2020年高考物理总复习(教科版)课件第五章 机械能 第2课时 机械能守恒定律

答案
(1)3.0×105 J
(2)2×103 N
(3)33.3 m
[要点突破] 要点 应用动能定理解决问题的步骤
1.选取研究对象，明确它的运动过程。
2.分析研究对象的受力情况和各力的做功情况，然后求各个外力 做功的代数和。 受哪些力→各力是否做功→做正功还是负功→做多少功 3.明确物体始末状态的动能Ek1和Ek2。
向西运动，若有一个大小为8 N、方向向北的恒力F作用于物体，
解析
物体原来在光滑水平面上匀速向
西运动，受向北的恒力 F 作用后将做类 平抛运动，如图所示。物体在向北方向 F 上的加速度 a＝m＝4 m/s2，2 s 后在向北方向上的速度分量 v2＝at
2 ＝8 m/s， 故 2 s 后物体的合速度 v＝ v2 所以物体在 1＋v2＝10 m/s，
选项 C 正确。
答案
C
2.用同样的水平力分别沿光滑水平面和粗糙水平面推动同一个木
块，都使它们移动相同的距离。两种情况下推力的功分别是 W1、
W2，木块最终获得的动能分别为Ek1、Ek2，则( A.W1＝W2，Ek1＝Ek2 C.W1＝W2，Ek1≠Ek2 ) B.W1≠W2，Ek1≠Ek2 D.W1≠W2，Ek1＝Ek2
于恒力做功，也可用于变力做功；动能定理可分段处理，也可 整过程处理。 2.解决多过程问题的策略： (1)分解过程(即将复杂的物理过程分解成若干简单过程处理)
(2)整个过程用动能定理
【过关演练】
1.质量为m＝2 kg的物体，在光滑水平面上以v1＝6 m/s的速度匀速 在t＝2 s内物体的动能增加了( A.28 J B.64 J ) C.32 J D.36 J
(1)求从发现刹车失灵至到达“避险车道”这一过程汽车动能的变

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第五章 机械能及其守恒定律
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高三物理
动能
运动 1．定义：物体由于运动而具有的能．
1 2 2．公式：Ek＝ mv 2. 2 3．单位：J,1 J＝1 N· m＝1 kg· 2/s2. m 4．矢标性：动能是标量，只有正值． 标量
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考 技 案 例 导 析
易 错 易 混 分 析
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第五章 机械能及其守恒定律
பைடு நூலகம்
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例1 如图是某中学科技小组制 作的利用太阳能驱动小车的装置．当 太阳光照射到小车上方的光电板时， 光电板中产生的电流经电动机带动小 车前进．若小车在平直的水泥路上从静止开始加速行驶， 经过时间t前进距离s，速度达到最大值vm，设这一过程中 电动机的功率恒为P，小车所受阻力恒为F，那么这段时 间内电动机所做的功为( Fs A. 2
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得 f＝m(g－a)＝80×(10－8)N＝160 N (2)从图中估算得出运动员在 14 s 内下落了 h＝39.5×2×2 m＝158 m
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1 2 根据动能定理，有 mgh－Wf＝ mv 2 1 2 所以有 Wf＝mgh－ mv 2 1 ＝(80×10×158－ ×80×62) J＝1.25×105 J 2
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例 3 如图所示，一半径为 R 的光滑 半圆柱水平悬空放置，C 为圆柱最高 点，两小球 P、Q 用一轻质细线悬挂 在半圆柱上，水平挡板 AB 及两小球 开始时位置均与半圆柱的圆心在同
一水平线上，水平挡板 AB 与半圆柱间有一小孔能让小 球通过，两小球质量分别为 mP＝m，mQ＝4m，水平挡 板到水平面 EF 的距离为 h＝2R，现让两小球从图示位 置由静止释放，当小球 P 到达最高点 C 时剪断细线，小 球 Q 与水平面 EF 碰撞后等速反向被弹回，重力加速度 为 g，不计空气阻力，取π ≈3.求：
力势能增量的负值，即 WG＝－Δ Ep＝－(Ep2－Ep1) ＝Ep1－Ep2.
③重力势能的变化量是绝对的，与零势能面的选
择无关．
2．弹性势能 (1)概念：物体由于发生__弹__性__形__变___而具有的能． (2)大小：弹簧的弹性势能的大小与形变量及劲度 系数有关，弹簧的形变量__越__大__，劲度系数__越__大__，
【解析】小球以 v 竖直上抛的最大高度为 h，到 达最大高度时速度为 0；小球不能上升到最高点就做 斜抛运动了，不能击中触发器，故 A 错误；小球离开 斜面后做斜抛运动了，不能击中触发器，故 B 错误； 根据机械能守恒定律可知，小球上升到最高点时速度 刚好等于零，可以击中触发器，故 C 正确；在双轨中 做圆周运动时到达最高点的速度可以为零，所以小球 可以上升到最高点并击中触发器，故 D 正确．
【小结】1.本题中剪断细线前，细线对两小球均 做功，两小球的机械能均不守恒，但取两小球和细线 为系统，则只有重力做功，满足机械能守恒．剪断细 线后两小球的机械能均守恒，因此运用机械能守恒定 律解题时，一定要注意研究对象的选择．
2．系统机械能守恒时，内部的相互作用力分为 两类：

考向二
动能定理的图象问题
1．解决物理图象问题的基本步骤
2．四类图象所围面积的含义 v－t图 a－t图 F－s图 由公式x＝vt可知，v－t图线与坐标轴围成的面积 表示物体的位移 由公式Δv＝at可知，a－t图线与坐标轴围成的面 积表示物体速度的变化量 由公式W＝Fs可知，F－s图线与坐标轴围成的面 积表示力所做的功 由公式W＝Pt可知，P－t图线与坐标轴围成的面 积表示力所做的功
【知识对点自测】 3．判一判 (1)如果物体所受的合外力为零，那么合外力对物体做功 一定为零．( )
(2) 物 体 在 合 外 力 作 用 下 做 变 速 运 动 时 ， 动 能 一 定 变 化．( ) )
(3)物体的动能不变，所受的合外力必定为零．(
答案：(1)√ (2)× (3)×
1 4.如图所示，AB 为 圆弧轨道，BC 4 为水平直轨道，圆弧对应的圆的半径为 R，BC 的长度也是 R，一质量为 m 的物 体与两个轨道间的动摩擦因数都为 μ， 当它由轨道顶端 A 从静 止开始下落，恰好运动到 C 处停止，那么物体在 AB 段克服 摩擦力所做的功为( 1 A. μmgR 2 C．mgR ) 1 B. mgR 2 D．(1－μ)mgR
冰面之间的动
摩擦因数为 μ，由动能定理得 1 2 1 2 －μmgs0＝ mv1－ mv0 2 2
2 v2 0－v1 解得 μ＝ 2gs0
① ②
(2)冰球到达挡板时，满足训练要求的运动员中，刚好到 达小旗处的运动员的加速度最小．设这种情况下，冰球和运 动员的加速度大小分别为 a1 和 a2，所用的时间为 t.由运动学 公式得
4．适用范围
曲线运动 ． (1)动能定理既适用于直线运动，也适用于__________ 变力做功 ． (2)既适用于恒力做功，也适用于__________