人教版 (2019)必修第二冊(cè)4 機(jī)械能守恒定律獲獎(jiǎng)?wù)n件ppt-課件下載-教習(xí)網(wǎng)

高中物理新教材特點(diǎn)分析
（一）趣味性強(qiáng)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣在新時(shí)代教育制度的改革深化下，學(xué)生對(duì)于物理課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)興趣可以帶動(dòng)學(xué)生不斷地進(jìn)行探究。物理課程教學(xué)引入趣味性較高的新教材內(nèi)容，充實(shí)物理課堂，引入信息技術(shù)，利用多媒體等新時(shí)代信息化的教學(xué)手段，利用更加直觀、動(dòng)態(tài)化的、可觀察的教學(xué)手段，向?qū)W生們展示物理教學(xué)課程當(dāng)中那些抽象的知識(shí)點(diǎn)，不斷地吸引學(xué)生們的好奇心與興趣力，讓學(xué)生在物理課堂上能夠充分感受到物理的魅力所在。（二）實(shí)踐性高，高效落實(shí)理論學(xué)習(xí) 在現(xiàn)代化教育課程的背景之下，新課程改革理念越來(lái)越融入生活與學(xué)習(xí)的方方面面，新教材逐步的顯現(xiàn)出強(qiáng)大影響力。（三）靈活性強(qiáng)，助力課程目標(biāo)達(dá)成隨著教育制度體系的改革，通過(guò)新時(shí)代新教材內(nèi)容的融入，教師不斷地革新教學(xué)手段，整合線上以及線下的教育資源內(nèi)容，可以為物理課堂增添新的活力與生機(jī)。
探究重點(diǎn) 提升素養(yǎng) / 專題強(qiáng)化練
DONGNENGDINGLIHEJIXIENENGSHOUHENGDINGLVDEZONGHEYINGYONG
專題強(qiáng)化　動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律的綜合應(yīng)用
1.知道動(dòng)能定理與機(jī)械能守恒定律的區(qū)別，體會(huì)二者在解題時(shí) 的異同.2.能靈活運(yùn)用動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律解決綜合問(wèn)題.
一、動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律的比較
如圖，足夠長(zhǎng)的光滑斜面傾角為30°，質(zhì)量相等的甲、乙兩物塊通過(guò)輕繩連接放置在光滑輕質(zhì)定滑輪兩側(cè)，并用手托住甲物塊.使兩物塊都靜止，移開(kāi)手后，甲物塊豎直下落，當(dāng)甲物塊下降0.8 m時(shí)，求乙物塊的速度大小(此時(shí)甲未落地，g＝10 m/s2).請(qǐng)用機(jī)械能守恒定律和動(dòng)能定理分別求解，并比較解題的難易程度.
方法一　利用機(jī)械能守恒定律設(shè)甲、乙兩物塊質(zhì)量均為m，物塊甲下降h＝0.8 m由于甲、乙兩物塊機(jī)械能守恒
解得v＝2 m/s故此時(shí)乙的速度大小為2 m/s
方法二　利用動(dòng)能定理設(shè)甲、乙兩物塊的質(zhì)量都為m，甲下落0.8 m時(shí)兩物塊速度大小都為v
由①②式聯(lián)立解得，v＝2 m/s故乙此時(shí)速度大小為2 m/s此題用機(jī)械能守恒定律解題更簡(jiǎn)單一些.
二、動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律的綜合應(yīng)用
動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律，都可以用來(lái)求能量或速度，但側(cè)重點(diǎn)不同，動(dòng)能定理解決物體運(yùn)動(dòng)，尤其計(jì)算對(duì)該物體的做功時(shí)較簡(jiǎn)單，機(jī)械能守恒定律解決系統(tǒng)問(wèn)題往往較簡(jiǎn)單，兩者的靈活選擇可以簡(jiǎn)化運(yùn)算過(guò)程.
