人教版高中物理必修二第15讲：机械能守恒定律及实验验证 （学生版）——公主坟陈亚光.doc

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1、机械能守恒定律及实验验证____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1.理解机械能守恒定律及实验。2.学会运用动量定理机械能守恒解决问题。机械能守恒定律1．动能和势能（重力势能和弹性势能）统称为机械能：________．2．_____________________________

2、___________________________________________________________________________________．这个结论叫做机械能守恒定律．3．判断机械能守恒的方法一般有两种：（1）对某一物体，若只有重力（或系统内弹簧的弹力）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，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．4．应用机械能守恒定律解题的基本步骤：（1）根

3、据题意，选取研究对象（物体或系统）（2）明确研究对象的运动过程，分析对象在过程中的受力情况，弄清各力做功情况，判断是否符合机械能守恒的条件．（3）恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程的起始状态和末了状态的机械能（包括动能和重力势能）．（4）根据机械能守恒定律列方程，进行求解．13类型一：机车启动问题例1.质量为500t的机车以恒定的功率由静止出发，经5min行驶2．25km，速度达到最大值54km/h，设阻力恒定且取g＝10m/s2．问：（1）机车的功率P多大？（2）机车的速度为36km/h时机车的加速度a多大？解析:因为机车的功率恒定，由公式P＝Fv

4、可知随着速度的增加，机车的牵引力必定逐渐减小，机车做变加速运动，虽然牵引力是变力，但由W＝P·t可求出牵引力做功，由动能定理结合P＝Ff·vm，可求出机车的功率．利用求出的功率和最大速度可求阻力，再根据F＝，求出36km/h时的牵引力，再根据牛顿第二定律求出机车的加速度a．（1）以机车为研究对象，机车从静止出发至达速度最大值过程，根据W＝ΔEk，有P·t－Ff·s＝mvm2，①当机车达到最大速度时，F＝Ff．所以P＝F·vm＝Ff·vm．②当机车速度v＝36km/h时机车的牵引力F＝N＝3.75×104N．Ff＝＝2.5×104N．联立（1）、（2

5、）式有P＝＝3.75×105W．（2）由Ff＝可求出机车受到的阻力根据F合＝ma可得机车v＝36km/h时的加速度a＝m/s2＝2.5×10－2m/s2．类型二:动能定理机械能圆周综合问题例2.（2015福建）如图，质量为M的小车静止在光滑的水平面上，小车AB段是半径为R的四分之一圆弧光滑轨道，BC段是长为L的水平粗糙轨道，两段轨道相切于B点，一质量为m的滑块在小车上从A点静止开始沿轨道滑下，重力加速度为g。（1）若固定小车，求滑块运动过程中对小车的最大压力；（2）若不固定小车，滑块仍从A点由静止下滑，然后滑入BC轨道，最后从C点滑出小车，已知滑块质量,在任

6、一时刻滑块相对地面速度的水平分量是小车速度大小的2倍，滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ，求：13滑块运动过程中，小车的最大速度vm；滑块从B到C运动过程中，小车的位移大小s。解析:试题分析：（1）由图知，滑块运动到B点时对小车的压力最大从A到B，根据动能定理：在B点：联立解得：FN=3mg，根据牛顿第三定律得，滑块对小车的最大压力为3mg（2）①若不固定小车，滑块到达B点时，小车的速度最大根据动量守恒可得：从A到B，根据能量守恒：联立解得：②设滑块到C处时小车的速度为v，则滑块的速度为2v，根据能量守恒：解得：小车的加速度：根据解得：s=L/3答案：（1）3mg（

7、2）①②s=L/3类型三：动能定理，牛顿第二定律，运动学公式，功率和功的计算例3.（2015浙江）我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器。舰载机总质量为，设起飞过程中发动机的推力恒为13；弹射器有效作用长度为100m，推力恒定。要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80m/s。弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和，假设所受阻力为总推力的20％，则A.弹射器的推力大小为B.弹射器对舰载机所做的功为C.弹射器对舰载机做功的平均功率为D.舰载机在弹射过程中的加速度大小为解析：设发动机的推力为，弹射器的推力为，则阻力为，根据动能定理可得，，故解得，A正

8、确；弹射器