第五章機(jī)械能總結(jié)

1、第五章第五章 機(jī)械能機(jī)械能章前考綱統(tǒng)覽章前考綱統(tǒng)覽編輯ppt2近三年近三年山東卷的考題分布山東卷的考題分布 編輯ppt4【 課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本主題相關(guān)內(nèi)容的要求課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本主題相關(guān)內(nèi)容的要求 】 1. 1. 舉例說明功是能量轉(zhuǎn)化的量度，理解功和功率。關(guān)心生舉例說明功是能量轉(zhuǎn)化的量度，理解功和功率。關(guān)心生活和生產(chǎn)中常見機(jī)械功率的大小及其意義?；詈蜕a(chǎn)中常見機(jī)械功率的大小及其意義。 2. 2. 通過實(shí)驗(yàn)探究恒力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系。理解動(dòng)通過實(shí)驗(yàn)探究恒力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系。理解動(dòng)能和動(dòng)能定理。用動(dòng)能定理解釋生活和生產(chǎn)中的現(xiàn)象。能和動(dòng)能定理。用動(dòng)能定理解釋生活和生產(chǎn)中的現(xiàn)象。 3. 3. 理解重

2、力勢(shì)能。知道重力勢(shì)能的變化與重力做功的關(guān)系。理解重力勢(shì)能。知道重力勢(shì)能的變化與重力做功的關(guān)系。 4. 4. 通過實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。理解機(jī)械能守恒定律。通過實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。理解機(jī)械能守恒定律。用機(jī)械能守恒定律分析生活和生產(chǎn)中的有關(guān)問題。用機(jī)械能守恒定律分析生活和生產(chǎn)中的有關(guān)問題。 5. 5. 了解自然界存在多種形式的能量。知道能量守恒是最基了解自然界存在多種形式的能量。知道能量守恒是最基本、最普遍的自然規(guī)律之一。本、最普遍的自然規(guī)律之一。 6. 6. 通過能量守恒以及能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性，認(rèn)識(shí)提高通過能量守恒以及能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性，認(rèn)識(shí)提高效率的重要性。了解能源與人類生存

3、和社會(huì)發(fā)展的關(guān)系，知效率的重要性。了解能源與人類生存和社會(huì)發(fā)展的關(guān)系，知道可持續(xù)發(fā)展的重要意義。道可持續(xù)發(fā)展的重要意義。 編輯ppt5【本主題的知識(shí)結(jié)構(gòu)】【本主題的知識(shí)結(jié)構(gòu)】 編輯ppt6重點(diǎn)知識(shí)的理解、認(rèn)識(shí)與掌握。重點(diǎn)知識(shí)的理解、認(rèn)識(shí)與掌握。1. 1. 做功的過程就是能量的轉(zhuǎn)化過程做功的過程就是能量的轉(zhuǎn)化過程 ，做了多少功，就有多少能量發(fā)，做了多少功，就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移。功是能量轉(zhuǎn)化的量度，功能關(guān)系主要形式有下列幾種：生了轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移。功是能量轉(zhuǎn)化的量度，功能關(guān)系主要形式有下列幾種： （ 1 1 ）合外力做的功等于物體動(dòng)能的增量，）合外力做的功等于物體動(dòng)能的增量， 即即 W W 合合

4、 = = E E k k 動(dòng)能動(dòng)能定理定理 （ 2 2 ）重力做多少正（負(fù)）功，重力勢(shì)能減少（增加）多少；即）重力做多少正（負(fù)）功，重力勢(shì)能減少（增加）多少；即 W W G G = - = - E E p p 。 （ 3 3 ）彈簧彈力做的功等于彈性勢(shì)能增量的負(fù)值。）彈簧彈力做的功等于彈性勢(shì)能增量的負(fù)值。即即 W W 彈彈 = - = - E E 彈彈 （ 4 4 ）除系統(tǒng)內(nèi)的重力和彈簧的彈力外，其它力做的總功等于系統(tǒng)機(jī)）除系統(tǒng)內(nèi)的重力和彈簧的彈力外，其它力做的總功等于系統(tǒng)機(jī)械能的增量。即械能的增量。即 W W 它它 = = E E 機(jī)機(jī) 。 （ 5 5 ）一對(duì)滑動(dòng)摩擦力對(duì)系統(tǒng)做功等于系統(tǒng)內(nèi)能

5、增加（摩擦生熱），）一對(duì)滑動(dòng)摩擦力對(duì)系統(tǒng)做功等于系統(tǒng)內(nèi)能增加（摩擦生熱），除重力和彈力外只有滑動(dòng)摩擦力做功，一對(duì)滑動(dòng)摩擦力對(duì)系統(tǒng)做功又等除重力和彈力外只有滑動(dòng)摩擦力做功，一對(duì)滑動(dòng)摩擦力對(duì)系統(tǒng)做功又等于系統(tǒng)機(jī)械能的減少，即：于系統(tǒng)機(jī)械能的減少，即： Q Q = = fS fS 相對(duì)相對(duì) 編輯ppt72. 2. 關(guān)于變力做功的幾種方法關(guān)于變力做功的幾種方法 (1) (1) 應(yīng)用動(dòng)能定理計(jì)算變力做功應(yīng)用動(dòng)能定理計(jì)算變力做功 最主要方法最主要方法 (2) (2) 化變力為恒力求變力做功化變力為恒力求變力做功 - - 等效代換等效代換 （如平（如平均力做功）均力做功） (3) (3) 化曲線運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)

