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专题六机械能守恒定律2课件2025高考物理复习专题
展开这是一份专题六机械能守恒定律2课件2025高考物理复习专题,共43页。
考点1 功和功率一、功的计算方法1.恒力做功的计算方法
2.变力做功的计算方法
注意 平均力法中的力随位移增加而均匀变化。
3.合力做功的计算方法(1)方法一:先求合力F合,再用W合=F合l cs α求功(合力为恒力)。(2)方法二:先求各个力做的功W1、W2、W3,…,再应用W合=W1+W2+W3+…求合力做的功 (常用于多阶段运动过程)。(3)方法三:利用动能定理求合力做功(已知初、末状态的动能)。二、摩擦力做功的特点摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功。摩擦力做功与路径有关。
二、摩擦力做功的特点摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功。摩擦力做功与路径有关。
考点2 动能定理及其应用一、应用动能定理解题的一般步骤
提示 动能是标量,动能定理是标量式,解题时不能分解动能。
二、动能定理与图像问题的结合常见图像的分析
三、动能定理在多过程问题中的应用1.当物体运动涉及多个阶段时,若题目要求计算某一中间物理量,需分阶段根据动能定 理列方程;若不需要研究运动的中间状态,可以把多阶段看成一个过程,对全程根据动 能定理列方程,从而避开每个运动过程的具体细节。2.思路分析
注意(1)各阶段的衔接点起到承前启后的作用,往往是解题的突破口。(2)变力做功容易出错,需重点分析。
例2 如图所示,质量为m的物体P套在固定的光滑水平杆上,轻绳跨过光滑的滑轮O和 O',一端与物体P相连,另一端与质量也为m的物体Q相连。用手托住物体Q使整个系统 处于静止状态,此时轻绳刚好拉直,且AO=L,OB=h,AB
功,所以物体P在B点时的动能最大,对物体P、Q组成的系统,根据机械能守恒定律可 知,物体P从A运动到B的过程中,物体Q重力势能的减少量等于物体P动能的增加量,所 以有mg(L-h)= mv2,解得物体P的最大速度为v= ,C正确。当物体P的速度再次为零时,物体Q的速度也为零,由系统机械能守恒可知,物体Q回到原来的位置,具有最 初的重力势能,D正确。
归纳总结 应用机械能守恒定律解题的一般步骤
考点4 功能关系 能量守恒一、常见的功能关系
二、能量守恒定律1.对能量守恒定律的两点理解(1)某种形式的能量减少,一定存在其他形式的能量增加,且减少量和增加量一定相等。(2)某个物体的能量减少,一定存在其他物体的能量增加,且减少量和增加量一定相等。2.应用能量守恒定律解题的步骤
题型9 机车启动问题一、两种启动方式
二、机车启动问题中的三个重要关系式1.两种启动方式,机车的最大速度都等于其匀速运动时的速度,即vm= 。2.机车以恒定加速度启动的过程中,匀加速过程结束时,功率最大,但此时速度v1=
题型10 涉及功能关系的几种常见模型一、传送带模型关于能量的两个核心问题(1)系统内因摩擦产生的热量的计算:依据Q=Ff·x相对,找出摩擦力与相对位移大小即可。 要注意在相对往返运动中,x相对为多过程相对位移大小之和,即相对路程。(2)由于传送物体而多消耗的电能一般而言,有两种计算思路:①运用能量守恒,多消耗的电能等于系统能量的增加量。 以倾斜向上运动的传送带传送物体为例,多消耗的电能E=ΔEp+ΔEk+Q;②运用功能关 系,多消耗的电能等于传送带克服阻力做的功,即E=fs传。
典例1 如图所示,绷紧的传送带与水平面的夹角θ=30°,传送带在电动机的带动下,始 终保持v0=2 m/s的速率运行,现把一质量为m=10 kg的工件(可视为质点)轻轻放在传送 带的底端,经过时间t=1.9 s,工件被传送到h=1.5 m的高处,g取10 m/s2,求:(1)工件与传送带间的动摩擦因数;(2)电动机由于传送工件多消耗的电能。
