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

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