6、動(dòng)求變力做功化曲線運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)求變力做功 - - 實(shí)質(zhì)是微實(shí)質(zhì)是微分求和（如沿曲面下滑看做多個(gè)小斜面）分求和（如沿曲面下滑看做多個(gè)小斜面） (4) (4) 使用在位移上力的平均值來計(jì)算變力做功使用在位移上力的平均值來計(jì)算變力做功 (5) (5) 利利 用用 W W = = Pt Pt 來計(jì)算變力做功來計(jì)算變力做功 （如發(fā)動(dòng)機(jī)以恒（如發(fā)動(dòng)機(jī)以恒定功率工作）定功率工作） (6) (6) 利用圖像來計(jì)算利用圖像來計(jì)算 變力做功變力做功 （如彈力做的功）（如彈力做的功） 編輯ppt83. 3. 對(duì)幾種力做功的討論對(duì)幾種力做功的討論 (1) (1) 重力對(duì)物體做功的特點(diǎn)：只跟物體的初末位置有關(guān)，與物體

7、的運(yùn)動(dòng)路重力對(duì)物體做功的特點(diǎn)：只跟物體的初末位置有關(guān)，與物體的運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān)徑無關(guān)。（2 2）滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體做功的特點(diǎn)跟物體運(yùn)動(dòng)的路程有關(guān)，跟物體的位移）滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體做功的特點(diǎn)跟物體運(yùn)動(dòng)的路程有關(guān)，跟物體的位移無關(guān)。無關(guān)。 (3) (3) 關(guān)于摩擦力做功正負(fù)的認(rèn)識(shí)：不論是滑動(dòng)摩擦力還是靜摩擦力，它們關(guān)于摩擦力做功正負(fù)的認(rèn)識(shí)：不論是滑動(dòng)摩擦力還是靜摩擦力，它們既可以做正功，也可以做負(fù)功。做正功典型事例既可以做正功，也可以做負(fù)功。做正功典型事例 - - 傳送帶傳送物體傳送帶傳送物體。 （4 4）一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體系做的總功一定不為零（凈功為負(fù)）一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體系做的總

8、功一定不為零（凈功為負(fù)值，機(jī)械能減少使內(nèi)能增加值，機(jī)械能減少使內(nèi)能增加 - - 摩擦生熱）摩擦生熱）。 一對(duì)相互作用的靜摩擦力對(duì)物體系做的總功一定為零（凈功為零一對(duì)相互作用的靜摩擦力對(duì)物體系做的總功一定為零（凈功為零 - - 兩兩個(gè)物體相對(duì)靜止，位移相同）；個(gè)物體相對(duì)靜止，位移相同）； (5) (5) 對(duì)一對(duì)相作用力做功關(guān)系的討論對(duì)一對(duì)相作用力做功關(guān)系的討論 一對(duì)相作用力的大小相等方向相反，學(xué)生很容易誤認(rèn)為其做功也大小相等，一對(duì)相作用力的大小相等方向相反，學(xué)生很容易誤認(rèn)為其做功也大小相等，符號(hào)相反，總功為零，錯(cuò)誤原因是沒有注意到它們的受力物體不是同一個(gè)物體，符號(hào)相反，總功為零，錯(cuò)誤原因是沒有注

9、意到它們的受力物體不是同一個(gè)物體，兩個(gè)相互作用的物體的位移沒有確定的關(guān)系。兩個(gè)相互作用的物體的位移沒有確定的關(guān)系。 所以，一對(duì)相作用力做功的大小和性質(zhì)沒有確定的關(guān)系所以，一對(duì)相作用力做功的大小和性質(zhì)沒有確定的關(guān)系編輯ppt9考點(diǎn)一恒力做功的計(jì)算利用公式求恒力做功時(shí)應(yīng)注意利用公式求恒力做功時(shí)應(yīng)注意1.首先要指明要研究哪個(gè)力做功？這個(gè)首先要指明要研究哪個(gè)力做功？這個(gè)力是不是恒力？力是不是恒力？2位移位移s為對(duì)地位移為對(duì)地位移(嚴(yán)格講是力的作用嚴(yán)格講是力的作用點(diǎn)的點(diǎn)的對(duì)地對(duì)地位移位移)3合力的功等于分力做功的代數(shù)和合力的功等于分力做功的代數(shù)和編輯ppt10 例1如圖所示，質(zhì)量為m的物體靜止在傾角為的

10、斜面上，物體與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)為.現(xiàn)使斜面水平向左勻速移動(dòng)距離l，求： (1)物體所受各力對(duì)物體所做的功各為多少？ (2)斜面對(duì)物體做的功是多少？ (3)各力對(duì)物體所做的總功是？編輯ppt11編輯ppt12 考點(diǎn)二變力做功的計(jì)算 在遇到求功的問題時(shí)，一定要注意分析是求恒在遇到求功的問題時(shí)，一定要注意分析是求恒力的功還是變力的功，如果是求變力的功，看力的功還是變力的功，如果是求變力的功，看能否轉(zhuǎn)化為求恒力功的問題，不能轉(zhuǎn)化的，還能否轉(zhuǎn)化為求恒力功的問題，不能轉(zhuǎn)化的，還可以借助動(dòng)能定理和能的轉(zhuǎn)化和守恒定律來求可以借助動(dòng)能定理和能的轉(zhuǎn)化和守恒定律來求解解，經(jīng)常用到的還有微元法、圖像法等，經(jīng)常用到的還

11、有微元法、圖像法等編輯ppt13 例2如圖所示，一質(zhì)量為m2.0 kg的物體從半徑為R5.0 m的粗糙圓弧的A端，在拉力作用下沿圓弧緩慢運(yùn)動(dòng)到B端(圓弧AB在豎直平面內(nèi))拉力F大小不變始終為15 N，方向始終與物體在該點(diǎn)的切線成37角圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角為60，BO邊為豎直方向，g取10 m/s2. 求這一過程中求這一過程中各力做功的大?。扛髁ψ龉Φ拇笮。烤庉媝pt14(2)重力mg做的功WGmgR(1cos60)50 J.(3)物體受的支持力FN始終與物體的運(yùn)動(dòng)方向垂直，所以WFN0.(4)因物體在拉力F作用下緩慢移動(dòng)，動(dòng)能不變，由動(dòng)能定理知：WFWGWFf0.所以WFfWFWG(62.850