审题指导 工件由静止被传送到高处,说明μ> tan 30°,则当工件速度与传送带的速度相同时,将随传送带一起匀速运动,由滑动摩擦力突变为静摩擦力,而静摩擦力做功 不产生内能。
解析 (1)①F1=4 N时铁块与木板发生相对滑动了吗?木板与地面之间的最大静摩擦力为f1m=μ1(m1+m2)g=3 N<4 N铁块与木板之间的最大静摩擦力为f2m=μ2m2g=5 N>4 N故铁块与木板不会发生相对滑动,两物体相对地面发生相对滑动,对整体应用牛顿第 二定律有F1-f1m=(m1+m2)a代入数据解得a= m/s23 s后铁块的速度大小v=at=1 m/s。②铁块与木板之间的静摩擦力做功吗?静摩擦力做功会产生内能吗?铁块与木板之间相对静止时有静摩擦力,铁块和木板之间没有相对位移,一对静摩擦 力做功的代数和为0,故不会产生内能。木板与地面之间的滑动摩擦力做功产生内能,
木板相对地面的位移为x= at2=1.5 m因摩擦产生的内能Q=f1mx=4.5 J。(2)当F2=8 N时,铁块与木板之间发生相对滑动,对铁块,F2-μ2m2g=m2a2解得a2=3 m/s23 s末铁块的速度大小v2=a2t=9 m/s3 s内铁块的位移x2= a2t2=13.5 m对木板,μ2m2g-μ1(m1+m2)g=m1a1,解得a1=1 m/s23 s末木板的速度大小v1=a1t=3 m/s3 s内木板的位移x1= a1t2=4.5 m。③系统因摩擦力做功产生的内能如何求?
解法一由功能关系可知,铁块与木板之间因摩擦力做功产生的内能Q1=f2m(x2-x1)=45 J木板与地面之间因摩擦力做功产生的内能Q2=f1mx1=13.5 J整个系统因摩擦力做功产生的总内能Q总=Q1+Q2=58.5 J。解法二由功能关系可知,F2做的功等于系统动能的增加量和因摩擦力做功产生的内能之和,即F2x2= m1 + m2 +Q总解得Q总=58.5 J。 答案 (1)1 m/s 4.5 J (2)9 m/s 58.5 J
实验微专题7 验证机械能守恒定律一、实验原理及装置图 求出重物的重力势能的减少量和对应过程动能的增加量,在实验误差允许范围 内,若二者相等,说明机械能守恒,从而验证机械能守恒定律。
二、操作要领及注意事项1.如何安装打点计时器和纸带:使两限位孔在同一竖直线上,以减小摩擦力;纸带沿竖 直方向拉直。2.如何选择重物:选用密度大、体积小的重物。3.实验操作时应注意哪些细节:实验时,应先接通电源,让打点计时器正常工作后再松 开纸带,让重物从靠近打点计时器处下落。4.如何进行速度的计算:速度不能用v=gt或v= 计算,应根据纸带上测得的数据,利用vn= 计算。
三、数据处理1.方法一 利用起始点和第n个点选择开始的两点间距接近2 mm的一条纸带,选取打的第一个点为起始点,在实验误差 允许范围内若满足mghn= m ,则机械能守恒定律得到验证。2.方法二 任取两点A、B如果在实验误差允许范围内满足mghAB= m - m ,则机械能守恒定律得到验证。3.方法三 图像法若在实验误差允许范围内 v2-h图线是一条过原点且斜率为g的倾斜直线,则机械能守恒定律得到验证。
四、误差分析1.系统误差(1)产生原因:本实验中因重物和纸带在下落过程中要克服各种阻力(空气阻力、打点 计时器阻力)做功,故动能的增加量ΔEk稍小于重力势能的减少量ΔEp,即ΔEk<ΔEp。(2)改进的方法:调整器材的安装,尽可能地减小阻力等。2.偶然误差(1)产生原因:本实验在长度测量时会产生误差。(2)减小误差的方法:测下落距离时都从起始点量起,一次将各点对应的下落高度测量 完,或者多次测量取平均值来减小误差。
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