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 本章整合.ppt

题型二求解动力学的两种思路1.动力学方法利用牛顿运动定律结合运动学规律求解力学问题.2.能量的观点利用动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律以及功能关系求解力学问题.例2如图甲所示,长为L=4m的水平轨道AB与半径为R=0.6m的竖直半圆弧轨道BC在B处平滑连接,有一质量为m=1kg的滑块(大小不计)从A处由静止开始受水平力F作用面运动,F随位移变化的关系如图乙所示(水平向右为正),滑块与AB间的动摩擦因数为μ=0.25,与BC间的动摩擦因数未知,g取10m/s2.(计算结果可含根号)(1)求滑块在水平面上运动x1=2m时的速度大小;(2)求滑块到达B处时的速度大小;(3)若到达B点时撤去力F,滑块沿半圆弧轨道内侧上滑,并恰好能到达最高点C,则滑块在半圆弧轨道上克服摩擦力所做的功是多少?规律总结涉及动力学方法和能量观点的综合题,应根据题目要求灵活选用公式和规律.1.涉及力和运动的瞬时性分析或恒力作用下物体做匀变速直线运动的问题时,可用牛顿运动定律.2.涉及多过程、变力作用下的问题,不要求知道过程的细节,用功能关系解题简便.3.只涉及动能与势能的相互转化,单个物体或系统机械能守恒问题时,通常选用机械能守恒定律.4.涉及多种形式能量转化的问题用能量守恒分析较简便.题型三解决机械能守恒与圆周运动结合问题的方法两种分析思路(1)动力学分析法:在某一个点对物体受力分析,用牛顿第二定律列方程.注意圆周运动的向心力表达式及向心力来源.(2)功能关系分析法:对物体运动的某一过程应用动能定理或机械能守恒定律列方程,应用动能定理解题只需考虑外力做功和初、末两个状态的动能,并且可以把不同的运动过程合并为一个全过程来处理.机械能守恒定律中守恒条件是只有重力做功或系统内弹簧弹力做功.例3如图,质量为m=1kg的小滑块(视为质点)在半径为R的四分之一光滑圆弧的最高点A,由静止开始释放,它运动到B点时速度为v=2m/s.当滑块经过B后立即将圆弧轨道撤去.滑块在光滑水平面上运动一段距离后,通过换向轨道由C点过渡到倾角为θ=37°、长L=1m的斜面CD上,CD之间铺了一层匀质特殊材料,其与滑块间的动摩擦因数可在0≤μ≤1.5之间调节.斜面底部D点与光滑地面平滑相连,地面上一根轻弹簧一端固定在O点,自然状态下另一端恰好在D点.认为滑块在C、D两处换向时速度大小均不变,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计空气阻力.(1)求光滑圆弧的半径R以及滑块经过B点时对圆弧的压力大小;(2)若设置μ=0,求滑块从C第一次运动到D的时间及弹簧的最大弹性势能;(3)若最终滑块停在D点,求μ的取值范围.代入数据解得F=30N由牛顿第三定律得F=30N.得到μ1=1Ⅱ.滑块在斜面CD和水平地面间多次反复运动,最终静止于D点,当滑块恰好能返回C得到μ2=0.125当滑块恰好静止在斜面上,则有mgsinθ=μ3mgcosθ得到μ3=0.75所以,当0.125≤μ0.75,滑块在CD和水平地面间多次反复运动,最终静止于D点.综上所述,μ的取值范围是0.125≤μ0.75或μ=1.规律总结该题的两个关键点1.通过运动过程的分析,找准轨迹的最高点,不要认为c点是轨迹的最高点.2.机械能的增量等于受到的水平外力做的功.本课结束本章整合第四章内容索引知识网络体系构建重点题型归纳整合知识网络体系构建重点题型归纳整合题型一功和功率的计算1.功的计算方法(1)利用W=Fscosα求功,此时F是恒力.(2)利用动能定理或功能关系求功.(3)利用W=Pt求功.例1质量为m=20kg的物体,在大小恒定的水平外力F的作用下,沿水平面做直线运动.0~2s内F与运动方向相反,2~4s内F与运动方向相同,物体的v-t图像如图所示,g取10m/s2,则()A.拉力F的大小为100NB.物体在4s时拉力的瞬时功率为120WC.4s内拉力所做的功为480JD.4s内物体克服摩擦力做的功为320J答案B规律总结抓住v-t图像的两个主要用途1.v-t图线的斜率表示加速度的大小和方向.2.v-t图线与坐标轴围成的面积表示位移的大小.