12、) J12.8 J.動(dòng)能定理求變力做功動(dòng)能定理求變力做功微元法求變力做功微元法求變力做功編輯ppt15很多時(shí)候變力的功沒法用功的公式直接求，這很多時(shí)候變力的功沒法用功的公式直接求，這時(shí)候動(dòng)能定理往往成為此類題解決的方法。時(shí)候動(dòng)能定理往往成為此類題解決的方法。 例、如圖所示，在長為例、如圖所示，在長為L L的輕桿中點(diǎn)的輕桿中點(diǎn)A A和端點(diǎn)和端點(diǎn)B B各固定各固定一質(zhì)量均為一質(zhì)量均為m m的小球，桿可繞無摩擦的軸的小球，桿可繞無摩擦的軸O O轉(zhuǎn)動(dòng)，使桿轉(zhuǎn)動(dòng)，使桿從水平位置無初速釋放擺下。求當(dāng)桿轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)，從水平位置無初速釋放擺下。求當(dāng)桿轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)，輕桿對(duì)輕桿對(duì)A A、B B兩球分別做了多少

13、功兩球分別做了多少功? ? 編輯ppt16 考點(diǎn)三功率的計(jì)算 功率的計(jì)算方法功率的計(jì)算方法 1首先要明確所求功率是平均功率還是瞬時(shí)功率，對(duì)應(yīng)于某一過程首先要明確所求功率是平均功率還是瞬時(shí)功率，對(duì)應(yīng)于某一過程的功率為平均功率，對(duì)應(yīng)于某一時(shí)刻的功率為瞬時(shí)功率的功率為平均功率，對(duì)應(yīng)于某一時(shí)刻的功率為瞬時(shí)功率編輯ppt17 例(2009遼寧/寧夏高考)質(zhì)量為m的物體靜止在光滑水平面上，從t0時(shí)刻開始受到水平力的作用力的大小F與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示， 力的方向保持不變則()編輯ppt18 機(jī)車啟動(dòng)問題 汽車運(yùn)動(dòng)的全過程中有兩個(gè)最大的速度汽車運(yùn)動(dòng)的全過程中有兩個(gè)最大的速度vm和和vm，這，這是兩個(gè)不同的最

14、大速度，切勿混淆是兩個(gè)不同的最大速度，切勿混淆在勻加速運(yùn)動(dòng)階段牽引力恒定，速度逐漸增大，汽車在勻加速運(yùn)動(dòng)階段牽引力恒定，速度逐漸增大，汽車的輸出功率逐漸增大，當(dāng)汽車的輸出功率等于額定功的輸出功率逐漸增大，當(dāng)汽車的輸出功率等于額定功率時(shí)的速度是汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的最大速度率時(shí)的速度是汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的最大速度vm.之后汽車以額定功率運(yùn)動(dòng)，牽引力逐漸減小，速度逐之后汽車以額定功率運(yùn)動(dòng)，牽引力逐漸減小，速度逐漸增大，當(dāng)牽引力等于摩擦阻力時(shí)，汽車達(dá)到最大速漸增大，當(dāng)牽引力等于摩擦阻力時(shí)，汽車達(dá)到最大速度度vm，以后汽車以該速度在額定功率下做勻速運(yùn)，以后汽車以該速度在額定功率下做勻速運(yùn)動(dòng)顯然動(dòng)顯然vmvm

15、.編輯ppt19考點(diǎn)四動(dòng)能定理及其應(yīng)用（出題重點(diǎn)）閱卷教師叮嚀：閱卷教師叮嚀：1 1、動(dòng)能定理的功是合力的功，易誤將某個(gè)力的功當(dāng)做合力的功或者、動(dòng)能定理的功是合力的功，易誤將某個(gè)力的功當(dāng)做合力的功或者漏掉某個(gè)力的功或者將研究對(duì)象對(duì)外做的功也算入總共之內(nèi)。漏掉某個(gè)力的功或者將研究對(duì)象對(duì)外做的功也算入總共之內(nèi)。2 2、不明確各力做功的正、負(fù)問題。、不明確各力做功的正、負(fù)問題。3 3、易錯(cuò)誤地將動(dòng)能定理當(dāng)成矢量式，列分方向的動(dòng)能定理。、易錯(cuò)誤地將動(dòng)能定理當(dāng)成矢量式，列分方向的動(dòng)能定理。4 4、利用動(dòng)能定理解決多過程問題時(shí)，常常將合力做的功對(duì)應(yīng)的過程、利用動(dòng)能定理解決多過程問題時(shí)，常常將合力做的功對(duì)應(yīng)

16、的過程和初末動(dòng)能對(duì)應(yīng)的過程不統(tǒng)一造成錯(cuò)誤。和初末動(dòng)能對(duì)應(yīng)的過程不統(tǒng)一造成錯(cuò)誤。應(yīng)對(duì)策略：應(yīng)對(duì)策略：1.1.若過程包含了幾個(gè)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)不同的分過程，即可分段考慮，也可若過程包含了幾個(gè)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)不同的分過程，即可分段考慮，也可整個(gè)過程考慮。但求功時(shí)，有些力不是全過程都作用時(shí)，必須根據(jù)整個(gè)過程考慮。但求功時(shí)，有些力不是全過程都作用時(shí)，必須根據(jù)不同的情況分別求功，然后再求出總功。不同的情況分別求功，然后再求出總功。2.2.運(yùn)用動(dòng)能定理時(shí)必須明確各力的正負(fù)號(hào)問題。運(yùn)用動(dòng)能定理時(shí)必須明確各力的正負(fù)號(hào)問題。編輯ppt20例例1 1：動(dòng)能定理的理解：動(dòng)能定理的理解 如圖所示，一塊長木板如圖所示，一塊長木板B B放

