高考物理大一轮复习第5单元机械能第15讲机械能守恒定律及其应用课件

解析：物体两次的加速度之比 a2∶a1＝2tv∶vt ＝2∶1，位移之 比 l2∶l1＝22vt∶v2t＝2∶1，摩擦力之比 f2∶f1＝1∶1，由牛顿 第二定律得 F－f＝ma，则拉力之比 F2∶F1＝(ma2＋f)∶(ma1 ＋f)<2，做功之比 WF2∶WF1＝(F2·l2)∶(F1·l1)<4，Wf2∶Wf1 ＝(－f2·l2)∶(－f1·l1)＝2∶1，故 C 正确．
解析：人对车施加了三个力，分别为压力、推力 F、静摩擦 力 f，根据力做功的公式及作用力和反作用力的关系判断做 正功还是负功．当车匀速前进时，人对车厢壁的推力 F 做的 功为 WF＝Fs，静摩擦力做的功为 Wf＝－fs，人处于平衡状 态，根据作用力与反作用力的关系可知，F＝f，则人对车做 的总功为零，故 A 错误；当车加速前进时，人处于加速状态， 车厢对人的静摩擦力 f′向右且大于车厢壁对人的作用力 F′， 所以人对车厢的静摩擦力 f 向左，静摩擦力做的功 Wf＝－fs， 人对车厢的推力 F 方向向右，做的功为 WF＝Fs，因为 f>F， 所以人对车做的总功为负功，故 B 正确，D 错误；同理可以 证明当车减速前进时，人对车做的总功为正功，故 C 错误．
[审题指导] W＝F·lcos α 可以理解为功等于力与力方向上的 位移的乘积．
[解析] 如解析图，小球在 F 方向的位移为 CB， 方向与 F 同向，则 WF＝F·CB＝F·Lsin θ 小球在重力方向的位移为 AC，方向与重力反 向，则 WG＝mg·AC·cos 180° ＝－mg·L(1－cos θ) 绳的拉力 FT 时刻与运动方向垂直，则 WFT＝0 故 W 总＝WF＋WG＋WFT＝F·Lsin θ－mgL(1－cos θ)． [答案] 见解析
(多选)(2015·高考浙江卷)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 3.0×104 kg，设起飞过程中发动机的推力恒为 1.0×105 N；弹射器有 效作用长度为 100 m，推力恒定．要求舰载机在水平弹射结 束时速度大小达到 80 m/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(ABD) A．弹射器的推力大小为 1.1×106 N B．弹射器对舰载机所做的功为 1.1×108 J C．弹射器对舰载机做功的平均功率为 8.8×107 W D．舰载机在弹射过程中的加速度大小为 32 m/s2

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•考点 动能定理及其应用
• 1．动能
运动
• (1)定义：物体由于__________而具有的能．
• (2)公式：Ek＝___12_m_v_2____.
• (3)单位：____焦__耳____，1 J＝1 N·m＝1 kg·m2/s2.
• (4)标矢性：动能是__标__量___，只有正值，动能与速度方向__无_关_____.
• (5)动能的变化：物体__末__动_能___与__初_动__能___之差，即ΔEk＝
___12_m__v2_2－__12_m_v_21____.
• 2．动能定理 • (1)内容：在一个过程中合力对物体所做的功，等于物体在这个过程中
___动_能__的__变_化_______.
• (2)表达式：W＝ΔEk＝Ek2－Ek1＝__12_m__v_22－__12_m_v_21__.
• [例1](多选)一块长木板B放在光滑的水平面上，在B上放一物 体A，现以恒定的外力拉B，由于A、B间摩擦力的作用，A将 在B上滑动，以地面为参考系，A、B都向前移动一段距 离．在此过程中( BD )
• A．外力F做的功等于A和B动能的增量 • B．B对A的摩擦力所做的功，等于A的动能增量 • C．A对B的摩擦力所做的功，等于B对A的摩擦力所做的功 • D．外力F对B做的功等于B的动能的增量与B克服摩擦力所
•二 动能定理的应用
• 应用动能定理解题步骤
• 注意事项 • (1)动能定理往往用于单个物体的运动过程，由于不涉及加
速度及时间，比动力学研究方法要简便． • (2)动能定理表达式是一个标量式，在某个方向上应用动能
定理没有任何依据． • (3)应用动能定理时，必须明确各力做功的正、负．当一个

