第六课时动能定理与机械能守恒定律的运用.doc

第6课时 动能定理与机械能守恒定律的应用 高考考点目标 运用动能定理、机械能守恒定律是处理力学问题的一条重要途径。在众多知识点相对原大纲降低要求的情况下，本节各知识点动能、做功与动能改变的关系（动能定理）、重力势能，重力做功与重力势能改变的关系、弹性势能、机械能守恒定律在新课标考纲中除了弹性势能外全部为Ⅱ类要求，而且还增加了“功能关系”。本节的一个重要特点是综合性强，功能关系可以和高中物理几乎所有章节中的内容综合，所以历年高考都非常重视对本单元知识、原理和规律的考查。在本节复习中 要注意以下几点： ⑴动能定理适用范围广，是高中物理中处理力学问题的重要定理之一； ⑵由于机械能守恒定律的条件“苛刻”，机械能守恒定律的适用范围并不广。但由于高中物理特点所致，机械能守恒定律的应用在高考中出现的频率较高。 ⑶要把本节内容掌握更好，可以始终抓住“功是能转化的量度”这一主线，去总结归纳高中物理所涉及的各力所对应的能量转化，加以运用。 例题分析与方法指导 一、动能定理及其应用 例1 如图所示的竖直平面内有范围足够大、水平向左的匀强电场，在虚线的左侧有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感强度大小为B。一绝缘U形弯杆由两段直杆和一半径为R的半圆环连接组成，固定在纸面所在的竖直平面内。PQ、MN水平且足够长，MAP半圆环在磁场边界左侧，P、M 点在磁场边界线上，NMAP段是光滑的，现有一质量为m、带电+q的小环套在MN杆上，它所受电场力为重力的倍。现在M点右侧D点由静止释放小环，小环刚好能到达P点， （1）求DM间距离x0； （2）求上述过程中小环第一次通过与O等高的A点时弯杆对小环的作用力； （3）若小环与PQ间动摩擦因数为μ（设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等），将小环移至M点右侧4R处由静止开始释放。求小环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功。 解析：（1）小环刚好到达P点时速度vP=0 由动能定理得 ① ② 由①②得 （2）小环在A点时的速度为vA，由动能定理 ③ 弹力与洛伦兹力合力提供向心力 ④ 由③④得 （3）若 即 小环第一次到达P点右侧s1距离处速度为零，由动能定理 ⑤ ⑥ 由⑤⑥得 环将停在此处不动，所以克服摩擦力所做的功为 若 即 环经过来回往复运动，最后只能在PD之间往复运动，克服摩擦力功W 解得 在绝缘水平面上放一质量的带电滑块A，所带电荷．在滑块A的左边处有一个不带电的绝缘滑块B，滑块B的质量，B与一端连在竖直墙壁上的轻弹簧接触(不连接)且弹簧处于自然状态，弹簧原长．如图所示，在水平面上方空间加一水平向左的匀强电场，电场强度的大小，滑块A由静止释放后向左滑动并与滑块B发生碰撞，设碰撞时间极短，碰撞后两滑块结合在一起时共同运动并一起压缩弹簧至最短处(弹性限度内)，此时弹性势能，两滑块始终没有分开，两滑块的体积大小不计．与水平面间的动摩擦因数均为，g取．求： (1)两滑块碰撞后刚结合在一起时的共同速度； (2)两滑块被弹簧弹开后距竖直墙壁的最大距离 (1)滑块A受到的电场力大小，方向向左；摩擦力大小，所以A在电场力和摩擦力作用下向左做初速度为零的匀加速运动，直到与B发生碰撞． 碰撞前对A由动能定理得 解得 滑块A与B碰撞后，A、B结合在一起，由动量守恒定律得： 得 (2)设A、B结合在一起，压缩弹簧的过程中，弹簧的最大形变量为，这一过程，电场力做正功，摩擦力和弹簧弹力做负功，则由动能定理得 解得： 两滑块被弹簧弹开过程，弹簧弹力做正功，电场力和摩擦力做负功，设两滑块离开弹簧的距离为，由动能定理得 解得 故两滑块距竖直墙壁的最大距离 例3滑板运动是一项陆地上的“冲浪运动”，滑板运动员可在不同的滑坡上滑行，做出各种动作