17、在光滑的水平面上，再在放在光滑的水平面上，再在B B上放一上放一物體物體A A，現(xiàn)以恒定的外力拉，現(xiàn)以恒定的外力拉B B，A A、B B發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，向前移動(dòng)了發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，向前移動(dòng)了一段距離在此過程中（）一段距離在此過程中（）A A外力外力F F做的功等于做的功等于A A和和B B動(dòng)能的增加量動(dòng)能的增加量BB B對(duì)對(duì)A A的摩擦力所做的功等于的摩擦力所做的功等于A A的動(dòng)能增加量的動(dòng)能增加量C CA A對(duì)對(duì)B B的摩擦力所做的功等于的摩擦力所做的功等于B B對(duì)對(duì)A A的摩擦力所做的功的摩擦力所做的功 D D外力外力F F對(duì)對(duì)B B做的功等于做的功等于B B的動(dòng)能的增加量與的動(dòng)能的增加量與B

18、B克服摩擦力所做克服摩擦力所做的功之和的功之和 編輯ppt21如果一個(gè)系統(tǒng)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體如果一個(gè)系統(tǒng)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體, ,我們稱我們稱為多物體系統(tǒng)為多物體系統(tǒng). .一個(gè)物體同時(shí)參與兩個(gè)或兩個(gè)以一個(gè)物體同時(shí)參與兩個(gè)或兩個(gè)以上的運(yùn)動(dòng)過程上的運(yùn)動(dòng)過程, ,我們稱為多過程問題我們稱為多過程問題. .對(duì)于多物對(duì)于多物體多過程問題體多過程問題, ,我們可以用動(dòng)能定理解決我們可以用動(dòng)能定理解決. .解題解題時(shí)要注意時(shí)要注意: :多過程能整體考慮最好對(duì)全過程列動(dòng)多過程能整體考慮最好對(duì)全過程列動(dòng)能定理方程能定理方程, ,不能整體考慮不能整體考慮, ,則要分開對(duì)每個(gè)過則要分開對(duì)每個(gè)過程列方程程列方程

19、. .多個(gè)物體能看作一個(gè)整體最好對(duì)整體多個(gè)物體能看作一個(gè)整體最好對(duì)整體列動(dòng)能定理方程列動(dòng)能定理方程, ,不能看作整體不能看作整體, ,則要分開對(duì)每則要分開對(duì)每個(gè)物體列動(dòng)能定理方程個(gè)物體列動(dòng)能定理方程. .編輯ppt22例例2 2（20112011鹽城二調(diào)）如圖所示，傾角為鹽城二調(diào)）如圖所示，傾角為的斜面上只有的斜面上只有ABAB段粗糙，段粗糙，其余部分都光滑，其余部分都光滑，ABAB段長為段長為3L3L。有若干個(gè)相同的小方塊（每個(gè)小方。有若干個(gè)相同的小方塊（每個(gè)小方塊視為質(zhì)點(diǎn)）沿斜面靠在一起，但不粘接，總長為塊視為質(zhì)點(diǎn)）沿斜面靠在一起，但不粘接，總長為L L。將它們由靜止。將它們由靜止釋放，釋

20、放時(shí)下端距釋放，釋放時(shí)下端距A A為為2L2L。當(dāng)下端運(yùn)動(dòng)到。當(dāng)下端運(yùn)動(dòng)到A A下面距下面距A A為為L/2L/2時(shí)物塊運(yùn)時(shí)物塊運(yùn)動(dòng)的速度達(dá)到最大。動(dòng)的速度達(dá)到最大。 （1 1）求物塊與粗糙斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)；）求物塊與粗糙斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)； （2 2）求物塊停止時(shí)的位置；）求物塊停止時(shí)的位置； （3 3）要使所有物塊都能通過）要使所有物塊都能通過B B點(diǎn)，由靜止釋放時(shí)物塊點(diǎn)，由靜止釋放時(shí)物塊下端距下端距A A點(diǎn)至少要多遠(yuǎn)？點(diǎn)至少要多遠(yuǎn)？ 解析：這是多個(gè)物體的系統(tǒng)，多個(gè)物體能看作一個(gè)整體最好對(duì)整體解析：這是多個(gè)物體的系統(tǒng)，多個(gè)物體能看作一個(gè)整體最好對(duì)整體列動(dòng)能定理方程列動(dòng)能定理方程, ,不能看作

21、整體不能看作整體, ,則要分開對(duì)每個(gè)物體列動(dòng)能定理方則要分開對(duì)每個(gè)物體列動(dòng)能定理方程程. .在這題里各個(gè)物體速度一致可以看做單一物體的物體系統(tǒng)，適在這題里各個(gè)物體速度一致可以看做單一物體的物體系統(tǒng)，適合整體求解。但是有的物塊通過合整體求解。但是有的物塊通過B B后，各個(gè)物塊的速度就不一樣了，后，各個(gè)物塊的速度就不一樣了，通過通過B B的速度大沒通過的速度大沒通過B B的速度小，就不能整體列動(dòng)能定理了，只能的速度小，就不能整體列動(dòng)能定理了，只能單獨(dú)對(duì)一塊小方塊列式子單獨(dú)對(duì)一塊小方塊列式子編輯ppt23高考考題高考考題（20122012年山東理綜年山東理綜2222）（）（1515分）如圖所示，一工

