2017-2018学年高中物理 第7章 机械能守恒定律章末总结学案 新人教版必修2

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1、第7章机械能守恒定律章末总结一、功和功率的计算1．功的计算方法(1)定义法求功。(2)利用动能定理或功能关系求功。(3)利用W＝Pt求功。2．功率的计算方法(1)P＝：此式是功率的定义式，适用于任何情况下功率的计算，但常用于求解某段时间内的平均功率。(2)P＝Fvcosα：当v是瞬时速度时，此式计算的是F的瞬时功率；当v是平均速度时，此式计算的是F的平均功率。[例1]质量为m＝20kg的物体，在大小恒定的水平外力F的作用下，沿水平面做直线运动。0～2s内F与运动方向相反，2～4s内F与运动方向相同，物体的v-t图象如图1所示，g取10

2、m/s2，则(　　)图1A．拉力F的大小为100NB．物体在4s时拉力的瞬时功率为120WC．4s内拉力所做的功为480JD．4s内物体克服摩擦力做的功为320J解析　由图象可得：0～2s内物体做匀减速直线运动，加速度大小为a1＝＝m/s2＝5m/s2，匀减速过程有F＋Ff＝ma1　①。匀加速过程加速度大小为a2＝＝m/s2＝1m/s2，有F－Ff＝ma2　②，由①②联立解得Ff＝40N，F＝60N，故A错误；物体在4s时拉力的瞬时功率为P＝Fv＝60×2W＝120W，故B正确；4s内物体通过的位移为x＝×2×10m－×2×2m＝8m

3、，拉力做功为W＝－Fx＝－480J，故C错误；4s内物体通过的路程为s＝×2×10m＋×2×2m＝12m，摩擦力做功为Wf＝－Ffs＝－40×12J＝－480J，故D错误。答案　B[针对训练1](多选)如图2所示，一质量为1.2kg的物体从一固定的倾角为30°、长度为10m的光滑斜面顶端由静止开始下滑。g取10m/s2，则(　　)图2A．物体滑到斜面底端时重力做功的瞬时功率是60WB．物体滑到斜面底端时重力做功的瞬时功率是120WC．整个过程中重力做功的平均功率是30WD．整个过程中重力做功的平均功率是60W解析　由动能定理得mgls

4、in30°＝mv2，所以物体滑到斜面底端时的速度为10m/s，此时重力做功的瞬时功率为P＝mgvsin30°＝1.2×10×10×W＝60W，故A正确，B错误；物体下滑时做匀加速直线运动，其受力情况如图所示。由牛顿第二定律得物体的加速度a＝＝10×m/s2＝5m/s2，物体下滑的时间t＝＝s＝2s。物体下滑过程中重力做的功为W＝mgl·sin30°＝1.2×10×10×J＝60J。重力做功的平均功率P＝＝W＝30W。故C正确，D错误。答案　AC二、功能关系的应用功是能量转化的量度，某种能量的转移和转化的数量一定与某种力的功相等，与其他

5、力的功无关，所以处理好功能关系题目的关键是记清常用的几对功能关系。(1)重力做功与重力势能的关系：WG＝－ΔEp。(2)弹簧弹力做功与弹性势能的关系：W弹＝－ΔEp。(3)合力做功与动能关系：W合＝ΔEk。(4)除重力或弹力外其他力做功与机械能的关系：W其他＝ΔE。[例2]质量为m的跳水运动员入水后受到水的阻力而竖直向下做减速运动，设水对他的阻力大小恒为F。那么在他减速下降到深度为h的过程中，下列说法正确的是(g为当地的重力加速度)(　　)A．他的动能减少了FhB．他的重力势能减少了mghC．他的动能减少了(F－mg)hD．他的机械能

6、减少了Fh解析　跳水运动员入水减速下降h的过程中，他的重力势能减少了mgh，则B选项正确；由动能定理知，动能减少了(F－mg)h，则C选项正确，A错误；重力以外的力做的功等于机械能的变化，则D选项正确。答案　BCD[针对训练2]如图3，一质量为m、长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂。用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点，M点与绳的上端P相距l。重力加速度大小为g。在此过程中，外力做的功为(　　)图3A.mglB.mglC.mglD.mgl解析　由题意可知，PM段细绳的机械能不变，MQ段细绳的重心升高了，则重力势能增加ΔEp＝mg

7、·＝mgl，由功能关系可知，在此过程中，外力做的功为W＝mgl，故选项A正确，B、C、D错误。答案　A三、动力学方法和能量观点的综合应用1．动力学方法：利用牛顿运动定律结合运动学规律求解力学问题。2．能量的观点：利用动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律以及一些功能关系求解力学问题。3．应用技巧涉及动力学方法和能量观点的综合题，应根据题目要求灵活选用公式和规律。(1)涉及力和运动的瞬时性分析或恒力作用下物体做匀变速直线运动的问题时，可用牛顿运动定律。(2)用动能定理求解物体受恒力作用下的问题比用牛顿运动定律求解过程要简单，变力作用下的

8、问题只能用能量观点。(3)涉及动能与势能的相互转化，单个物体或系统机械能守恒问题时，通常选用机械能守恒定律。[例3]如图4所示，遥控电动赛车(可视为质点)从A点由静止出发，经过时间t后关闭电动机，赛车继续前进至B点后进入