新教材同步系列2024春高中物理第四章机械能及其守恒定律本章小结课件粤教版必修第二册

第四章机械能及其守恒定律本章小结构建知识网络归纳专题小结1．功的计算(1)定义法求功：恒力对物体做功大小的计算式为W＝Flcosα，式中α为F、l二者之间的夹角．由此可知，恒力做功大小只与F、l、α这三个量有关，与物体是否还受其他力、物体的运动状态等因素无关．(2)利用功率求功：此方法主要用于在发动机功率保持恒定的条件下，求牵引力做的功．(3)利用动能定理W合＝ΔEk计算总功或某个力的功，特别是变力的功．(4)根据“功是能量转化的量度”求解．功和功率的计算专题例1

(多选)(2023年广州华师附中期末)放在粗糙水平面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6s内其速度—时间图像和该拉力的功率—时间图像分别如图甲、乙所示，下列说法正确的是

(

)A．0～6s内物体位移大小为30mB．0～6s内拉力做的功为60JC．合力在0～6s内做的功与0～2s内做的功相等答案：ACD1．研究对象的单一性动能定理的研究对象是单个物体(或物体系)．2．参考系的唯一性动能定理的功、速度、位移均是相对于地球而言的．3．合力做功对动能变化的决定性合外力对物体做功与物体动能的变化具有密切的因果关系，合外力做的功是物体动能改变的原因，是动能变化的决定性因素．4．与机械能守恒定律的统一性动能定理在只考虑重力或弹力做功的前提下，研究其他形式的能与动能之间的转化或物体之间动能的转移，与机械能守恒定律是统一的．动能定理及其应用专题例2

如图所示，摩托车运动员从高度h＝5m的高台上水平飞出，跨越L＝10m的壕沟．摩托车以初速度v0从坡底冲上高台的过程历时t＝5s，发动机的功率P＝1.8kW．已知人和车的总质量m＝180kg(可视为质点)，忽略一切阻力，g取10m/s2．(1)要使摩托车运动员从高台水平飞出刚好越过壕沟，求他离开高台时的速度大小．(2)欲使摩托车运动员能够飞越壕沟，其初速度v0至少应为多大？(3)为了保证摩托车运动员的安全，规定飞越壕沟后摩托车着地时的速度不得超过26m/s，那么摩托车飞离高台时的最大速度vmax应为多少？答案：(1)10m/s

(2)10m/s

(3)24m/s应用动能定理的注意事项1．明确研究对象和研究过程，找出始、末状态的速度．2．对物体进行正确的受力分析(包括重力、弹力等)，明确各力做功大小及正、负情况．3．在计算功时，要注意有些力不是全过程都做功的，必须根据不同情况分别对待，求出总功．4．若物体运动过程中包含几个不同的物理过程，解题时，可以分段考虑，也可视为一个整体过程，根据动能定理求解．1．机械能守恒的判断(1)对某一物体，若只有重力(或弹力)做功，其他力不做功(或其他力做功的代数和为零)，则该物体的机械能守恒．(2)对某一系统，一般利用能量转化的观点来判断机械能是否守恒．若物体间只有动能和重力势能及弹性势能相互转化，系统跟外界没有发生机械能的传递，机械能也没有转变成其他形式的能(如没有内能产生)，则系统的机械能守恒．机械能守恒定律及其应用专题2．利用机械能守恒定律解题常用的公式(1)系统的末态机械能等于初态机械能，即E2＝E1．(2)系统动能的增加(或减少)等于势能的减少(或增加)，即Ek增＝Ep减．(3)若系统由A、B两部分组成，则A增加(或减少)的机械能等于B减少(或增加)的机械能，即EA增＝EB减．例3如图所示，质量分别为m、2m的a、b两物块用不计质量的细绳相连接，悬挂在定滑轮的两侧，不计滑轮质量和一切摩擦．开始时a、b两物块距离地面高度相同，用手托住物块b，然后将其由静止释放，直至a、b物块间高度差为h．在此过程中，下列说法正确的是(

)A．物块a的机械能守恒C．物块b的重力势能减少量等于它克服细绳拉力所做的功D．物块a的重力势能增加量小于其动能增加量答案：B力学中几种常用的功能关系功能关系专题合外力的功动能变化重力的功重力势能变化弹簧弹力的功弹性势能变化除重力、系统内弹力外的其他力的功机械能变化一对滑动摩擦力的总功内能变化例4

(多选)(2023年佛山一中月考)跳台滑雪是最具观赏性的体育项目之一．如图所示，AB是跳台滑雪的长直助滑道的一部分，高度差h．质量为m的运动员从A点由静止开始下滑，经过B点时速度为v，下滑过程中阻力不能忽略，重力加速度为g．则运动员从A点到B点过程中，下列说法正确的是

(

)A．重力势能减少mgh答案：AB典练素养提升A．0.1kW B．1×103kWC．1kW D．10kW【答案】A

【解析】因为车速v＝5m/s，骑车时的牵引力F＝f＝0.02×100×10N＝20N，所以功率P＝Fv＝20×5W＝100W，即0.1kW，故A正确．2．[科学思维]小球以一定的初速度竖直上抛，在其向上运动的过程中，空气阻力与速度大小成正比，则其机械能E(以抛出点为零势能点，抛出时机械能为E0)随小球上升高度h变化的规律，下列描绘正确的是 (

)【答案】C

3．[科学推理]如图所示，一根放置于水平地面的轻质弹簧一端固定在竖直的墙壁上，处于原长时另一端位于C点，一质量为1kg的物体以4m/s的初速度沿水平地面的A点处向右运动，物体可视为质点，压缩弹簧反弹后刚好停在了AC的中点B．已知物块与水平地面的动摩擦因数为0.2，A、C之间的距离为2m，则整个过程中弹簧的最大弹性势能为(

)A．3J B．4J

C．5J D．6J【答案】A

4．一小球以一定的初速度从图示位置进入光滑的轨道，小球先进入圆轨道1，再进入圆轨道2．圆轨道1的半径为R，圆轨道2的半径是轨道1的1.8倍，小球的质量为m．若小球恰好能通过轨道2的最高点B，则小球在轨道1上经过最高点A处时对轨道的压力为(

)A．2mg B．3mgC．4mg D．5mg【答案】C

5．如图所示，与水平面夹角θ＝37°的斜面和半径R＝0.4m的光滑圆轨道相切于B点，且固定于竖直平面内．滑块从斜面上的A点由静止释放，经B点后沿圆轨道运动．通过最高点C时轨道对滑块的弹力为零．已知滑块与斜面间动摩擦因数μ＝0.25．(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：(1)滑块在C点的速度大小vC；(2)滑块在B点的速度大小vB；(3)A、B两点间的高度差h．【答案】(1)2m/s

(2)4.29m/s(3)1.38m6．[模型建构、科学推理](2023年江门二中期中)如图所示，BC是一个半径为0.9m竖直放置的光滑半圆弧轨道．AB是一段长度为1m的水平轨道，一小物块从A点以v0＝4m/s的初速度向右运动，从B点沿圆弧切线进入圆弧轨道且恰能做圆周运动．小物块运动到圆弧最低点