第七章 机械能守恒定律 章末整合 课件（人教版必修2）

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1、章末整合高中物理·必修2·人教版机械能守恒定律机械能守恒定律一、功和功率的计算1．功的计算：(1)恒力的功可根据W＝Flcosα计算．(2)根据W＝Pt计算一段时间内的功．(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．2．功率的计算：【例1】一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从t＝0时起，第1秒内受到2N的水平外力作用，第2秒内受到同方向的1N的外力作用．下列判断正确的是()答案AD二、动能定理及其应用1．对动能定理的理解(1)W总＝W1＋W2＋W3＋…，是包含重力在内的所有力做功的代数和

2、，若合外力为恒力，也可据W总＝F合lcosα求总功．(2)动能定理的计算式为标量式．(3)动能定理是计算物体位移或速率的简捷公式，当题目中涉及位移时可优先考虑动能定理．2．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)，明确各力的做功大小及正、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，列出动能定理求解．【例2】某兴趣小组设计了如图1所示的

3、玩具轨道，其中“2008”四个等高数字用内壁光滑的薄壁细圆管弯成，固定在竖直平面内(所有数字均由圆或半圆组成，圆半径比细管的内径大得多)，底端与水平地面相切．弹射装置将一个小物体(可视为质点)以va＝5m/s的水平初速度由a点弹出，从b点进入轨道，依次经过“8002”后从p点水平抛出．小物体与地面ab段间的动摩擦因数μ＝0.3，不计其它机械能损失．已知ab段长L＝1.5m，数字“0”的半径R＝0.2m，小物体质量m＝0.01kg，g＝10m/s2.求：图1(1)小物体从p点抛出后的水平射程；(2)小物体经过数字“0”的最高点时管道对小物体作用力的大小和方

4、向．答案(1)0.8m(2)0.3N，方向竖直向下解析物体经过了较复杂的几个过程，但从a至p的全过程中重力、摩擦力做功明确，初速度va已知，可根据动能定理求v，其他问题便可迎刃而解．(1)设小物体运动到p点时的速度大小为v，对小物体由a运动到p过程应用动能定理得：三、机械能守恒定律及其应用1．判断系统机械能是否守恒的方法(1)方法一：用做功来判定，对某一系统，只有重力和系统内弹力做功，其他力不做功．(2)方法二：用能量转化来判定，系统中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化．2．机械能守恒定律的表达式(1)E1＝E2，系统初状态的机械能等

5、于系统末状态的机械能．(2)ΔEk＋ΔEp＝0，系统变化的动能与系统变化的势能之和为零．(3)ΔEA增＝ΔEB减，系统内A物体增加的机械能等于B物体减少的机械能．3．机械能守恒定律应用的思路(1)确定研究对象和研究过程．(2)分析外力和内力的做功情况或能量转化情况，确认机械能守恒．(3)选取参考平面，表示出初、末状态的机械能．(4)列出机械能守恒定律方程及相关辅助方程求解．【例3】一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离．假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是()A．运动员到达最低点前重力势能始终减小B

6、．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力做负功，弹性势能增加C．蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D．蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关答案ABC解析运动员到达最低点过程中，重力做正功，所以重力势能始终减少，A项正确；蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加，B项正确；蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统，只有重力和弹性力做功，所以机械能守恒，C项正确；重力势能的改变与重力势能零点选取无关，D项错误．(1)小球在AB段运动的加速度的大小；(2)小球从D点运动到A点所用的时间．图2解析(1)小球在BCD段运动

7、时，受到重力mg、轨道正压力N的作用，如图所示．据题意，N≥0，且小球在最高点C所受轨道正压力为零NC＝0①设小球在C点的速度大小为vC，根据牛顿第二定律有四、功能关系、能量转化与守恒1．力学中几种常用的功能关系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、系统内弹力外的其它力的功机械能变化一对滑动摩擦力的总功内能变化2．能量守恒是无条件的，利用它解题一定要明确在物体运动过程的始、末状态间有几种形式的能在相互转化，哪些形式的能在减少，哪些形式的能在增加，表达式：ΔE减＝ΔE增．【例5】如图3所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道

8、，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，