江苏版高考物理复习专题六机械能守恒定律教学课件

这是一份江苏版高考物理复习专题六机械能守恒定律教学课件，共60页。
3.正功、负功与不做功
注意　力做功的正负,还可以根据力与瞬时速度方向的夹角α判断:0≤α-40 J。
4.重力做功的特点(1)物体运动时,重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关,而跟物体运动的路 径无关。(2)重力做功不引起物体机械能的变化。5.重力做功与重力势能变化的关系(1)定性关系:重力对物体做正功,重力势能减少,重力对物体做负功,重力势能增加。(2)定量关系:重力对物体做的功等于物体重力势能的减少量,即WG=Ep1-Ep2=-(Ep2-Ep1)=-ΔEp。二、弹性势能1.定义:发生弹性形变的物体的各部分之间,由于有弹力的相互作用而具有的势能。
2.弹力做功与弹性势能变化的关系:弹力做正功,弹性势能减少;弹力做负功,弹性势能 增加。即W=-ΔEp。三、机械能守恒定律1.内容:在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以互相转化,而总的机械 能保持不变。2.机械能守恒的表达式(1)守恒观点:E1=E2或Ep1+Ek1=Ep2+Ek2 (需选取零势能面)。(2)转化观点:ΔEk+ΔEp=0(动能与势能间的转化)。(3)转移观点:ΔEA+ΔEB=0(系统内物体间机械能的转移)。
注意　机械能守恒是指整个过程中系统机械能保持不变,而非仅初、末状态机械能相 等。3.对机械能守恒条件的理解(1)只受重力作用,例如做平抛运动的物体机械能守恒。(2)除重力外,物体还受其他力,但其他力不做功或做功的代数和为0。(3)除重力外,只有系统内的弹力做功,那么系统的机械能守恒。4.机械能守恒的判断方法
注意　当题中出现表面光滑,或者有静摩擦力而无滑动摩擦力时,优先判断物体或系 统是否机械能守恒。四、多物体组成的系统机械能守恒问题1.几种实际情境的分析(1)速率相等情境 　　      　　     
注意分析各个物体在竖直方向的高度变化。(2)角速度相等情境           ①杆对物体的作用力并不总是沿杆的方向,杆能对物体做功,单个物体机械能不守 恒。②由v=ωr知,v与r成正比。
      两物体速度的关联实质:沿绳(或沿杆)方向的分速度大小相等。 
2.多物体组成的系统中机械能守恒问题的解题思路
例4    (2023届苏州三模)如图所示,滑块a穿在固定的光滑竖直杆上,滑块b放在光滑水 平地面上,a、b通过铰链用刚性轻杆连接。将a从距地面一定高度处由静止释放,在a 着地前的运动过程中,下列说法正确的是 (　    ) A.a的机械能先减少后增加B.a的动能先增加后减少C.轻杆对a的作用力先增大后减小
D.a的加速度先减小后增大
  解析    a、b整体的机械能守恒(关键信息:竖直杆和水平地面均光滑,连接体是否机械能守恒,受力分析和守恒条件的判断是关键),当a的机械能最小时,b的速度最大,此时 轻杆对b的弹力为0,当a到达底端时,b的速度为0,所以b的速度先增大后减小,其动能先 增加后减少,则b的机械能先增加后减少,a的机械能先减少后增加,故A正确。当b的速 度最大时,轻杆对b的弹力为0,在整个过程中轻杆对b的弹力先减小后增大,轻杆对a的 作用力也先减小后增大,故C错误。在释放瞬间,a的加速度方向竖直向下,合力方向竖 直向下,即a受到的重力的大小大于轻杆对a的弹力沿竖直方向分力的大小,轻杆对a的 弹力的竖直分力先向上减小,a的加速度逐渐增大,弹力方向变为由a指向b后,沿竖直方 向的分力逐渐减小,故a的加速度方向始终竖直向下,即a所受的合力方向始终与运动
方向相同,即合力始终对a做正功,所以a的动能一直增加,其加速度先增大后减小,B、D 均错误。
考点四　功能关系　能量守恒一、功能关系1.对功能关系的理解(1)做功的过程就是能量转化的过程,不同形式的能量发生相互转化是通过做功来实现 的。(2)功是能量转化的量度。功和能的关系,一是体现在不同的力做功,对应不同形式的 能转化,具有一一对应关系;二是做功的多少与能量转化的多少在数值上相等。
2.力学中常见的功能关系
3.两种摩擦力的做功情况比较
二、能量守恒1.能量守恒定律能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为其他形式,或者从一 个物体转移到别的物体,在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变。2.应用能量守恒定律的解题思路(1)当涉及摩擦力做功,机械能不守恒时,一般应用能量守恒定律。(2)解题时,首先确定初、末状态,然后分析状态变化过程中哪种形式的能量减少,哪种 形式的能量增加,求出减少的能量总和ΔE减与增加的能量总和ΔE增,最后由ΔE减=ΔE增列 式求解。
例5　如图所示,固定斜面的倾角θ=30°,物体A与斜面间的动摩擦因数μ= ,轻弹簧下端固定在斜面底端,弹簧处于原长时上端位于C点,用一根不可伸长的轻绳通过轻质光 滑的定滑轮连接物体A和B,滑轮右侧绳子始终与斜面平行,A的质量2m=4 kg,B的质量m =2 kg,初始时物体A到C点的距离L=1 m,现给A、B一初速度v0=3 m/s,使A开始沿斜面向 下运动,B向上运动,物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹回C点。已知重力加速度大 小g=10 m/s2,不计空气阻力,整个过程中轻绳始终处于伸直状态。求在此过程中: 
(1)物体A向下运动,刚到C点时的速度大小;(2)弹簧的最大压缩量;(3)弹簧的最大弹性势能。
  解析    (1)在物体A开始向下运动至刚到C点的过程中,对A、B组成的系统应用能量守恒定律可得μ·2mg cs θ·L= ×3m - ×3mv2+2mgL sin θ-mgL,代入数据解得v=2 m/s。(2)对A、B组成的系统分析,在物体A从C点压缩弹簧至最短后恰好返回C点的过程中, 系统动能的减少量等于因摩擦产生的热量,即 ×3mv2-0=μ·2mg cs θ·2x其中x为弹簧的最大压缩量代入数据解得x=0.4 m。(3)设弹簧的最大弹性势能为Epm,从C点到弹簧被压缩至最短过程中由能量守恒定律可得
 ×3mv2+2mgx sin θ-mgx=μ·2mg cs θ·x+Epm,代入数据解得Epm=6 J。
  答案    (1)2 m/s    (2)0.4 m    (3)6 J
模型一　机车启动模型一、两种启动方式
二、机车启动问题中的三个重要关系式1.无论哪种启动过程,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,但速度不是最大,v1=