22、件置于水平地面上，分）如圖所示，一工件置于水平地面上，其其ABAB段為一半徑段為一半徑R=1.0mR=1.0m的光滑圓弧軌道，的光滑圓弧軌道，BCBC段為一長度段為一長度L=0.5mL=0.5m的粗糙的粗糙水平軌道，二者相切與水平軌道，二者相切與B B點(diǎn)，整個(gè)軌道位于同一豎直平面內(nèi)，點(diǎn)，整個(gè)軌道位于同一豎直平面內(nèi)，P P點(diǎn)為圓點(diǎn)為圓弧軌道上的一個(gè)確定點(diǎn)。一可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊，其質(zhì)量弧軌道上的一個(gè)確定點(diǎn)。一可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊，其質(zhì)量m=0.2kgm=0.2kg，與，與BC BC 間的動(dòng)摩擦因數(shù)間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.40.4，（取，（取g=10m/sg=10m/s2 2) )工件質(zhì)工件質(zhì)M=0.8kgM=

23、0.8kg，與地面間的，與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)動(dòng)摩擦因數(shù)0.10.1（1 1）若工件固定，將物塊由）若工件固定，將物塊由P P點(diǎn)無初速度釋放，滑至點(diǎn)無初速度釋放，滑至C C點(diǎn)時(shí)恰好靜止，點(diǎn)時(shí)恰好靜止，求求P P、C C兩點(diǎn)間的高度差兩點(diǎn)間的高度差h h。 （2 2）若將一水平恒力）若將一水平恒力F F作用于工件，使物體在作用于工件，使物體在P P點(diǎn)與工件保持相對(duì)靜點(diǎn)與工件保持相對(duì)靜止，一起向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)止，一起向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 求求F F的大小的大小當(dāng)速度當(dāng)速度=5m/s=5m/s時(shí)，使工件立刻停止運(yùn)動(dòng)（即不考慮時(shí)，使工件立刻停止運(yùn)動(dòng)（即不考慮減速的時(shí)間和位移），物塊飛離圓弧軌道落至減

24、速的時(shí)間和位移），物塊飛離圓弧軌道落至BCBC段，段，求物塊的落點(diǎn)與求物塊的落點(diǎn)與B B點(diǎn)間的距離。點(diǎn)間的距離。編輯ppt24 2222解：（解：（1 1）物塊從）物塊從P P點(diǎn)下滑經(jīng)點(diǎn)下滑經(jīng)B B點(diǎn)至點(diǎn)至C C點(diǎn)的整個(gè)過程，根據(jù)動(dòng)能定理得點(diǎn)的整個(gè)過程，根據(jù)動(dòng)能定理得 mgh- mgh-1 1mgL=0 mgL=0 代入數(shù)據(jù)得代入數(shù)據(jù)得 h = 0.2m h = 0.2m （2 2）設(shè)物塊的加速度大小為）設(shè)物塊的加速度大小為a a，P P點(diǎn)與圓心的連線與豎直方向間的夾角為點(diǎn)與圓心的連線與豎直方向間的夾角為，由幾何關(guān)系可得由幾何關(guān)系可得 cos cos= =（R-hR-h）/R /R 根據(jù)牛頓第

25、二定律，對(duì)物體有根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)物體有 mgtan mgtan=ma =ma 對(duì)工件和物體整體有對(duì)工件和物體整體有 F- F-2 2（M+mM+m）g=g=（M+mM+m）a a 聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得 F= 8.5N F= 8.5N 設(shè)物體平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為設(shè)物體平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t t，水平位移為，水平位移為x x1 1，物塊落點(diǎn)與，物塊落點(diǎn)與B B間的距離為間的距離為 x x2 2， 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得 h=1/2gt h=1/2gt2 2 x x1 1=vt =vt x x2 2=x=x1 1-Rsin-Rsin 聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得 x x

26、2 2=0.4m=0.4m編輯ppt25考點(diǎn)五考點(diǎn)五機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用（出題重點(diǎn)）機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用（出題重點(diǎn)）要點(diǎn)分析：要點(diǎn)分析：機(jī)械能守恒定律是能量守恒定律在機(jī)械運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)的具機(jī)械能守恒定律是能量守恒定律在機(jī)械運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)的具體體現(xiàn)，是能量守恒的特殊形式，機(jī)械能守恒定律既是體體現(xiàn)，是能量守恒的特殊形式，機(jī)械能守恒定律既是中學(xué)物理教學(xué)中的重點(diǎn)又是高考的熱點(diǎn)。對(duì)機(jī)械能守恒中學(xué)物理教學(xué)中的重點(diǎn)又是高考的熱點(diǎn)。對(duì)機(jī)械能守恒定律條件的理解可從以下兩個(gè)方面入手：定律條件的理解可從以下兩個(gè)方面入手：(1)從從功的角度功的角度入手：若物體除了重力、彈力以外還有其入手：若物體除了重力、彈力以外還有其他

27、力，但這些力都不做功，或其他力做功，但做功的代他力，但這些力都不做功，或其他力做功，但做功的代數(shù)和為零，則機(jī)械能守恒。數(shù)和為零，則機(jī)械能守恒。(2)從從能的角度能的角度入手：入手： 如果系統(tǒng)中的物體只有動(dòng)能和勢(shì)能如果系統(tǒng)中的物體只有動(dòng)能和勢(shì)能之間的轉(zhuǎn)化，沒有其他形式能的轉(zhuǎn)移，則機(jī)械能守恒。之間的轉(zhuǎn)化，沒有其他形式能的轉(zhuǎn)移，則機(jī)械能守恒。機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用1機(jī)械能守恒定律的三種表達(dá)式機(jī)械能守恒定律的三種表達(dá)式(1)從守恒的角度：選取某一平面為零勢(shì)能面，如果含有彈簧則彈簧處從守恒的角度：選取某一平面為零勢(shì)能面，如果含有彈簧則彈簧處于原長時(shí)彈性勢(shì)能為零，于原長時(shí)彈性勢(shì)能為零，系統(tǒng)末狀態(tài)的機(jī)械能和初

