人教版（2003）高中物理必修二第七章机械能守恒定律——机械能守恒定律复习

引言:力学问题在每年的高考物理中几乎占据了半壁江山，故有得力学者得物理之说。力学问题一般有三种解法，一是运动学公式和牛顿运动定律法，二是能量观点法，三是动量观点法，其中能量观点解答最为简捷。故今天这节课我们先对必修2第七章机械能守恒定律重要知识点进行梳理，再进行解题示范。 第七章机械能守恒定律复习 一、本章的重、难知识点：1、功能关系。2、动能定理的应用。3、机械能守恒的判定及应用。4、能量守恒定律的应用。 【训练2】已知货物的质量为m，在某段时间内起重机将货物以a的加速度升高h，则在这段时间内叙述正确的是（重力加速度为g）（）A.货物的动能一定增加mah-mghB.货物的机械能一定增加mahC.货物的重力势能一定增加mahD.货物的机械能一定增加mah+mghV、a、h 教师分析:（2）由合外力做功和动能变化的功能关系判定A选项。（3）由重力做功和重力势能变化的功能关系判定C选项。（4）由其他力做功和机械能变化的功能关系判定B和D选项。（1）此题考核功能关系。 解答:V、amgF 4、动能定理的具体应用（1）解答“多过程力学问题”，可分段动能定理，也可全程动能定理。（2）解答“绳、杆关联体力学问题”，可个体动能定理，也可系统（或整体）动能定理。（3）求解变力做功问题。 知能评估11126~10131~5 教师分析：（1）阻力f方向始终与速度反向，始终对小球做负功，其所做功的大小等于阻力大小乘以路程。（2）此题可全程动能定理解答。 【训练1】如图所示，人通过跨过光滑滑轮的细绳拉着静止于光滑水平台面上的质量为m的滑块，从绳竖直的位置到绳与水平面夹角为30°的过程中，人始终以速度v匀速运动，试求在这个过程中人拉滑块做的功. 教师分析：（1）由运动的合成与分解知识可知，尽管人拉绳匀速前进，但滑块却在做加速运动，且拉力为变力。（2）拉力为变力，不能用功的公式直接求拉力的功，但可用动能定理求出.（3）解题思路:先由运动的分解知识求出滑块的末速度，后对滑块运用动能定理求出拉力的功。 【解答】选滑块为研究对象，初态为绳竖直状态，物体的速度为零，即v0=0，末态为图示状态，物体的速率等于沿绳方向的速率v2，则v2=vcos30°，此过程只有绳的拉力对滑块做功，由动能定理知 5、机械能是否守恒的判定法（1）定义法：机械能=势能+动能（3）能量转化法:判定有无机械能和其他形式能发生转化。（一般在绳、杆关联物体运动问题中使用）（2）其他力做功法：判定其他力做功的代数和是否为零。 例一：如右图所示，一物块沿一固定斜面匀速下滑，试判定物块的机械能是否守恒？v教师分析:此题既可以定义法判定，也可以其他力做功法判定。解答：（1）物块下降，高度降低，重力势能减小。（2）物块匀速下滑，速度不变，动能不变。（3）由于机械能=动能+势能，故机械能减小。 F例二：如右图所示，一物块在一固定光滑斜面上受到一沿斜面上的恒力F的作用向上做减速运动，试判定物块在上升过程中的机械能是否守恒？教师分析：物块在上升过程中高度增大，但速度减小，且无具体的数值，故此题可采用其他力做功法判定。解答：（1）由受力分析可知物体受到重力mg、支持力N、拉力F三个力的作用。mgNV Mm例三：如右图所示，一质量可以不计的细绳一端挂一质量为m的钩码，另一端系在质量为M的滑块上，滑块套在光滑的竖直细杆上。现将滑块拉到与滑轮在同一高度上时由静止释放滑块，试判定滑块和钩码的总机械能是否守恒？教师分析：这是典型的绳、杆关联体问题，滑块和钩码组成的系统的总机械能是否守恒可用能量转化法判定。解答:由于无任何摩擦，不会发生摩擦发热现象，系统的机械能没有和其他形式的能量发生转化，故系统的机械能守恒，且由机械能守恒定律可知，滑块下滑时钩码上升，M减小的重力势能转化为m增加的重力势能和M、m的动能。 四、巧用能量守恒定律解答“机械能不守恒的力学问题”。 教师分析：（1）此题属于绳关联体问题，A、B两体同步运动。（2）此题可个体动能定理解答，也可系统动能定理解答。 解法一:个体动能定理法 解法二：系统动能定理法 教师分析:（1）由于两对称斜面上有摩擦，由能量守恒定律可知物体每次冲出圆弧轨道后到达的最高位置逐渐降低。又由于圆弧轨道光滑，最后物体将不能冲出圆弧轨道而是在BEC之间来回往复运动，且物体到达B或E的速度为零。（2）此题可以A、B之间全程动能定理解答，也可A、B之间全程能量守恒定律解答。 解法一:全程动能定理法 解法二:全程能量守恒定律法 五、课堂针对练习 [思路点拨]解答本题时应注意以下几点：(1)明确哪种力做功引起哪种能量的变化；(2)注意功的正负和能量转化的“方向”．[答案]AC 本部分内容讲解结束