高中物理课件第五章机械能本章学科素养提升

自主阅读素材5本章学科素养提升第五章

机械能绳索、链条在考查过程中常发生形变，其重心位置对物体来说并不是固定不变的，能否正确确定重心的位置，是解决绳索、链条类问题的关键，一般情况下常分段考虑各部分的重力势能，并用各部分重力势能之和作为系统总的重力势能，至于参考平面，可任意选取，但以系统初、末状态重力势能便于表示为宜.绳索、链条类机械能守恒问题的处理技巧1答案解析思维导引例1如图1所示，有一条长为L的均匀金属链条，一半长度在光滑斜面上，斜面倾角为θ，另一半长度沿竖直方向下垂在空中，当链条从静止开始释放后滑动，求链条刚好从右侧全部滑出斜面时的速度是多大？图1【思维导引】研究对象：链条.隐含条件：释放后的链条，竖直方向的一半向下运动，放在斜面上的一半沿斜面向上运动，由于竖直部分越来越多，所以链条做的是变加速运动，不能用匀变速直线运动的公式去解.思路分析：因为斜面光滑，所以机械能守恒，链条得到的动能应是由重力势能转化来的，重力势能的变化可以用重心的位置确定，要注意释放时的重力势能可分左右两段考虑，然后再求和.解析设斜面的最高点为零势能点，链条的总质量为m，开始时左半部分的重力势能为由机械能守恒定律得E1＝E2规范表达不仅仅是要书写工整和美观的问题，更侧重的是学科思维和学科潜能的问题.物理学科对规范的要求主要包括以下几个方面：(1)思维规范：主要是指从审题到挖掘题目隐含条件；从读题到信息提取和提炼，再到建立物理模型的过程.思维规范最能反映一个学生的学科素养和学科能力.(2)表达规范：实际上表达的内容正是思维流程的呈现，语言表达要准确应用物理学科语言.(3)书写规范：一组美观的文字，给人赏心悦目的感觉，特别是在繁重的阅卷任务前，给老师以惊喜.物理学科规范表达能力的培养2答案表达规范思维规范例2如图2所示，质量m＝3kg的小物块以初速度v0＝4m/s水平向右抛出，恰好从A点沿着圆弧的切线方向进入圆弧轨道.圆弧轨道的半径为R＝3.75m，B点是圆弧轨道的最低点，圆弧轨道与水平轨道BD平滑连接，A与圆心O的连线与竖直方向成37°角.MN是一段粗糙的水平轨道，小物块与MN间的动摩擦因数μ＝0.1，轨道其他部分光滑.最右侧是一个半径为r＝0.4m的半圆弧轨道，C点是半圆弧轨道的最高点，半圆弧轨道与水平轨道BD在D点平滑连接.已知重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.(1)求小物块经过B点时对轨道的压力大小；图2答案62N

【思维规范】

1.过程划分：追踪运动过程划分不同阶段，根据不同阶段满足的物理规律进行剖析和求解.本题可分为四个不同的运动过程：平抛运动、圆周运动、水平面上的运动和竖直面内的圆周运动.满足的物理规律分别为：运动分解、机械能守恒、动能定理和牛顿第二定律.2.条件挖掘：(1)“从A点沿着圆弧的切线方向”可通过运动的分解求A点速度.(2)“恰好能通过C点”可知在C点的速度.【表达规范】解析根据平抛运动的规律有v0＝vAcos37°解得小物块经过A点时的速度大小vA＝5m/s小物块从A点运动到B点，根据机械能守恒定律有解得FN＝62N，根据牛顿第三定律，小物块通过B点时对轨道的压力大小是62N.答案解析(2)若MN的长度为L＝6m，求小物块通过C点时对轨道的压力大小；答案60N

解析小物块由B点运动到C点，根据动能定理有解得FN′＝60N，根据牛顿第三定律，小物块通过C点时对轨道的压力大小是60N.答案解析(3)若小物块恰好能通过C