤去力F，滑块沿半圆弧轨道内侧上滑，并恰好能到达最高点C，则滑块在半圆弧轨道上克服摩擦力所做的功是多少？综合提能(三)应用机械能守恒定律解决三类模型问题【知识贯通】1．轻绳连接的物体系统(1)常见情景(如图习3-9所示)。图习3-9(2)三点提醒①分清两物体是速度大小相等，还是沿绳方向的分速度大小相等。②用好两物体的位移大小关系或竖直方向高度变化的关系。③对于单个物体，一般绳上的力要做功，机械能不守恒；但对于绳连接的系统，机械能则可能守恒。2．轻杆连接的物体系统(1)常见情景(如图习3-10所示)。图习3-10(2)三大特点①平动时两物体线速度大小相等，转动时两物体角速度相等。②杆对物体的作用力并不总是沿杆的方向，杆能对物体做功，单个物体机械能不守恒。③对于杆和物体组成的系统，忽略空气阻力和各种摩擦且没有其他力对系统做功，则系统机械能守恒。3．轻质弹簧连接的物体系统(1)题型特点由轻质弹簧连接的物体系统，一般既有重力做功，又有弹簧弹力做功，这时系统内物体的动能、重力势能和弹簧的弹性势能相互转化，而总的机械能守恒。(2)两点提醒①对同一弹簧，弹性势能的大小由弹簧的形变量决定，无论弹簧伸长还是压缩。②物体运动的位移与弹簧的形变量或形变量的变化量往往有关联。图习3-11[答案]

(1)2m/s

(2)0.2m答案：BC

图习3-14答案：AC

A．M和m组成的系统机械能守恒B．当M的速度最大时，m与地面间的作用力为0C．若M恰好能到达挡板处，则此时m的速度为0D．若M恰好能到达挡板处，则此过程中重力对M做的功等于弹簧弹性势能的增加量与物体m的机械能增加量之和图习3-15答案：BD

易错点1对单个物体或系统机械能是否守恒判断不清答案1.如图所示为一长度为3L的质量不计的轻杆,在两端拴接质量均为m的小球P、Q,在距离小球P为2L处有一固定的转轴。开始轻杆处于水平状态,现将装置无初速释放,假设一切摩擦力均可忽略,则在小球P由图中的位置运动到最低点的过程中

(

)A.轻杆对小球P做功为零B.轻杆对小球Q做功为零C.轻杆对小球P做了负功D.轻杆对小球Q做了负功1.C

本题的易错之处在于大多数同学认为轻杆对小球的作用力与小球的速度垂直。小球Q受到重力和轻杆对它的作用力,运动过程中小球Q克服重力做了功,其动能反而增加了,这一定是轻杆对它做了正功,小球Q的机械能增加。小球P、Q和轻杆组成的这个系统,在绕点O无摩擦转动过程中机械能守恒,小球Q的机械能增加,则小球P的机械能必减少,由功能转化关系可知轻杆对小球P做了负功,C正确。易错点1对单个物体或系统机械能是否守恒判断不清2.如图所示,在长为L的轻杆的中点和端点处分别固定质量均为m的小球A、B,杆可绕轴O无摩擦转动,使杆从水平位置无初速释放。不计空气阻力,重力加速度为g,当杆转到竖直位置时,轻杆对A、B两球分别做了多少功?答案2.答案

-0.2mgL

0.2mgL解∶本题易错之处是混淆“杆的弹力方向”与“绳的弹力方向”,绳的弹力一定沿绳收缩的方向,而杆的弹力不一定沿杆的方向,所以当物体的速度与杆垂直时,杆的弹力可以对物体做功。易错点1对单个物体或系统机械能是否守恒判断不清

易错点2对过程分析不充分,没有注意到过程转换瞬间的能量变化答案3.如图所示,一半径为R=3m的表面光滑的圆柱体固定在水平地面上,质量为m甲=2kg、m乙=1kg的可视为质点的甲、乙两个物体用一不可伸长且质量不计的细绳拴接,开始时物体乙放在水平面上,当细绳刚好绷紧时物体甲在圆柱体的另一侧且刚好位于和圆柱轴心等高的位置。现将装置自由释放,以后的运动过程中物体乙达到的最高点距离水平面的高度为(

)A.6m B.5m C.4m D.2m

易错点2对过程分析不充分,没有注意到过程转换瞬间的能量变化答案4.如图所示,质量均为m的物体A和B分别系在一根不计质量的细绳两端,细绳跨过固定在倾角为30°的斜面顶端的定滑轮上,斜面固定在水平地面上,开始时把物体B拉到斜面底端,这时物体A离地面的高度为1.8m。若摩擦均不计,从静止开始放手让它们运动(g取10m/s2),物体B能沿斜面向