如圖所示，一粗糙斜面AB與光滑圓弧軌道BCD相切，C為圓弧軌道的最低點(diǎn)，圓弧BC所對(duì)圓心角θ＝37°.已知圓弧軌道半徑為R＝0.5 m，斜面AB的長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝2.875 m.質(zhì)量為m＝1 kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從斜面頂端A點(diǎn)處由靜止開(kāi)始沿斜面下滑，從B點(diǎn)進(jìn)入圓弧軌道，恰能通過(guò)最高點(diǎn)D.sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，重力加速度g＝10 m/s2.求：(1)物塊通過(guò)C、D點(diǎn)的速度大??；
由題意知小物塊沿光滑軌道從C到D且恰能通過(guò)最高點(diǎn)，在最高點(diǎn)D由牛頓第二定律有
從C到D由機(jī)械能守恒定律得
解得vC＝5 m/s；
在C點(diǎn)時(shí)由牛頓第二定律可得
(2)物塊經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力大小FC；
由牛頓第三定律得FC＝FC′代入數(shù)據(jù)得FC＝60 N
對(duì)小物塊從A經(jīng)B到C過(guò)程，由動(dòng)能定理有
(3)物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ.
代入數(shù)據(jù)得μ＝0.25.
如圖所示，質(zhì)量不計(jì)的硬直桿的兩端分別固定質(zhì)量均為m的小球A和B，它們可以繞光滑軸O在豎直面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng).已知OA＝2OB＝2l，將桿從水平位置由靜止釋放.(重力加速度為g)(1)在桿轉(zhuǎn)動(dòng)到豎直位置時(shí)，小球A、B的速度大小分別為多少？
小球A和B及桿組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒.設(shè)轉(zhuǎn)到豎直位置的瞬間A、B的速率分別為vA、vB，桿旋轉(zhuǎn)的角速度為ω，
vA＝2lω，vB＝lω，則vA＝2vB
(2)在桿轉(zhuǎn)動(dòng)到豎直位置的過(guò)程中，桿對(duì)A球做了多少功？
如圖所示，曲面AB與半徑為r、內(nèi)壁光滑的四分之一細(xì)圓管BC平滑連接于B點(diǎn)，管口B端切線水平，管口C端正下方立一根輕彈簧，輕彈簧一端固定，另一端恰好與管口C端齊平.質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))在曲面上某點(diǎn)由靜止釋放，進(jìn)入管口B端時(shí)，上管壁對(duì)小球的作用力為mg(g為重力加速度).(1)求小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小vB；
小球在B點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律可得
(2)若釋放點(diǎn)距B點(diǎn)的高度為2r，求小球在曲面AB上運(yùn)動(dòng)時(shí)克服阻力所做的功W；
小球從被釋放至滑到B點(diǎn)過(guò)程，由動(dòng)能定理得
(3)小球通過(guò)BC后壓縮彈簧，壓縮彈簧過(guò)程中彈簧彈性勢(shì)能的最大值為Ep，求彈簧被壓縮的最大形變量x.
當(dāng)彈性勢(shì)能最大時(shí)，小球的速度為0，對(duì)小球從B點(diǎn)到最低點(diǎn)的過(guò)程，
1.(2022·常州市高一期中)一跳臺(tái)滑雪運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行場(chǎng)地訓(xùn)練.某次訓(xùn)練中，運(yùn)動(dòng)員以30 m/s的速度斜向上跳出，空中飛行后在著陸坡的K點(diǎn)著陸.起跳點(diǎn)到K點(diǎn)的豎直高度差為60 m，運(yùn)動(dòng)員總質(zhì)量(包括裝備)為60 kg，g取10 m/s2.試分析(結(jié)果可以保留根號(hào))；(1)若不考慮空氣阻力，理論上運(yùn)動(dòng)員著陸時(shí)的速度多大？
不考慮空氣阻力，運(yùn)動(dòng)員從起跳到著陸機(jī)械能守恒，
運(yùn)動(dòng)員的飛行過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理有
(2)若運(yùn)動(dòng)員著陸時(shí)的速度大小為44 m/s，飛行中克服空氣阻力做功為多少？
解得W克阻＝4 920 J.
