高中物理 第1章 功和机械能 习题课2 动能定理和机械能守恒定律教案 鲁科版必修第二册-鲁科版高一第二册物理教案VIP免费

习题课2动能定理和机械能守恒定律【学习素养·明目标】1.进一步理解动能定理及其应用.2.深刻理解机械能守恒定律，会利用机械能守恒定律处理多过程问题．动能定理的理解1.动能定理公式中体现的三个关系(1)数量关系：即合外力所做的功与物体动能的变化具有等量代换关系．可以通过计算物体动能的变化求合力的功，进而求得某一力的功．(2)单位关系：等式两侧物理量的国际单位都是焦耳．(3)因果关系：合外力的功是物体动能变化的原因．2．动能定理叙述中外力的含意：定理中所说的“外力”既可以是重力、弹力、摩擦力，也可以是其他力．3．应用动能定理的注意事项(1)动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系的，一般以地面或相对地面静止的物体为参考系．(2)应用动能定理时，必须明确各力做功的正、负．(3)应用动能定理解题，关键是对研究对象进行准确的受力分析及运动过程分析，并画出物体运动过程的草图，借助草图理解物理过程和各量关系．【例1】如图所示，质量为m的物体静置在水平光滑的平台上，系在物体上的绳子跨过光滑的定滑轮，由地面上的人以速度v0向右匀速拉动，设人从地面上平台的边缘开始向右行至绳与水平方向夹角为45°处，在此过程中人所做的功为()A．B．C．D．mvC[人从地面上平台的边缘开始向右行至绳与水平方向夹角为45°处的过程中，当绳与水平方向夹角为45°时，沿绳方向的速度v＝v0cos45°＝，故此时质量为m的物体速度等于，对物体由动能定理可知，在此过程中人所做的功为，选项C正确．]运用动能定理应注意的事项(1)动能定理的研究对象可以是单一物体，或者是可以看作单一物体的物体系统．(2)当题目中涉及位移和速度而不涉及时间时，可优先考虑动能定理．(3)处理曲线运动中的速率问题时要优先考虑动能定理．(4)求变力做功问题优先考虑动能定理．1．如图所示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一质量为m的物体向右滑行，并冲上固定在地面上的斜面．设物体在斜面最低点A的速度为v，压缩弹簧至C点时弹簧最短，C点距地面高度为h，则从A到C的过程中弹簧弹力做功是()A．mgh－mv2B．mv2－mghC．－mghD．－(mgh＋mv2)A[由A到C的过程运用动能定理可得：－mgh＋W＝0－mv2，所以W＝mgh－mv2，所以A正确．]机械能守恒定律的表达式及应用1．机械能守恒定律的表达式(1)守恒观点：Ek＋Ep＝Ek′＋Ep′(一定要选参考平面)．(2)转化观点：ΔEk＝－ΔEp(不需要选参考平面)．(3)转移观点：ΔE增＝ΔE减(不需要选参考平面)．2．应用机械能守恒的一般步骤(1)选取研究对象(2)根据受力分析和各力做功情况分析，确定是否符合机械能守恒条件．(3)确定初、末状态的机械能或运动过程中物体机械能的转化情况．(4)选择合适的表达式列出方程，进行求解．(5)对计算结果进行必要的讨论和说明．【例2】如图所示，质量为m的木块放在光滑的水平桌面上，用轻绳绕过桌边的定滑轮与质量为M的砝码相连．已知M＝2m，让绳拉直后使砝码从静止开始下降h(此时竖直绳长小于桌高)的距离，木块仍在桌面上，则此时砝码的速度为多大？思路探究：砝码、木块及轻绳组成的系统在相互作用的过程中，除砝码的重力做功外，还有绳的拉力对砝码做负功，对木块做正功，且二者之和为0，故系统的机械能守恒，也可以运用动能定理来求解．[解析]方法一利用机械能守恒定律求解设砝码开始离桌面的距离为x，取桌面所在的水平面为参考平面，则系统的初态机械能E1＝－Mgx系统的末态机械能E2＝－Mg(x＋h)＋(M＋m)v2，由E2＝E1得－Mg(x＋h)＋(M＋m)v2＝－Mgx又M＝2m联立以上各式得v＝.方法二利用动能定理求解设拉力对木块所做的功为W，则拉力对砝码所做的功为－W，对木块由动能定理得W＝mv2对砝码由动能定理得Mgh－W＝Mv2，联立以上两式得v＝.[答案]用机械能守恒定律解题应注意的两个问题(1)列方程时，选取的表达角度不同，表达式不同，对参考平面的选取要求也不一定相同．(2)应用机械能守恒能解决的问题，应用动能定理同样能解决，但其解题思路和表达式有所不同．2．如图所示，在光滑的水平桌面上放置一根长为l的链条，链条沿桌边挂在桌外的长度为a，链条由静止开始释放，求链条全部离开桌面时的速度．[解析]当链条从图示位置到全部离开桌...