28、狀態(tài)的機(jī)械能相等系統(tǒng)末狀態(tài)的機(jī)械能和初狀態(tài)的機(jī)械能相等，即，即 Ek2Ep2Ek1Ep1.(2)從能量轉(zhuǎn)化的角度：系統(tǒng)的動(dòng)能和勢(shì)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化時(shí)，若從能量轉(zhuǎn)化的角度：系統(tǒng)的動(dòng)能和勢(shì)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化時(shí)，若系統(tǒng)勢(shì)系統(tǒng)勢(shì)能的減少量等于系統(tǒng)動(dòng)能的增加量能的減少量等于系統(tǒng)動(dòng)能的增加量，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，即，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，即EpEk.(3)從能量轉(zhuǎn)移的角度：系統(tǒng)中有從能量轉(zhuǎn)移的角度：系統(tǒng)中有 A、B 兩個(gè)物體兩個(gè)物體(或更多物或更多物體體)，若，若 A 機(jī)械能的減少量等于機(jī)械能的減少量等于 B 機(jī)械能的增加量機(jī)械能的增加量，系統(tǒng)機(jī)械能，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，即守恒，即EA減減EB增增2利用機(jī)械能守恒定律解題的一般

29、思路利用機(jī)械能守恒定律解題的一般思路(1)選取研究選取研究對(duì)象對(duì)象物體或系統(tǒng)；物體或系統(tǒng)；(2)根據(jù)研究對(duì)象所經(jīng)歷的物理過程，進(jìn)行根據(jù)研究對(duì)象所經(jīng)歷的物理過程，進(jìn)行受力、做功分析受力、做功分析，判斷判斷機(jī)械能機(jī)械能是否守恒；是否守恒；(3)恰當(dāng)?shù)剡x取參考平面，確定研究對(duì)象在過程的初、末態(tài)恰當(dāng)?shù)剡x取參考平面，確定研究對(duì)象在過程的初、末態(tài)時(shí)的機(jī)械能；時(shí)的機(jī)械能；(4)選取方便的機(jī)械能守恒定律的方程形式選取方便的機(jī)械能守恒定律的方程形式(Ek1Ep1Ek2Ep2、EkEp 或或EAEB)進(jìn)行求解進(jìn)行求解題型一、機(jī)械能守恒的條件的理解題型一、機(jī)械能守恒的條件的理解例例1 下列敘述中正確的是（下列敘述中

30、正確的是（ ）A. 做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體的機(jī)械能一定守恒做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體的機(jī)械能一定守恒B. 做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體的機(jī)械能可能守恒做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體的機(jī)械能可能守恒C. 外力對(duì)物體做功為外力對(duì)物體做功為0 ，物體的機(jī)械能一定守恒，物體的機(jī)械能一定守恒D. 系統(tǒng)內(nèi)只有重力和彈力做功時(shí)，系統(tǒng)的機(jī)械能一系統(tǒng)內(nèi)只有重力和彈力做功時(shí)，系統(tǒng)的機(jī)械能一定守恒定守恒提示提示 系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒，可根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒，可根據(jù)機(jī)械能守恒的條件來判斷能守恒的條件來判斷 【變式】【變式】如圖所示，一輕彈簧左端固定在長木板如圖所示，一輕彈簧左端固定在長木板M的左端，右端的左端，右端與小木塊與小木塊m連接，

31、且連接，且m、M及及M與地面間摩擦不計(jì)開始時(shí)，與地面間摩擦不計(jì)開始時(shí)，m和和M均靜止，現(xiàn)同時(shí)對(duì)均靜止，現(xiàn)同時(shí)對(duì)m、M施加等大反向的水平恒力施加等大反向的水平恒力F1和和F2，設(shè)兩物體開始運(yùn)動(dòng)以后的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，彈簧形變不超過其設(shè)兩物體開始運(yùn)動(dòng)以后的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，彈簧形變不超過其彈性限度。對(duì)于彈性限度。對(duì)于m、M和彈簧組成的系統(tǒng)和彈簧組成的系統(tǒng) （ ）A由于由于F1、F2等大反向，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒等大反向，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒B當(dāng)彈簧彈力大小與當(dāng)彈簧彈力大小與F1、F2大小相等時(shí)，大小相等時(shí)，m、M各自的動(dòng)能最大各自的動(dòng)能最大C由于由于F1、F2大小不變，所以大小不變，所以m、M各自一直做勻加速

32、運(yùn)動(dòng)各自一直做勻加速運(yùn)動(dòng)D由于由于F1、F2均能做正功，故系統(tǒng)的機(jī)械能一直增大均能做正功，故系統(tǒng)的機(jī)械能一直增大F1和和F2要么同時(shí)做正功，要么同要么同時(shí)做正功，要么同時(shí)做負(fù)功，系統(tǒng)機(jī)械能不守恒時(shí)做負(fù)功，系統(tǒng)機(jī)械能不守恒 彈彈簧彈力大小與簧彈力大小與F1F2大小相等之大小相等之前加速，之后減速，此時(shí)速度最前加速，之后減速，此時(shí)速度最大，動(dòng)能最大大，動(dòng)能最大 例例2如圖如圖 532 所示，一很長的、不可伸長的柔軟所示，一很長的、不可伸長的柔軟輕繩跨過光滑定滑輪，繩兩端各系一小球輕繩跨過光滑定滑輪，繩兩端各系一小球 a 和和 b.a 球質(zhì)量為球質(zhì)量為 m，靜置于地面；靜置于地面；b 球質(zhì)量為球質(zhì)量

