人教版 (2019)必修 第二冊(cè)4 機(jī)械能守恒定律背景圖ppt課件

這是一份人教版 (2019)必修 第二冊(cè)4 機(jī)械能守恒定律背景圖ppt課件，共36頁。PPT課件主要包含了章末小結(jié)，知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，F(xiàn)lcosα，F(xiàn)合lcosα，F(xiàn)vcosα，mgh，Ek2－Ek1，機(jī)械能，Ek2＋Ep2，方法歸納提煉等內(nèi)容，歡迎下載使用。
一、計(jì)算功的常用方法求力做的功是常見題型，解決此類問題，應(yīng)先分清做功的力是恒力還是變力。1．若為恒力，首先考慮用公式W＝FLcs α求功，其次考慮應(yīng)用動(dòng)能定理求功；
2．若為變力，求功的方法較多：(1)用動(dòng)能定理法求變力做功有些題目不能直接應(yīng)用功的定義式來計(jì)算，我們可以借助動(dòng)能定理來分析變力做的功。(2)用圖像法求變力做功在F－x圖像中，圖線和橫軸所圍成的“面積”表示力做的功。有些看似復(fù)雜的變力做功問題，用常規(guī)方法無從下手時(shí)，可以嘗試通過圖像變換解題。
(3)用微元法求變力做功當(dāng)力的大小不變、方向變化且位移的方向也同步變化時(shí)，可用微元法求解，此時(shí)力做的功等于力和路程的乘積。由于變力F保持與速度在同一直線上，也可把往復(fù)運(yùn)動(dòng)或曲線運(yùn)動(dòng)的路線拉直考慮。(4)用公式W＝Pt求變力做功如果變力的功率恒定、時(shí)間已知，可以用W＝Pt求解出變力做的功。
(5)用轉(zhuǎn)換對(duì)象法求變力做功W＝FLcs α是恒力做功的計(jì)算公式，有些問題需要求解變力做的功，我們可以利用轉(zhuǎn)換對(duì)象法巧妙地將變力做功轉(zhuǎn)化為恒力做功，從而使問題迎刃而解。(6)求平均力將變力轉(zhuǎn)化為恒力如果力是隨位移均勻變化的，可用求平均力的方法將變力轉(zhuǎn)化為恒力。
(7)根據(jù)功能關(guān)系求功
　　　　　如圖所示，質(zhì)量m＝1.0 kg 的物體從半徑R＝5 m的圓弧的A端，在拉力F作用下從靜止沿圓弧運(yùn)動(dòng)到頂點(diǎn)B。圓弧AB在豎直平面內(nèi)，拉力F的大小為15 N，方向始終與物體的運(yùn)動(dòng)方向一致。若物體到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度v＝5 m/s，圓弧AB所對(duì)應(yīng)的圓心角θ＝60°，BO邊在豎直方向上，取g＝10 m/s2。在這一過程中，求：(1)重力mg做的功；(2)拉力F做的功；(3)圓弧面對(duì)物體的支持力FN做的功；(4)圓弧面對(duì)物體的摩擦力Ff做的功。
答案：(1)－25 J　(2)78.5π J　(3)0　(4)－41 J
二、解決力學(xué)問題的兩種觀點(diǎn)1．動(dòng)力學(xué)的觀點(diǎn)這是從分析物體的運(yùn)動(dòng)情況和受力情況入手解決力學(xué)問題的方法，其核心是牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的應(yīng)用。利用牛頓第二定律可以就某一狀態(tài)建立合力與加速度的關(guān)系，利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可以建立v、x、t、a之間的關(guān)系。它們之間聯(lián)系的橋梁是物體的加速度。2．能量的觀點(diǎn)這是從分析力對(duì)物體做功與物體的能量轉(zhuǎn)化情況入手解決問題的方法，其核心是利用常見的功能關(guān)系與能量守恒定律求解物理問題。
　　　　　如圖所示，在光滑水平地面上放置質(zhì)量M＝2 kg的長(zhǎng)木板，木板上表面與固定的光滑弧面相切。一質(zhì)量m＝1 kg的小滑塊自弧面上距木板高h(yuǎn)處由靜止自由滑下，在木板上滑行t＝1 s后，滑塊和木板以共同速度v＝1 m/s勻速運(yùn)動(dòng)，g取10 m/s2。求：(1)滑塊與木板間的摩擦力大小Ff；(2)滑塊下滑的高度h；(3)滑塊與木板相對(duì)滑動(dòng)過程中產(chǎn)生的熱量Q。
