2018_2019学年高中物理第2章能的转化与守恒章末总结学案鲁科版必修2.doc

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PAGE PAGE 1 第2章 能的转化与守恒 章末总结 一、动能定理的理解及应用 1.动能定理的理解 适用范围 既适用于恒力作用过程,也适用于变力作用过程;既适用于物体做直线运动的情况,也适用于物体做曲线运动的情况 揭示关系 揭示了合外力做功与动能变化的关系,若合外力做功为W,物体的动能就增加W。若合外力做功为-W,物体的动能应减少W 研究对象 既可以是单个物体,也可以是几个物体所组成的一个系统 研究过程 既可以是针对运动过程中的某个具体过程,也可以是针对运动的全过程。对全过程列式时,关键是分清整个过程中哪些力做功,且各个力做功应与位移对应,并确定初、末状态的动能 参考系 动能定理的计算式为标量式,v为相对同一参考系的速度。没有特殊说明,都是指相对于地面。动能定理无分量式,不能在某一方向上应用动能定理列方程 2.应用动能定理的一般思路 [例1] 如图1所示,右端连有一个光滑弧形槽的水平桌面AB长L=1.5 m,一个质量为m=0.5 kg的木块在F=1.5 N 的水平拉力作用下,从桌面上的A端由静止开始向右运动,木块到达B端时撤去拉力F,木块与水平桌面间的动摩擦因数μ=0.2,取g=10 m/s2。求: 图1 (1)木块沿弧形槽上升的最大高度(木块未离开弧形槽); (2)木块沿弧形槽滑回B端后,在水平桌面上滑动的最大距离。 解析 (1)设木块沿弧形槽上升的最大高度为h,木块在最高点时的速度为零。从木块开始运动到弧形槽最高点,由动能定理得:FL-f L-mgh=0 其中f=μN=μmg=0.2×0.5×10 N=1.0 N 所以h=eq \f(FL-fL,mg)=eq \f((1.5-1.0)×1.5,0.5×10) m=0.15 m (2)设木块离开B点后沿桌面滑动的最大距离为x。由动能定理得:mgh-f x=0 所以x=eq \f(mgh,f)=eq \f(0.5×10×0.15,1.0) m=0.75 m 答案 (1)0.15 m (2)0.75 m [针对训练1] (2018·怀化高一检测)2016年冰壶世界青年锦标赛于3月5日~13日在土耳其埃尔祖鲁姆举行。冰壶在水平冰面上的一次滑行可简化为如下过程:如图2所示,运动员将静止于O点的冰壶(视为质点)沿直线OO′推到A点放手,此后冰壶沿AO′滑行,最后停于C点。已知冰面与各冰壶间的动摩擦因数为μ,冰壶质量为m,AC=L,CO′=r,重力加速度为g。 图2 (1)求冰壶在A点的速率; (2)若将BO′段冰面与冰壶间的动摩擦因数减小为0.8 μ,原只能滑到C点的冰壶能停于O′点,求A点与B点之间的距离。 解析 (1)对冰壶从A到C,由动能定理有-μmgL=0-eq \f(1,2)mveq \o\al(2,A) 得vA=eq \r(2μgL)。 (2)设AB间距离为s,对冰壶:从A到O′,由动能定理有 -μmgs-0.8μmg(L+r-s)=0-eq \f(1,2)mveq \o\al(2,A),得s=L-4r。 答案 (1)eq \r(2μgL) (2)L-4r 二、机械能守恒定律的理解及应用 1.机械能守恒的条件 在一个系统中只有重力或弹簧弹力做功,其他力不做功或做功为零的时候系统机械能守恒。重力做功使能量在重力势能与动能之间转换,弹簧弹力做功使能量在弹性势能与动能之间转换,因此重力做功与弹簧弹力做功不会改变机械能的总量。 2.机械能守恒定律的表达式 (1)从守恒的角度:系统的初、末两状态机械能守恒,即E2=E1;或者Ek1+Ep1=Ek2+Ep2,即系统的初始状态的机械能总量等于末状态的机械能总量。 (2)从转移的角度:系统中一部分物体机械能的增加等于另一部分物体机械能的减少,即ΔEA=-ΔEB。 (3)从转化的角度:系统动能的增加等于势能的减少,即ΔEk=-ΔEp。 3.机械能守恒定律和动能定理的应用比较   规律 内容    机械能守恒定律 动能定理 表达式 E1=E2 ΔEk=-ΔEp ΔEA=-ΔEB W=ΔEk 应用范围 只有重力或弹力做功时 无条件限制 研究对象 系统 单个物体 关注角度 守恒的条件和初、末状态机械能的形式及大小 动能的变化及合力做功情况 [例2] (2018·日照高一检测)如图3所示,质量均为m的物体A和B,通过轻绳跨过定滑轮相连。斜面光滑,倾角为θ,不计绳子和滑轮之间的摩擦。开始时A物体离地的高度为h,B物体位于斜面的底端,用手托住A物体,使A、B两物体均静止。现将手撤去。 图3 (1)求A物体将要落地时的速度为多大? (2)A物体落地后,B物体由于惯性将继续沿斜面向上运动,则B物体在斜面上到达的最高点离地的高度为多大? 解析 (1)撤去手后,A、B两物体同时运动,并且速率相等,由于两物体构成的系统只有重力做功,故系统的机械能守

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