高三物理第一轮复习：机械能守恒定律的应用；功能问题的综合应用粤教版.doc

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1、高三物理第一轮复习：机械能守恒定律的应用；功能问题的综合应用粤教版【本讲教育信息】一.教学内容：1.机械能守恒定律的应用2.功能问题的综合应用【规律方法】机械能守恒定律的应用应用机械能守恒定律解题的基本步骤（1）根据题意选取研究对象（物体或系统）。（2）明确研究对象的运动过程，分析对象在过程中的受力情况，弄清各力做功的情况，判断机械能是否守恒。（3）恰当地选取零势面，确定研究对象在过程中的始态和末态的机械能。（4）根据机械能守恒定律的不同表达式列出方程，若选用了增（减）量表达式，（3）就应成为确定过程中，动能、势能在过程中的增减量或各部

2、分机械能在过程中的增减量来列方程进行求解。1、机械能守恒定律与圆周运动结合物体在绳、杆、轨道约束的情况下在竖直平面内做圆周运动，往往伴随着动能，势能的相互转化，若机械能守恒，即可根据机械能守恒去求解物体在运动中经过某位置时的速度，再结合圆周运动、牛顿定律可求解相关的运动学、动力学的量。【例1】如图所示。一根长L的细绳，固定在O点，绳另一端系一质量为m的小球。起初将小球拉至水平于A点。求（1）小球从A点由静止释放后到达最低点C时的速度。（2）小球摆到最低点时细绳的拉力。解：（1）由机械能守恒有：mgl=1/2mvC2；（2）在最低点，由向

3、心力公式有T－mg=mv2/l；T=3mg【例2】在上例中，将小球自水平向下移，使细绳与水平方向成θ=30°角，如图所示。求小球从A点由静止释放后到达最低点C时细绳的拉力。解：用心爱心专心【例3】如图，长为L的细绳一端拴一质量为m的小球，另一端固定在O点，在O点的正下方某处P点有一钉子，把线拉成水平，由静止释放小球，使线碰到钉子后恰能在竖直面内做圆周运动，求P点的位置。解析：设绳碰到钉子后恰能绕P点做圆周运动的半径为r，运动到最高点的速率为v，由机械能守恒定律得：在最高点，由向心力公式有：，，【例4】如图所示，长为l不可伸长的细绳一端系

4、于O点，一端系一质量为m的物体，物体自与水平方向成30°夹角（绳拉直）处由静止释放，问物体到达O点正下方处的动能是多少？错解：由机械能守恒定律：l=mv2，所以最低点动能为1.5mgl分析：小球运动过程是：先由A点自由下落至B。自B点做圆周运动，就在B处绳使其速度改变的瞬间，小球的动能减少，下面我们通过运算来说明这个问题。正确解法：vB=，其方向竖直向下，将该速度分解如图所示v2＝vcos30°=cos30°由B至C的过程中机械能守恒mv＋mg0.5l=mv由此得mv=l答案：l【例5】如图所示，在一根长为L的轻杆上的B点和末端C各固定

5、一个质量为m的小球，杆可以在竖直面上绕定点A转动，BC=L/3，现将杆拉到水平位置从静止释放，求末端小球C摆到最低点时速度的大小和这一过程中BC端对C球所做的功。（杆的质量和摩擦不计）用心爱心专心解析：B、C两球系统在下摆的过程中只有重力做功，系统机械能守恒。;由于B、C角速度相同，解得：对于C球，由动能定理得解得杆BC段对C球做功点评：通过例4、例5两题，人们会有这种想法：为什么例4中在速度改变瞬间（B点）有能量损失，而例5中就没有能量损失，这其中的原因是什么呢？仔细考虑可知：例5中绳的作用力与速度垂直，所以只改变了速度的方向而没有改

6、变速度的大小，而例4中虽然速度大小发生了变化（v2＜vB）。由动量定理可知，沿半径方向绳的拉力T产生的冲量使沿绳方向的动量发生了变化，即TΔt＝mv1，因此该情况就有能量损失，也就不可用机械能守恒定律。功能问题的综合应用一、功能关系1.能是物体做功的本领。也就是说是做功的根源。功是能量转化的量度。究竟有多少能量发生了转化，用功来量度，二者有根本的区别，功是过程量，能是状态量。2.我们在处理问题时可以从能量变化来求功，也可以从物体做功的多少来求能量的变化。不同形式的能在转化过程中是守恒的。3.功和能量的转化关系①合外力对物体所做的功等于物

7、体动能的增量。W合=Ek2－Ek1（动能定理）②只有重力做功（或弹簧的弹力）做功，物体的动能和势能相互转化，物体的机械能守恒。③重力功是重力势能变化的量度，即WG=－ΔEP重＝－（EP末－EP初）=EP初－EP末④弹力功是弹性势能变化的量度，即：W弹＝－△EP弹＝－（EP末－EP初）=EP初－EP末⑤除了重力，弹力以外的其他力做功是物体机械能变化的量度，即：W其他=E末－E初⑥一对滑动摩擦力对系统做总功是系统机械能转化为内能的量度，即：f·S相对＝Q⑦电场力功是电势能变化的量度，即：WE=qU=－ΔE=－（E末－E初）=E初－E末⑧分子

8、力功是分子势能变化的量度。【例1】在水平地面上平铺n块砖，每块砖的质量为m，厚度为h，如将砖一块一块地叠，需要做多少功？解析：这是一道非常典型的变质量与做功的题，很多同学不知怎样列功能关系式才能求出功的大小