解析：(1)滑塊滑上木板后，對(duì)木板受力分析得，F(xiàn)f＝Ma1，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有，v＝a1t，解得Ff＝2 N。(2)對(duì)滑塊受力分析得，－Ff＝ma2，設(shè)滑塊滑上木板時(shí)的速度是v0，則v－v0＝a2t，解得v0＝3 m/s，
答案：(1)2 N　(2)0.45 m　(3)3 J
點(diǎn)評(píng)：本題借助“板—塊”模型考查了牛頓運(yùn)動(dòng)定律、機(jī)械能守恒和能量守恒定律。特別注意能量守恒是無條件的，利用它解題一定要明確在物體運(yùn)動(dòng)過程的始、末狀態(tài)間有幾種形式的能在相互轉(zhuǎn)化，哪些形式的能在減少，哪些形式的能在增加，表達(dá)式為：ΔE減＝ΔE增。
一、高考真題探析　　　　(多選)(2020·新課標(biāo)Ⅰ，20)一物塊在高3.0 m、長(zhǎng)5.0 m的斜面頂端從靜止開始沿斜面下滑，其重力勢(shì)能和動(dòng)能隨下滑距離x的變化如圖中直線Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取10 m/s2。
則(　 　)A．物塊下滑過程中機(jī)械能不守恒B．物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5C．物塊下滑時(shí)加速度的大小為6.0 m/s2D．當(dāng)物塊下滑2.0 m時(shí)機(jī)械能損失了12 J思路引導(dǎo)：分析初位置以及下滑5 m時(shí)的機(jī)械能，從而判斷機(jī)械能是否守恒；根據(jù)功能關(guān)系分析求解物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；根據(jù)牛頓第二定律求解物塊下滑時(shí)加速度的大小；分析物塊下滑2.0 m時(shí)除重力以外其他力做功情況從而判斷機(jī)械能的損失量。
點(diǎn)評(píng)：解決此題需要掌握機(jī)械能守恒的條件，知道勢(shì)能和動(dòng)能之和統(tǒng)稱為機(jī)械能，掌握與機(jī)械能相關(guān)的功能關(guān)系。
2．(2020·江蘇卷，1)質(zhì)量為1.5×103 kg的汽車在水平路面上勻速行駛，速度為20 m/s，受到的阻力大小為1.8×103 N。此時(shí)，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的實(shí)際功率是(　　)A．90 WB．30 kWC．36 kWD．300 kW解析：汽車勻速行駛，則牽引力與阻力平衡F＝Ff＝1.8×103 N，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率P＝Fv＝1.8×103×20 W＝36 kW。故選C。
3．(2020·江蘇卷，4)如圖所示，一小物塊由靜止開始沿斜面向下滑動(dòng)，最后停在水平地面上。斜面和地面平滑連接，且物塊與斜面、物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為常數(shù)。該過程中，物塊的動(dòng)能Ek與水平位移x關(guān)系的圖像是(　　)
5．(多選)(2019·全國卷Ⅱ，18)從地面豎直向上拋出一物體，其機(jī)械能E總等于動(dòng)能Ek與重力勢(shì)能Ep之和。取地面為重力勢(shì)能零點(diǎn)，該物體的E總和Ep隨它離開地面的高度h的變化如圖所示。重力加速度取10 m/s2。由圖中數(shù)據(jù)可得(　 　)A．物體的質(zhì)量為2 kgB．h＝0時(shí)，物體的速率為 20 m/sC．h＝2 m時(shí)，物體的動(dòng)能Ek＝40 JD．從地面至h＝4 m，物體的動(dòng)能減少100 J
6．(2019·全國卷Ⅲ，17)從地面豎直向上拋出一物體，物體在運(yùn)動(dòng)過程中除受到重力外，還受到一大小不變、方向始終與運(yùn)動(dòng)方向相反的外力作用。距地面高度h在3 m以內(nèi)時(shí)，物體上升、下落過程中動(dòng)能Ek隨h的變化如圖所示。重力加速度取10 m/s2。該物體的質(zhì)量為(　　)A．2 kgB．1.5 kgC．1 kgD．0.5 kg