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.pdf
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1、第 2 章 能的转化与守恒第 2 章 能的转化与守恒 章末总结章末总结 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
2、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L1.5 m, 一个质量为m0. 5 kg 的木块在F1.5 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0.2,取g10 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
3、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:FLf Lmgh0 其中fNmg0.20.510 N1.0 N 所以h m0.15 m FLfL mg (1.51.0) 1.5 0.5 10 (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:mghf x0 所以x m0.75 m mgh f 0.5 10 0.15 1.0 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
4、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,冰壶质量为m,ACL,COr,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 ,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mgL0mv 1 2 2A 得vA。2gL (2)设AB间距离为s,对冰壶:从A到O,由动能定理有 mgs0.8mg(Lrs)0mv,得sL4r。 1 2 2A 答案 (1) (2)L4r2gL 二、机械能守恒定律的理解
5、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E2E1;或者Ek1Ep1Ek2Ep2, 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 EA EB。 (3)从转化的角度:系统动能的增加等于势能的减少,即 EkEp。 3.机
6、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 E1E2 EkEp EAEB WEk 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, 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
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