szw第7课时章末小结20101105.ppt

浙江丽水中学 宋樟伟,20101105,第五章 机械能及其守恒定律,第7课时 章末小结,I对所列知识要知道其内容及含义，并能在有关问题中识别和直接使用。与课 程标准中的“了解” 和“认识”相当 。（知其然） II对所列知识要理解其确切含义及其他知识的联系，能够进行 叙述和解释，并 能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用。与课程标准中的“理 解”和“应用”相当。 （知其然，知其所以然）,（一）考点展示，考情分析,第五章 机械能及其守恒定律4功能关系 能量守恒定律,地位 分析：,频度 分析：,题型 分析：,命题 趋势：,难易 分析,情境 分析,（一）考点展示，考情分析,第五章 机械能及其守恒定律4功能关系 能量守恒定律,（一）考点展示，考情分析,第五章 机械能及其守恒定律6验证机械能守恒定律,机械能,功：功与功率,能：动能、重力势能、弹性势能、机械能,功能关系,实探,实验五:探究功与物体速度变化的关系,实验六:验证机械能守恒定律,常用：一条定理两条定律,抽象：功是能的转化量度,第五章 机械能及其守恒定律7章末小结,具体：,（二）建构知识结构体系,第五章 机械能及其守恒定律7章末小结,（三）解决动力学的综合问题的方法,一、动力学的8个模型积件,一个平衡、三个直线、三个曲线、一个振动,二、解决动力学的综合问题的方法-玩积木法,能拼会拆综合过程，即即能用积件拼出综合的过程，又 能独立分析每个积件,三、解决动力学的综合问题的难点-找联系,解决动力学的综合问题的难点是找出各个积件之间的联系,第五章 机械能及其守恒定律7章末小结,（四）解决动力学问题的选择解题依据策略,开始,涉及a、t吗？,是单体吗？,用能量守恒定律求解,用动力学方法求解,用动能定理求解,结束,第五章 机械能及其守恒定律7章末小结,（五）解决动力学综合问题的运算策略,合理求解,表达式连等求解,方程的变形求解,方程的联立求解,第五章 机械能及其守恒定律7章末小结,（六）典例求解,3.如图6所示,倾角为30的光滑斜 面,底端固定一沿斜面方向的弹簧. 一质量为m的滑块将弹簧压缩到A 点(滑块与弹簧不连接),此时弹簧的压缩量为l. 滑块在A点由静止释放,沿斜面滑过距离L时速度 为0.(重力加速度为g)求: (1)滑块在A点时弹簧的弹性势能. (2)滑块刚脱离弹簧时的速度.,第五章 机械能及其守恒定律7章末小结,（六）典例求解,如图1所示,一小球从A点以某一水平向右 的初速度出发,沿水平直线轨道运动到B点后,进入 半径R=10 cm的光滑竖直圆形轨道,圆形轨道间不相 互重叠,即小球离开圆形轨道后可继续向C点运动,C 点右侧有一壕沟,C、D两点的竖直高度h=0.8 m,水平 距离s=1.2 m,水平轨道AB长为L1=1 m,BC长为L2=3 m.小球与水平轨道间的动摩擦因数=0.2,重力加 速度g=10 m/s2.则:,第五章 机械能及其守恒定律7章末小结,（六）典例求解,(1)若小球恰能通过圆形轨道的 最高点,求小球在A点的初速度? (2)若小球既能通过圆形轨道的最高点,又不掉进 壕沟,求小球在A点的初速度的范围是多少?,(1)3 m/s (2)3 m/svA4 m/s或vA5 m/s,素能提升 跳伞运动员跳离飞机后降落伞尚未打开的一段时 间内,下列说法正确的是 ( ) A.运动员所受空气阻力做正功 B.运动员的重力势能增加 C.运动员的机械能增加 D.运动员所受空气阻力做负功,D,2.有一质量为m的篮球从H的高处自由下落后反弹起 的最大高度为h,设篮球与地面接触时无机械能损 失,且空气阻力大小恒定,要使篮球反弹起的高度 达到H,在刚开始下落时应给篮球做功为 ( ) A. B. C. D. 