A．1���6���2������
3．重力做功与物体运动的路径无关,只与重力及 初、末位置的高度差 有关,WG=mgh.
重力做功与重力势能变化的关系:WG=-ΔEp. 二、弹性势能
1．定义:物体由于发生 弹性形变 而具有的能,是标量. 2．弹力做功与弹性势能变化的关系:W=-ΔEp.
教材知识梳理
三、机械能守恒定律
1．内容:在只有重力或(弹簧)弹力做功的物体系统内,动能和势能可以互相转化,而
总的机械能保持不变.
2．表达式
(1)守恒角度:E1=E2.(2)转化角度:ΔEk=-ΔEp.(3)转移角度:ΔEA=-ΔEB.
3．判断方法:(1)只有重力或系统内弹簧弹力做功;(2)只有动能和势能之间转化,没
有其他能量参与.
教材知识梳理
【思维辨析】
(1)重力势能的大小及变化与零势能面的选取有关. ( × ) (2)重力做功与路径有关. ( × ) (3)物体所受的合外力为零时,物体的机械能一定守恒. ( × ) (4)做匀速直线运动的物体机械能一定守恒. ( × ) (5)做曲线运动的物体机械能可能守恒. ( √ ) (6)形变量越大,弹性势能越大. ( × ) (7)重力势能越大,重力做功就越多. ( × )
考点互动探究
2．如图 15-2 所示,用轻弹簧相连的物块 A 和 B 放在光滑的水平面上,物块 A 紧靠竖直墙
壁,一颗子弹沿水平方向射入物块 B 后留在其中,由子弹、弹簧和 A、B 所组成的系统在 下列依次进行的过程中,机械能不守恒的是 ( )
图 15-2
A．子弹射入物块 B 的过程 B．物块 B 带着子弹向左运动,直到弹簧压缩量达最大的过程 C．弹簧推着带子弹的物块 B 向右运动,直到弹簧恢复原长的过程 D．带着子弹的物块 B 因惯性继续向右运动,直到弹簧伸长量达最大的过程

在 ab 滑落过程中，根据机械能守恒定律可得 mgR＝12mv2b③
联立三式可得 R＝4sh2 ＝0.25 m
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(2)下滑过程中，初速度为零，只有重力做功，根据机械能守恒定
律可得 mgh＝12mv2c④ 因为物体滑到 c 点时与竖直方向的夹角等于(1)问中做平抛运动过
程中经过 c 点时速度与竖直方向的夹角相等，设为θ，则根据平抛
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[思考] 如图所示，起重机正在向高处起吊楼板。
(1)楼板上升过程中，重力势能怎么变化？重力做什么功？ (2)若被吊楼板的质量为2吨，将它从地面起吊至20米高的楼层。 则楼板的重力势能变化了多少？重力做了多少功？两者存在什么 关系？
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知识点二、机械能守恒定律及应用 1.机械能：_动__能_和势__能__统称为机械能，其中势能包括_弹__性__势__能__和
时，α＝90°，P＝0，故小球由位置C到位置D的过程中，重力
的功率先增大后减小。
(2)全过程对小球由机械能守恒定律得 mg(L＋h＋xsin θ)＝Ek，解得 Ek＝mg(x
h＋h L＋h＋L)。
答案 (1)重力的功率先增大后减小 (2)mg(x h＋h L＋h＋L)
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方法提炼 应用机械能守恒定律解题的一般步骤
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考点二 单个物体的机械能守恒 1.机械能守恒定律的表达式
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2.机械能守恒定律与动能定理的比较
机械能守恒定律
动能定理
适用条件 只有重力或弹力做功
没有条件限制，它不但允许重力 和弹力做功，还允许其他力做功
不但要分析研究对象初、末状态
只需分析研究对象初、末状
不
分析思路 态的动能和势能
的动能，还要分析所有外力所做
同的功点 研究对象源自一般是物体组成的系统一般是一个物体(质点)