33、為 3m，用手托住，高度為，用手托住，高度為 h，此時(shí)輕繩，此時(shí)輕繩)剛好拉緊從靜止開始釋放剛好拉緊從靜止開始釋放 b 后，后，a 可能達(dá)到的最大高度為可能達(dá)到的最大高度為( AhB1.5hC2hD2.5h題型二、系統(tǒng)機(jī)械能守恒的應(yīng)用題型二、系統(tǒng)機(jī)械能守恒的應(yīng)用易錯(cuò)點(diǎn)：從能量轉(zhuǎn)化觀點(diǎn)解決機(jī)械能守恒問題易錯(cuò)點(diǎn)：從能量轉(zhuǎn)化觀點(diǎn)解決機(jī)械能守恒問題易錯(cuò)易錯(cuò)變式變式1 (雙選雙選)如圖如圖 536，質(zhì)量分別為，質(zhì)量分別為 m 和和 2m 的的兩個(gè)小球兩個(gè)小球 A 和和 B，中間用輕質(zhì)桿相連，在桿的中點(diǎn)，中間用輕質(zhì)桿相連，在桿的中點(diǎn) O 處處有一固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸，把桿置于水平位置后釋放，在有一固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸，把桿置

34、于水平位置后釋放，在 B 球順球順時(shí)針擺動(dòng)到最低位置的過程中時(shí)針擺動(dòng)到最低位置的過程中AB 球的重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加，球的重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加，B 球和地球組成的系球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒統(tǒng)機(jī)械能守恒BA 球的重力勢(shì)能增加，動(dòng)能也增加，球的重力勢(shì)能增加，動(dòng)能也增加，A 球和地球組成的球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒系統(tǒng)機(jī)械能不守恒CA 球、球、B 球和地球組成球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒的系統(tǒng)機(jī)械能守恒DA 球、球、B 球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械不守恒球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械不守恒在分析機(jī)械能是否守恒時(shí)可以看力做功和能的轉(zhuǎn)在分析機(jī)械能是否守恒時(shí)可以看力做功和能的轉(zhuǎn)化本題中化本題中 B 球下落初

35、看起來重力勢(shì)能減小，動(dòng)能球下落初看起來重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增大似乎增大似乎 B 球機(jī)械能守恒，但球機(jī)械能守恒，但 B 球除受重力以外還球除受重力以外還有桿的彈力，桿的彈力不像繩，方向并不一定沿桿的有桿的彈力，桿的彈力不像繩，方向并不一定沿桿的方向，即在做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)桿的彈力可能做功，所以方向，即在做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)桿的彈力可能做功，所以 B 球機(jī)械能不一定守恒再看球機(jī)械能不一定守恒再看 A 球的動(dòng)能增加了，勢(shì)球的動(dòng)能增加了，勢(shì)能也增加了，能也增加了，A 球的能量哪里來的呢？只能是桿對(duì)球的能量哪里來的呢？只能是桿對(duì) A 球做功而來，所以球做功而來，所以 B 球受到的桿的彈力也做功所球受到的桿的彈力也做功所

36、以對(duì)以對(duì) A、B 單個(gè)物體來說，機(jī)械能都不守恒但桿并單個(gè)物體來說，機(jī)械能都不守恒但桿并不存在彈性勢(shì)能，所以對(duì)不存在彈性勢(shì)能，所以對(duì) A、B 系統(tǒng)來說，只有動(dòng)能系統(tǒng)來說，只有動(dòng)能與重力勢(shì)能的轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒與重力勢(shì)能的轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒變式變式2如圖所示，一根不可伸長的輕繩兩端分別系如圖所示，一根不可伸長的輕繩兩端分別系著小球著小球 A 和物塊和物塊 B，跨過固定于斜面體頂端的小滑輪，跨過固定于斜面體頂端的小滑輪 O，傾角為傾角為 30的斜面體置于水平地面上的斜面體置于水平地面上A 的質(zhì)量為的質(zhì)量為 m，B 的質(zhì)量為的質(zhì)量為 4m.開始時(shí)，用手托住開始時(shí)，用手托住 A，使，使 OA 段繩恰處于水段

37、繩恰處于水平伸直狀態(tài)平伸直狀態(tài)(繩中無拉力繩中無拉力)，OB 繩平行于斜面，此時(shí)繩平行于斜面，此時(shí) B 靜靜止不動(dòng)將止不動(dòng)將 A 由靜止釋放，在其下擺過程中，斜面體始由靜止釋放，在其下擺過程中，斜面體始終保持靜止，下列判斷中終保持靜止，下列判斷中正正確的是確的是(）A物塊物塊 B 受到的摩擦受到的摩擦力先減小后增大力先減小后增大B物塊物塊 B 受到的摩擦力一直增大受到的摩擦力一直增大C小球小球 A 的機(jī)械能守恒的機(jī)械能守恒D小球小球 A 的機(jī)械能不守恒的機(jī)械能不守恒例例3:如圖所示，一固定的楔形木塊，其斜面的傾角如圖所示，一固定的楔形木塊，其斜面的傾角=30，另一邊與水平地面垂直，頂上有一個(gè)定

38、滑輪，跨過定滑輪另一邊與水平地面垂直，頂上有一個(gè)定滑輪，跨過定滑輪的細(xì)線兩端分別與物塊的細(xì)線兩端分別與物塊A和和B連接，連接，A的質(zhì)量為的質(zhì)量為4m，B的質(zhì)的質(zhì)量為量為m。開始時(shí)，將。開始時(shí)，將B按在地面上不動(dòng)，然后放開手，讓按在地面上不動(dòng)，然后放開手，讓A沿斜面下滑而沿斜面下滑而B上升，所有摩擦均忽略不計(jì)。當(dāng)上升，所有摩擦均忽略不計(jì)。當(dāng)A沿斜面下沿斜面下滑距離滑距離s后，細(xì)線突然斷了。求物塊后，細(xì)線突然斷了。求物塊B上升的最大高度上升的最大高度H。2)4(21sin4vmmmgsmgsBA解：解：A、B系統(tǒng)機(jī)械能守恒，有系統(tǒng)機(jī)械能守恒，有即即v2=4s繩斷瞬間繩斷瞬間,B做豎直上拋?zhàn)鲐Q直上拋

