高中物理人教版 (2019)必修 第二册第八章 机械能守恒定律4 机械能守恒定律课文内容课件ppt

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册第八章 机械能守恒定律4 机械能守恒定律课文内容课件ppt，共25页。PPT课件主要包含了理解比较，应用比较，试题案例，审题指导等内容，欢迎下载使用。

拓展点一　动能定理与牛顿运动定律的比较
[试题案例][例1] 如图所示，一质量为2 kg的铅球从离地面2 m高处自由下落，陷入沙坑2 cm深处，求沙子对铅球的平均阻力大小。(g取10 m/s2)
解析　法一　应用牛顿第二定律与运动学公式求解。设铅球做自由落体运动到沙面时的速度为v，则有v2＝2gH。在沙坑中的运动阶段，设铅球做匀减速运动的加速度大小为a，则有v2＝2ah。
法二　应用动能定理分段求解。
法三　应用动能定理全程求解。铅球下落全过程都受重力，只有进入沙中铅球才受阻力Ff，重力做功WG＝mg(H＋h)，阻力做功Wf＝－Ffh。由动能定理得mg(H＋h)－Ffh＝0－0，代入数据得Ff＝2 020 N。答案　2 020 N
[针对训练1] 如图是冰上体育比赛“冰壶运动”的场地示意图(冰面水平)。在某次训练中，甲队员将质量m＝20 kg的一个冰壶从左侧的A处向右推出，冰壶沿中心线运动到与A点相距为x＝30 m的营垒中心O处恰好停下。此后，乙队员将完全相同的第二个冰壶同样在A处向右推出，冰壶从A处运动到O处经过的时间为t＝10 s。已知两个冰壶与冰面间的动摩擦因数都为μ＝0.02，冰壶都可视为质点，取g＝10 m/s2。求：
(1)第一个冰壶被推出时的动能；(2)第二个冰壶即将碰到第一个冰壶时的速度大小。
解析　(1)法一　牛顿第二定律根据牛顿第二定律Ff＝μmg＝ma根据运动学公式得v2＝2ax＝2μgx
联立并代入题给数据得Ek＝μmgx＝0.02×20×10×30 J＝120 J。法二　动能定理对于甲队员推出的冰壶，由动能定理可得－μmgx＝0－Ek1，代入数据得Ek1＝120 J，故第一个冰壶被推出时的动能为120 J。
答案　(1)120 J　(2)2 m/s
拓展点二　动能定理与图像的结合分析动能定理和图像结合的问题时一定要弄清图像的物理意义，要特别注意图像的形状、交点、截距、斜率、面积等信息，并结合运动图像构建相应的物理模型，选择合理的规律求解有关问题。
[试题案例][例2] 如图甲所示，在水平地面上放置一个质量为m＝4 kg的物体，让其在随位移均匀减小的水平推力作用下运动，如图乙所示，已知物体与地面之间的动摩擦因数为μ＝0.5，g取10 m/s2，求：
F与位移关系图线围成的面积表示功。
推力F随位移x变化的图像
解析　(1)由牛顿第二定律得F－μmg＝ma，当推力F0＝100 N时，物体所受的合力最大，加速度最大，代入数据得a＝20 m/s2。(2)根据图像得推力对物体做的功等于图线与x轴围成的面积，则推力对物体做功
根据动能定理可得W－μmgxm＝0，解得xm＝12.5 m。答案　(1)20 m/s2　(2)12.5 m
方法总结　“三步法”分析动能定理结合图像问题
[针对训练2] (多选)在平直公路上，汽车由静止开始做匀加速运动，当速度达到vm后立即关闭发动机直到停止，v－t图像如图所示。设汽车的牵引力为F，摩擦力为Ff，全过程中牵引力做功W1，克服摩擦力做功W2，则(　　)
A.F∶Ff＝1∶3 B.F∶Ff＝4∶1C.W1∶W2＝1∶1D.W1∶W2＝1∶3
解析　全过程初、末状态的动能都为零，对全过程应用动能定理得W1－W2＝0①即W1＝W2，选项C正确；设物体在0～1 s内和1～4 s内运动的位移大小分别为s1、s2，则W1＝Fs1②W2＝Ff(s1＋s2)③在v－t图像中，图像与时间轴包围的面积表示位移，由图像可知，s2＝3s1④由②③④式解得F∶Ff＝4∶1，选项B正确。答案　BC
拓展点三　利用动能定理处理曲线运动的多过程问题1.平抛运动、圆周运动属于曲线运动，若只涉及位移和速度而不涉及时间，应优先考虑用动能定理列式求解。2.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，让草图帮助我们理解物理过程和各量关系。3.若物体的运动过程包含多个运动阶段，可分段应用动能定理，也可全程运用动能定理。若不涉及中间量，全程应用动能定理更简单、更方便。若涉及多个力做功，应注意力与位移的对应性。
(1)当小物块沿圆弧轨道AB运动到B点时，轨道对小物块的作用力大小；(2)若小物块在B点的速度为5 m/s，且在刚进入BC段时撤去力F，请通过计算判断小物块能否通过D点；(3)小物块能进入EF轨道，且不越过F点，小物块在D点的速度范围。
[针对训练3] 在温州市科技馆中，有个用来模拟天体运动的装置，其内部是一个类似锥形的漏斗容器，如图甲所示。现在该装置的上方固定一个半径为R的四分之一光滑管道AB，光滑管道下端刚好贴着锥形漏斗容器的边缘，如图乙所示。将一个质量为m的小球从管道的A点静止释放，小球从管道B点射出后刚好贴着锥形容器壁运动，由于摩擦阻力的作用，运动的高度越来越低，最后从容器底部的孔C掉下(轨迹大致如图乙虚线所示)，已知小球离开C孔的速度为v，A到C的高度为H，重力加速度为g。求：
(1)小球到达B端的速度大小；(2)小球在管口B端受到的支持力大小；(3)小球在锥形漏斗表面运动的过程中克服摩擦阻力所做的功。