2.如圖所示為一電動(dòng)遙控賽車(可視為質(zhì)點(diǎn))和它的運(yùn)動(dòng)軌道示意圖.假設(shè)在某次演示中，賽車從A位置由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，工作一段時(shí)間后關(guān)閉電動(dòng)機(jī)，賽車?yán)^續(xù)前進(jìn)至B點(diǎn)后水平飛出，賽車能從C點(diǎn)無(wú)碰撞地進(jìn)入豎直平面內(nèi)的圓形光滑軌道，D點(diǎn)和E點(diǎn)分別為圓形軌道的最高點(diǎn)和最低點(diǎn).已知賽車在水平軌道AB段運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的恒定阻力為0.4 N，賽車質(zhì)量為0.4 kg，通電時(shí)賽車電動(dòng)機(jī)的輸出功率恒為2 W，B、C兩點(diǎn)間高度差為0.45 m，賽道AB的長(zhǎng)度為2 m，C與圓心O的連線與豎直方向的夾角α＝37°，空氣阻力忽略不計(jì)，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，取g＝10 m/s2，求：
賽車在BC間做平拋運(yùn)動(dòng)，
(1)賽車通過(guò)C點(diǎn)時(shí)的速度大??；
由(1)可知賽車通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度v0＝vCcs 37°＝4 m/s
(2)賽車電動(dòng)機(jī)工作的時(shí)間；
(3)要使賽車能通過(guò)圓軌道最高點(diǎn)D后沿軌道回到水平賽道EG，軌道半徑R需要滿足條件.
3.(2022·江蘇金陵中學(xué)高一開(kāi)學(xué)考試)嘉年華上有一種回力球游戲，如圖所示，A、B分別為一固定在豎直平面內(nèi)的光滑半圓形軌道的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，半圓形軌道的半徑為2h，B點(diǎn)距水平地面的高度為h，某人在水平地面C點(diǎn)處以某一初速度拋出一個(gè)質(zhì)量為m的小球，小球恰好水平進(jìn)入圓軌道內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)，小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力9mg，繼續(xù)沿半圓軌道內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)并恰好能過(guò)最高點(diǎn)A后水平拋出，回到水平地面D點(diǎn)(圖中未畫(huà))，若不計(jì)空氣阻力，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，求：(1)小球在A點(diǎn)時(shí)的速度大??；
(2)小球從C點(diǎn)拋出時(shí)的速度大??；
小球恰好水平進(jìn)入圓軌道內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)，小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力9mg，由牛頓第三定律可得，小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)圓軌道對(duì)小球的支持力為9mg，
(3)C、D兩點(diǎn)之間的距離.
小球從C點(diǎn)到B點(diǎn)的逆過(guò)程為平拋運(yùn)動(dòng)，
則C、D兩點(diǎn)之間的距離為xCD＝xBC－xAD，
4.(2021·西安市高新一中高一期中)如圖所示，一游戲裝置由安裝在水平面上的固定輕質(zhì)彈簧、豎直圓軌道(在最低點(diǎn)E分別與水平軌道EO和EA相連)、斜軌道AB組成，各部分平滑連接.某次游戲時(shí)，滑塊從高為h＝1.0 m的斜軌道AB端點(diǎn)B由靜止釋放，沿斜軌道下滑經(jīng)過(guò)圓軌道后壓縮彈簧，然后被彈出，再次經(jīng)過(guò)圓軌道并滑上斜軌道，循環(huán)往復(fù).已知圓軌道半徑r＝0.1 m，滑塊質(zhì)量m＝20 g且可視為質(zhì)點(diǎn)，CA長(zhǎng)L1＝0.4 m.EO長(zhǎng)L2＝0.3 m，滑塊與AB、EO之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，滑塊與其他軌道摩擦及空氣阻力忽略不計(jì)，g取10 m/s2.求：
(1)滑塊第一次通過(guò)圓軌道最高點(diǎn)F時(shí)，軌道對(duì)滑塊的支持力大?。?br/>在F點(diǎn)，設(shè)軌道對(duì)滑塊的支持力大小為FN，對(duì)滑塊有
聯(lián)立以上各式，代入數(shù)據(jù)解得軌道對(duì)滑塊的支持力大小為FN＝2.2 N；
設(shè)斜軌道AB與CA間的夾角為θ，滑塊從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到F點(diǎn)，由動(dòng)能定理有
滑塊從B點(diǎn)到彈簧壓縮量最大的運(yùn)動(dòng)中，由動(dòng)能定理可得mgh＋Wf′＋W彈＝0又Wf′＝－(μmgL1＋μmgL2)彈簧獲得的最大彈性勢(shì)能Ep＝－W彈.聯(lián)立以上各式，代入數(shù)據(jù)解得Ep＝0.13 J.
