2015届高考物理专题复习课件(天津专用)：第6讲机械能守恒定律功能关系讲解.ppt

热点考向3 机械能守恒定律与力学规律的综合应用 【典例3】(14分)(2013·南京一模)光滑水平面上有质量为M、高度为h的光滑斜面体A，斜面顶部有质量为m的小物体B，开始时都处于静止状态。从某时刻开始释放物体B，在B沿斜面下滑的同时斜面体A沿水平方向向左做匀加速运动。经过时间t，斜面体水平移动s，小物体B刚好滑到底端。 (1)求运动过程中斜面体A所受的合力FA； (2)分析小物体B做何种运动，并说明理由； (3)求小物体B到达斜面体A底端时的速度vB的大小。 【解题探究】 (1)斜面体A所受合力FA的求解： ①研究对象：____________。 ②物理学方程。 a.s= 。 b.F合=___。 光滑斜面体A Ma (2)物体B运动性质的判断： ①物体B的运动性质：_______________。 ②判断依据是什么？ 提示：物体A做匀加速直线运动，故B对A的作用力恒定，由牛 顿第三定律知，A对B的作用力是恒力，又由于B受到的重力也 是恒力，故B受到的合力是恒力，又由于B的初速度为零，故B 做匀加速直线运动。 匀加速直线运动 (3)在求解小物体B到达斜面体A底端时的速度vB时如何选取研 究对象？请写出该过程机械能守恒的表达式。 提示：选A、B组成的系统为研究对象，机械能守恒方程为 【解析】(1)对A，在匀加速运动过程中 ①(2分) 由牛顿第二定律得 FA=Ma ②(2分) 由①②得 (1分) (2)物体B做匀加速直线运动。因为A做匀加速运动，B对A的作 用力一定，由牛顿第三定律知，A对B的作用力也一定，B受到 的重力也是恒力，所以B受到的合力是恒力，又由于B的初速 度为零，故B做匀加速运动。 (4分) (3)对A、B组成的系统，由机械能守恒定律得 ③(2分) ④(2分) 由③④得 (1分) 答案：(1) (2)见解析 (3) 【拓展延伸】在该题中， (1)若斜面体A斜面的倾角为θ，则B对A作用力FBA的大小是多 少？ 提示：由第(1)问求得A所受的合力 ① 对A进行受力分析如图 FBAsinθ=FA ② 由①②得 (2)B的机械能减少了多少？ 提示：B的动能增加，重力势能减少，故B的机械能减少了EB减 【总结提升】 解决机械能守恒综合题目的一般方法 (1)对物体进行运动过程的分析，分析每一运动过程的运动规律。 (2)对物体进行每一过程中的受力分析，确定有哪些力做功，有哪些力不做功，哪一过程中满足机械能守恒定律的条件。 (3)分析物体的运动状态，根据机械能守恒定律及有关的力学规律列方程求解。 【变式训练】(多选)(2013·天津红桥区模拟) 如图所示，物体A、B通过细绳及轻质弹 簧连接在轻滑轮两侧，物体A、B的质量 分别为m、2m。开始时细绳伸直，用手 托着物体A使弹簧处于原长，且A与地面 的距离为h，物体B静止在地面上。放手后物体A下落，与地面即将接触时速度为v，此时物体B对地面恰好无压力。若在物体A下落的过程中，弹簧始终处在弹性限度内，则A接触地面前的瞬间( ) A.物体A的加速度大小为g，方向竖直向下 B.弹簧的弹性势能等于 C.物体B有向上的加速度 D.弹簧对物体A拉力的瞬时功率大小为2mgv 【解析】选B、D。当A即将接触地面时，物体B对地面无压力， 对B受力分析可知，细绳拉力等于轻弹簧弹力F=2mg，选项C错 误；然后对A受力分析可得：F-mg=ma，可得a=g,方向竖直向 上，选项A错误；A下落过程中，A与弹簧整体机械能守恒，可 得 弹簧的弹性势能 选项B正 确；拉力的瞬时功率为P=Fv=2mgv，选项D正确。 1.(2013·沈阳一模)如果一个物体在运动的过程中克服重力做了80 J的功，则( ) A.物体的重力势能一定增加80 J B.物体的机械能一定增加80 J C.物体的动能一定减少80 J D.物体的机械能一定减少80 J 【解析】选A。物体重力势能的改变量由重力做功决定，克服 重力做了80 J的功，即重力做了80 J的负功，重力势能增加 80 J，A正确。机械能的变化量由除重力之外的力做功决定， 动能的变化量由合外力做功