广东版2013届高三物理第二轮专题复习专家概述解题思路与方法专题测试专题四动能定理与能量守恒定律.doc
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1、专题四 动能定理与能量守恒定律 【专家概述】 一、本专题的重点和难点内容 1、功的定义是在力的方向上有位移。物体在运动过程中位移只有一个,但物体受力可以有多个,每一个力对应一个功,计算公式为,其中是某一个恒力,为物体的位移,为该力与位移的夹角。功有正值,也有负值,也可以是零。若是随位移均匀变化的力,可用平均值替换。其它情况用图象中的面积求功。将每一个力对应在功加起来,就得到总功,即合外力所对应的功。 2、动能的定义是物体的质量与速率的平方乘积的一半。计算公式是。动能定理是物体所受合外力对物体所做的功等于物体动能的增量。合外力对物体所做的功即总功。动能的增量就是末动能减初动能。动能定理与方向无关
2、。动能定理的计算公式是。 3、能量守恒是自然界普遍存在的规律之一。违背能量守恒的事情不可能发生。 二、本专题的解题思路与方法 1、仔细审题,确定研究对象,确认运动过程,找出已知量、所求量,对研究对象进行受力分析,根据动能定理建立方程。 2、若要使用能量守恒建立方程,则需要确认物体在运动过程中,有什么能量向什么能量转化,转化了多少。 3、通常在题目不涉及加速度和时间的问题中,用动能定理或能量守恒求解,一般比用牛顿定律和运动学公式简单。 【经典例说】 例1 (珠海二模)如图所示,水平台高h=0.8m,台上A点放有一大小可忽略的滑块,质量m=0.5kg,滑块与台面间的动摩擦因数=0.5;现对滑块施加
3、一个斜向上的拉力F=5N,=37,经t1=1s,滑块到达平台上B点时撤去拉力,滑块继续运动,最终落到地面上的D点,x=0.4m.(取sin37=0.6,cos37=0.8,g=10m/s2) (1)求滑块在C点离开台面瞬间的速度; (2)滑块在AB段的加速度大小; (3)求AC间的距离. 分析:滑块开始做初速度为零的匀加速直线运动到B点,然后做匀减速直线运动到C点,再后做平抛运动。 解:(1)在CD段,由平抛规律: 滑块在C点离开台面瞬间的速度 (2)在AB段,滑块受力如图 滑块的加速度 (3)由运动学规律: 在BC段,由动能定理: AC间的距离 小结:将运动分成几段,在每段运动过程中受力分析
4、是关健。 变式训练(江苏高考)如图所示,长为L、内壁光滑的直管与水平地面成30角固定放置.将一质量为m的小球固定在管底,用一轻质光滑细线将小球与质量为M=km的小物块相连,小物块悬挂于管口.现将小球释放,一段时间后,小物块落地静止不动,小球继续向上运动,通过管口的转向装置后做平抛运动,小球在转向过程中速率不变.(重力加速度为g) (1)求小物块下落过程中的加速度大小; (2)求小球从管口抛出时的速度大小; (3)试证明小球平抛运动的水平位移总小于(山东高考)如图所示,在高出水平地面的光滑平台上放置一质量、由两种不同材料连接成一体的薄板A,其右段长度且表面光滑,左段表面粗糙.在A最右端放有可视为
5、质点的物块B,其质量.B与A左段间动摩擦因数.开始时二者均静止,先对A施加水平向右的恒力,待B脱离A(A尚未露出平台)后,将A取走.B离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离.(取)求: (1)B离开平台时的速度. (2)B从开始运动到刚脱离A时,B运动的时间ts和位移xB (3)A左端的长度l2 例2 (天津高考)一质点开始时做匀速直线运动,从某时刻起受到一恒力作用.此后,该质点的动能可能( ) A一直增大 B先逐渐减小到零,再逐渐增大 C先逐渐增大到某一值,再逐渐减小 D先逐渐减小至某一非零的最小值,再逐渐增大 答案:ABD 分析:质点做匀速直线运动,合外力为零。某时刻受一恒力作用,合外力
6、不为零了。 解:若该恒力与开始时匀速运动的方向夹角小于90,则该恒力做正功,该质点的动能一直增大,选项A正确;若该恒力与开始时匀速运动的方向相反,则该恒力先做负功,待速度减小到零后该恒力做正功,该质点的动能先逐渐减小到零,再逐渐增大,选项B正确;若该恒力与开始时匀速运动的方向夹角大于90,则该恒力先做负功,后做正功,该质点的动能先逐渐减小至某一非零的最小值,再逐渐增大,选项D正确. 小结:合外力与初速度的方向不确定,所以会有多种可能性,要分别讨论,将所有的可能性讨论完毕才算结束。 变式训练 (天津高考)一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落,至最低点时距水面还有数米距离.假定空气阻力可
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