粤教版高中物理必修第二册精品课件 第四章 机械能及其守恒定律 第七节 生产和生活中的机械能守恒.ppt

答案B解析由能量守恒定律可知,小孩在下滑过程中总能量守恒,选项A、C均错误;由于摩擦力要做负功,机械能不守恒,选项D错误;下滑过程中重力势能向动能和内能转化,选项B正确.3.(2021广东中山华侨中学期末)如图,一半径为R,粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置,直径POQ水平,一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开始下落,恰好从P点进入轨道,质点滑到轨道最低点N时,对轨道的压力为4mg,g为重力加速度的大小,用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功,则()A.W=mgR,质点恰好可以到达Q点B.WmgR,质点不能到达Q点C.W=mgR,质点到达Q点后,继续上升一段距离D.WmgR,质点到达Q点后,继续上升一段距离答案D械能在不断减小,而PN和NQ两端重力势能变化量的大小相等,所以质点在PN段的动能整体上大于NQ段,因此,质点在PN段克服摩擦力做功大于NQ段,PN段克服摩擦力做功mgR,所以NQ段摩擦力做功小于mgR,则整个过程摩擦力做功小于mgR,故质点到达Q点时速度不为零,可以继续上升一段距离,选项D正确.课堂篇探究学习问题一落锤打桩机实例引导例1小军看到打桩机,对打桩机的工作原理产生了兴趣.他构建了一个打桩机的简易模型,如图甲所示.他设想,用恒定大小的拉力F拉动绳端B,使物体从A点(与钉子接触处)由静止开始运动,上升一段高度后撤去F,物体运动到最高点后自由下落并撞击钉子,将钉子打入一定深度.按此模型分析,若物体质量m=1kg,上升1m高度时撤去拉力,撤去拉力前物体的动能Ek与上升高度h的关系图像如图乙所示.(g取10m/s2,不计空气阻力)(1)求物体上升到0.4m高度处F的瞬时功率;(2)若物体撞击钉子后瞬间弹起,且使其不再落下,钉子获得20J的动能向下运动,钉子总长为10cm,撞击前插入部分可以忽略,不计钉子重力.已知钉子在插入过程中所受的阻力f与深度x的关系图像如图丙所示,求钉子能够插入的最大深度.答案(1)瞬时功率为120W(2)最大深度为0.02m解析(1)撤去F前,根据动能定理,有(F-mg)h=Ek-0由图像乙得,斜率为k=F-mg=20N,代入数据解得F=30N,又由图像得h=0.4m时,Ek=8J,即v=4m/s代入数据解得PF=Fv=120W.又由图像丙得k=105N/m代入数据解得x=0.02m.问题二跳台滑雪实例引导例2高台滑雪以其惊险刺激而闻名,运动员在空中的飞跃姿势具有很强的观赏性.某滑雪轨道的完整结构可以简化成如图所示的示意图.其中AB段是助滑坡,倾角α=37°,BC段是水平起跳台,CD段是着陆坡,倾角θ=30°,DE段是停止区,AB段与BC段平滑相连,轨道各部分与滑雪板间的动摩擦因数均为μ=0.03,图中轨道最高点A处的起滑台距起跳台BC的竖直高度h=47m.运动员连同滑雪板的质量m=60kg,滑雪运动员从A点由静止开始起滑,通过起跳台从C点水平飞出,运动员在着陆坡CD上的着陆位置与C点的距离l=120m.设运动员在起跳前不使用雪杖助滑,忽略空气阻力的影响,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:(1)运动员在助滑坡AB上运动时加速度的大小;(2)运动员在C点起跳时速度的大小;(3)运动员从起滑台A点到起跳台C点的过程中克服摩擦力所做的功.答案(1)5.76m/s2(2)30m/s(3)1200解析(1)运动员在助滑坡AB上运动时,根据牛顿第二定律得mgsinα-μmgcosα=ma解得a=g(sinα-μcosα)=10×(0.6-0.03×0.8)=5.76m/s2.(2)设运动员从C点起跳后到落到着陆坡上的时间为t,运动员从C点起跳后做平抛运动,则有问题三实例引导实例引导例3过山车是游乐场中常见的设施.如图是一种过山车运行轨道的简易模型,它由竖直平面内粗糙斜面轨道和光滑圆形轨道组成.过山车与斜面轨道间的动摩擦因数为μ,圆形轨道半径为R,A点是圆形轨道与斜面轨道的切点.过山车(可视为质点)从倾角为θ的斜面轨道某一点由静止开始释放并顺利通过圆形轨道.若整个过程中,人能承受过山车对他的作用力不超过其自身重力的8倍.求过山车释放点距A点的距离范围.解析过山车恰能通过圆轨道的最高点从释放的最低点到A点,由动能定理过山车在圆轨道最低点承受作用力最大从释放的最高点到A点,由动能定理问题四功能关系的应用知识归纳1.功与能量的转化不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的.做功的过程就是各种形式的能量之间转化(或转移)的过程,且做了多少功,就有多少能量发