(2)彈簧獲得的最大彈性勢(shì)能Ep.
5.如圖所示，豎直平面內(nèi)有一半徑R＝0.5 m的光滑圓弧槽BCD，B點(diǎn)與圓心O等高，一水平面與圓弧槽相接于D點(diǎn)，質(zhì)量m＝0.5 kg的小球從B點(diǎn)正上方H高處的A點(diǎn)自由下落，由B點(diǎn)進(jìn)入圓弧軌道，從D點(diǎn)飛出后落在水平面上的Q點(diǎn)，D、Q間的距離s＝2.4 m，球從D點(diǎn)飛出后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中相對(duì)于水平面上升的最大高度h＝0.8 m，取g＝10 m/s2，不計(jì)空氣阻力，求：(1)小球釋放點(diǎn)到B點(diǎn)的高度H；
設(shè)小球在飛行過(guò)程中通過(guò)最高點(diǎn)P的速度為v0，P到D和P到Q可視為兩個(gè)對(duì)稱的平拋運(yùn)動(dòng)，
可得v0＝3 m/s，在D點(diǎn)有vy＝gt＝4 m/s，
聯(lián)立解得H＝0.95 m.
聯(lián)立解得FN＝34 N.
(2)經(jīng)過(guò)圓弧槽最低點(diǎn)C時(shí)軌道對(duì)小球的支持力大小FN.
6.(2022·南京航空航天大學(xué)蘇州附屬中學(xué)高一期中)如圖，半徑R＝0.5 m的光滑圓弧軌道ABC與足夠長(zhǎng)的粗糙軌道CD與C處平滑連接，O為圓弧軌道ABC的圓心，B點(diǎn)為圓弧軌道的最低點(diǎn)，半徑OA、OC與OB的夾角分別為53°和37°.在高h(yuǎn)＝0.8 m的光滑水平平臺(tái)上，一質(zhì)量m＝1.0 kg的小物塊壓縮彈簧后被鎖扣K鎖住，儲(chǔ)存了一定量的彈性勢(shì)能Ep，若打開(kāi)鎖扣K，小物塊將以一定的水平速度v0向右滑下平臺(tái)，做平拋運(yùn)動(dòng)恰從A點(diǎn)沿切線方向進(jìn)入圓弧軌道.已知物塊與軌道CD間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.8，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，求：
(1)彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能Ep；
解得vy＝4 m/s則小物塊做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為v0＝vytan 37°＝3 m/s
(2)物塊經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)，對(duì)圓弧軌道壓力FN的大?。?br/>代入數(shù)據(jù)解得FN′＝68 N由牛頓第三定律知，對(duì)軌道的壓力大小為FN＝68 N；
小物塊從水平平臺(tái)拋出到B點(diǎn)的過(guò)程，
(3)物塊在軌道CD上運(yùn)動(dòng)的路程s.(結(jié)果保留兩位小數(shù))

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