39、,取繩斷瞬間取繩斷瞬間B處為零勢(shì)面處為零勢(shì)面,由機(jī)械能守恒有由機(jī)械能守恒有 :mghmv221得得h=0.2s所以物塊所以物塊B上升的最大高度為上升的最大高度為H=h+s=0.2s+s=1.2 s 變式變式如圖所示，跨過同一高度處的光滑輕小定滑輪的細(xì)線連接如圖所示，跨過同一高度處的光滑輕小定滑輪的細(xì)線連接著質(zhì)量相同的物體著質(zhì)量相同的物體A和和B，A套在光滑水平桿上，定滑輪離水套在光滑水平桿上，定滑輪離水平桿的高度平桿的高度h=0.2m，開始時(shí)讓連接，開始時(shí)讓連接A的細(xì)線與水平桿的夾角的細(xì)線與水平桿的夾角=53。由靜止釋放。由靜止釋放A，在以后的運(yùn)動(dòng)過程中，在以后的運(yùn)動(dòng)過程中，A所能獲得的所能獲

40、得的最大速度為多少？（最大速度為多少？（sin53=0.8，cos53=0.6，g取取10m/s2，且，且B不會(huì)與水平桿相碰。）不會(huì)與水平桿相碰。）BAh解：在解：在A物體從開始到物體從開始到C點(diǎn)的過程中，點(diǎn)的過程中，B下落的距離為：下落的距離為：h=（h/sin53）h=0.05mA、B系統(tǒng)機(jī)械能守恒有：系統(tǒng)機(jī)械能守恒有：mgh=（1/2）2mv2，得得 A的最大速度為的最大速度為v=lm/sC這一類問題要認(rèn)真分析題意，看清有哪些這一類問題要認(rèn)真分析題意，看清有哪些過程，過程中力以及力做功情況，機(jī)械能過程，過程中力以及力做功情況，機(jī)械能是否守恒一般運(yùn)用機(jī)械能守恒定律求速是否守恒一般運(yùn)用機(jī)械能

41、守恒定律求速度，再結(jié)合曲線運(yùn)動(dòng)規(guī)律求其他物理量度，再結(jié)合曲線運(yùn)動(dòng)規(guī)律求其他物理量還經(jīng)常與數(shù)學(xué)知識(shí)相結(jié)合求最值，還經(jīng)常與數(shù)學(xué)知識(shí)相結(jié)合求最值，比如比如20132013年山東理綜第年山東理綜第2222題。題。高考熱點(diǎn) 機(jī)械能守恒定律與曲線運(yùn)動(dòng)結(jié)合【例】【例】(2011 年清遠(yuǎn)清城區(qū)一模年清遠(yuǎn)清城區(qū)一模)在游樂節(jié)目中，選手需要借助懸掛在高處在游樂節(jié)目中，選手需要借助懸掛在高處的繩飛越到水面的浮臺(tái)上，小明和小陽觀看后對(duì)此進(jìn)行了討論如圖所示，他的繩飛越到水面的浮臺(tái)上，小明和小陽觀看后對(duì)此進(jìn)行了討論如圖所示，他們將選手簡化為質(zhì)量們將選手簡化為質(zhì)量m60 kg 的質(zhì)點(diǎn)，選手抓住繩由靜止開始擺動(dòng)，此時(shí)繩與的質(zhì)

42、點(diǎn)，選手抓住繩由靜止開始擺動(dòng)，此時(shí)繩與豎直方向夾角豎直方向夾角53，繩的懸掛點(diǎn)，繩的懸掛點(diǎn) O 距水面的高度為距水面的高度為 H3 m不考慮空氣阻不考慮空氣阻力和繩的質(zhì)量，浮臺(tái)露出水面的高度不計(jì)，水足夠深取重力加速度力和繩的質(zhì)量，浮臺(tái)露出水面的高度不計(jì)，水足夠深取重力加速度 g10 m/s2sin 530.8，cos 530.6.(1)求選手?jǐn)[到最低點(diǎn)時(shí)對(duì)繩拉力的大小求選手?jǐn)[到最低點(diǎn)時(shí)對(duì)繩拉力的大小 F；(2)若繩長若繩長 l2 m，選手?jǐn)[到最高點(diǎn)時(shí)松手落入水中，選手?jǐn)[到最高點(diǎn)時(shí)松手落入水中設(shè)水對(duì)選手的平均浮力設(shè)水對(duì)選手的平均浮力 f1800 N，平均阻力，平均阻力 f2700 N，求選手落入

43、水中的深度求選手落入水中的深度 d；(3)若選手?jǐn)[到最低點(diǎn)時(shí)松手，若選手?jǐn)[到最低點(diǎn)時(shí)松手， 小明認(rèn)為繩越長，在浮小明認(rèn)為繩越長，在浮臺(tái)上的落點(diǎn)距岸邊越遠(yuǎn)；小陽認(rèn)為繩越短，落點(diǎn)距岸臺(tái)上的落點(diǎn)距岸邊越遠(yuǎn)；小陽認(rèn)為繩越短，落點(diǎn)距岸邊越遠(yuǎn)請(qǐng)通過推算說明你的觀點(diǎn)邊越遠(yuǎn)請(qǐng)通過推算說明你的觀點(diǎn)1(2010 年揭陽二模年揭陽二模)如圖如圖 535 所示，位于豎直平面內(nèi)的所示，位于豎直平面內(nèi)的軌道，由一段斜直軌道和圓形軌道分別與水平面相切連接而成，軌道，由一段斜直軌道和圓形軌道分別與水平面相切連接而成，各接觸面都是光滑的，圓形軌道的半徑為各接觸面都是光滑的，圓形軌道的半徑為 R.一質(zhì)量為一質(zhì)量為 m 的小物塊的小物塊從斜軌道上從斜軌道上 A 點(diǎn)處由靜止開始下滑，恰好通過圓形軌道最高點(diǎn)點(diǎn)處由靜止開始下滑，恰好通過圓形軌