解析 应给篮球做功 C正确.,C,3.如图6所示,倾角为30的光滑斜 面,底端固定一沿斜面方向的弹簧. 一质量为m的滑块将弹簧压缩到A 点(滑块与弹簧不连接),此时弹簧的压缩量为l. 滑块在A点由静止释放,沿斜面滑过距离L时速度 为0.(重力加速度为g)求: (1)滑块在A点时弹簧的弹性势能. (2)滑块刚脱离弹簧时的速度. 解析 (1)E1=mgLsin 30= v2=2a(L-L)得 答案,图6,4.山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动. 一滑雪坡由AB和BC组成,AB是倾角为 37的斜坡,BC是半径为R=5 m的圆弧 面,圆弧面和斜面相切于B,与水平面相 切于C,如图7所示,AB竖直高度差h1=8.8 m,竖直台阶 CD高度差为h2=5 m,台阶底端与倾角为37斜坡DE 相连,运动员连同滑雪装备总质量为80 kg,从A点由 静止滑下通过C点后飞落到DE上(不计空气阻力和 轨道的摩擦阻力,g取10 m/s2,sin 37=0.6, cos 37=0.8).求:,图7,(1)运动员到达C点的速度大小. (2)运动员经过C点时轨道受到的压力大小. (3)运动员在空中飞行的时间. 解析 (1)AC过程,由动能定理得 R=R(1-cos 37) vC=14 m/s (2)在C点,由牛顿第二定律有 FC=3 936 N,由牛顿第三定律知,运动员在C点时对轨道的压力 大小为3 936 N. (3)设在空中飞行时间为t,则有 t=2.5 s(t=-0.4 s舍去) 答案 (1)14 m/s (2)3 936 N (3)2.5 s,5.如图8所示,质量为m的滑块与水平 地面间的动摩擦因数为0.1,它以 的初速度由A点开始向B点 滑行,并滑上半径为R的光滑的 圆弧BC,AB=5R. 在C点正上方有一离C点高度也为R的旋转平台,沿 平台直径方向开有两个离轴心距离相等的小孔P、 Q,旋转时两孔均能达到C点的正上方.若滑块滑过 C点后竖直向上穿过P孔,又恰能从Q孔落下,则平 台转动的角速度应满足什么条件?(重力加速度 为g),图8,解析 设滑块至B点时速度为vB,对滑块由A点到B点 解得vB2=8gR 设滑块到达P处时速度为vP,则滑块从B点到P点 解得 滑块穿过P孔后再回到平台的时间 要想实现题述过程,需满足t=(2n+1)(n=0,1,2,) 答案,阅卷现场 阅卷手记 本章考点主要包括功、功率、动能、势能(包括重 力势能和弹性势能)等基本概念,以动能定理、重力 做功的特点、重力做功与重力势能变化的关系及机 械能守恒定律等基本规律.其中对于功的计算、功率 的理解、做功与物体能量变化关系的理解及机械能 守恒定律的适用条件是考查的重点内容.试题中所涉 及到的基本方法有：用矢量分解的方法处理恒力功 的计算,这里既可以将力矢量沿平行于物体位移方向 和垂直于物体位移方向进行分解,也可以将物体的位,移沿平行于力的方向和垂直于力的方向进行分解,从 而确定出恒力对物体的作用效果；对于重力势能这 种相对物理量,可以通过巧妙的选取零势能面的方法, 从而使有关重力势能的计算得以简化.本章能力要求 很高,是各种能力要求的一个综合考点. 本章常见的错误有：对功、功率、功能关系、机 械能守恒条件等理解不准确造成的错误；错用规律 的错误；运算错误等.,易错点实例分析 1.因对做功的意义理解不准确造成的错误 试题回放 如图1所示,平板车放在光滑 水平面上,一个人从车的左端 加速向右跑动,设人受到的摩擦力为Ff,平板车受 到的摩擦力为Ff,人和车都没有初速度.则在跑 动过程中,下列说法正确的是 ( ) A.Ff、Ff均做负功 B.Ff、Ff均做正功 C.Ff做正功,Ff做负功 D.Ff做负功,Ff做正功 学生作答,图1,B,错解分析 错选B.简单的从动能定理出发,认为人车都加速,外力应该做正功,选B. 正确答案 人加速向右跑时,要给车向左的静摩擦力,同时受 到车对人向右的静摩擦力,人受力的脚总是和车是相 对静止的,即人虽然向右跑,但受摩擦力的脚部的运 动方向却总是随车一起运动,与车一样具有向左的位 移.只不过是两脚交替受力,人整体在向右运动.所以 Ff的直接受力物体的位移向左,故Ff做负功,Ff向左, 车的位移也向左,Ff做正功,选D.,一对相互作用的静摩擦力的总功一定等于0,所以A、 B显然是不对的.但是不仅是学生,甚至很多资料上都 认为B对,有些资料中根本没有设置D选项,表明对做 功的认识误区是相当普遍的.做功的两个要素是力和 在力的方向上的位移,这里的位移是受力质点的位移, 本题中Ff的受力质点是脚,不是整个人,人在跑动中 两脚交替受摩擦力,再把人看作一个质点已经不行了. 有人认为人和车的动能都增加了,一定有外力做功, 其实动能定理是质点或对内力做功之和等于0的物体 系来说得,而本题中人的内力做功,在腿由屈变直的,过程中,内力对身体的前后(或说上下)两部分都做正 功,这两个正功使人的上身向右加速,车与脚向左加 速.从能的转化来看,人与车的动能都来源于人的化 学能的消耗,这是人做功的结果,而不是静摩擦力.还 有一个典型的例子,人乘电梯上楼,支持力对人做功, 人通过楼梯上楼支持力就不做功,与上述同理,这也 是很多人不清楚的.,2.不理解功与动能的标量性造成的动能定理使用错 误 试题回放 如图2所示,匀强电场沿水平方向, 把质量为m的带电物体以速度v0竖 直向上抛出,物体到达最高点时速 度大小仍是v0.求这一过程中电 场力做的功. 错解分析 由于水平方向只受电场力,水平方向初速度为0,末 速度为v0,由动能定理得W电=,图2,这是典型的分方向运用动能定理的错误,之所以结果 正确,完全是因物体所受两力垂直而产生的数学上的 巧合. 正确答案 解法一 由竖直方向做匀减速运动可得,上升高度 故从抛出到最高点,重力做功 由动能定理得WG+W电=0 故 ,解法二 由竖直方向匀减速运动知, 故水平方向加速度 水平位移 电场力F=max=mg,故W电= 功、能都是标量,故动能定理、机械能守恒等都不 能像矢量那样分方向应用.,3.因审题不仔细造成的错误 试题回放 以20 m/s的初速度,从地面竖直向上抛出一物体, 它上升的最大高度是18 m.如果物体在运动过程中 所受阻力的大小不变,则物体在离地面多高处,物 体的动能与重力势能相等.(g=10 m/s2) 错解分析 错解：以物体为研究对象,画出运动 草图,设物体上升到h高处动能与重力 势能相等 ,此过程中,重力、阻力做功,据动能定理有 -(mg+Ff)h= 物体上升的最大高度为H -(mg+Ff)H= 由式解得h=9.5 m 初看似乎任何问题都没有,仔细审题,问物体离地面 多高处,物体动能与重力势能相等,一般人首先是将 问题变形为上升过程中什么位置动能与重力势能相 等.而实际下落过程也有一处动能与重力势能相等.,正确答案 上升过程中的解同错解. 设物体下落过程中经过距地面h处动能等于重力 势能,运动草图如图所示. 据动能定理 (mg-Ff)(H-h)= (mg+Ff)H= 解得h=8.5 m,举一反三 认真审题,不要想当然,是正确解决每个题都要注 意的.本题中之所以很多学生简单的只是求上升过程 中势能动能的相等点,一个重要的原因是认为上升和 下落过程中这一点的位置相同.很可能是受机械能守 恒的思路影响.所以做题时要摈弃惯性思维,就题论 题,不要生搬硬套平时解题的结论.另外,在此较复杂 问题中,应注意不要出现漏解.比较好的方法就是逐 段分析法.,4.对机车启动过程的理解错误 试题回放 一列火车由机车牵引沿水平轨道行使,经过时间t,其速度由0增大到v.已知列车总质量为M,机车功率P保持不变,列车所受阻力