机械能守恒定律单元复习课
一. 教学目标
1.通过知识网络,回顾机械能本章的的知识。
2.通过典型例题,加深对知识的理解与应用。
二.教材分析
2.教材版本:粤教版必修二第四章
三.学情分析
学生已经学习了功能这一章的知识,初步功能关系。
学生已经对这本章知识有一定的了解与训练。
四.教学重点、难点
1.重点:如何求解功以及各种能量的概念和计算。
2.难点:功能关系的理解与运用。
五.教学过程
教学过程 设计意图
通过知识网络回顾功能的知识。唤起学生的知识结构和思维,引入课题
(多选)如图 6 所示,某商场的自动扶梯坡面与水平面成θ角, 回顾与复习物体做功,什么时
质量为 m 的人站在电梯上,并始终随电梯一起从静止开始 候做正功,什么时候做负功,
匀加速上升,达到规定的速度后匀速上升,最后匀减速上升
直到停止.若用 G 表示人受到的重力,用 FN 表示人受到的 如何判断
支持力,用 f 表示人受到的摩擦力,则下列说法中正确的是
( )
A.上升过程中,f 一直做负功
B.上升过程中,G 一直做负功
C.上升过程中,FN 一直做正功
D.上升过程中,f 一直做正功
答案 BC
解析 电梯匀加速上升过程中,摩擦力方向水平向右,与位
移方向的夹角为锐角,此时摩擦力做正功,A 错误;因为人
的高度升高,故重力一直做负功,B 正确;上升过程中支持
力竖直向上,与位移方向的的夹角始终为锐角,故支持力一
直做正功,C 正确;电梯减速上升过程中,人受到的摩擦力
水平向左,与位移方向的夹角为钝角,故摩擦力做负功,D
错误.
(多选)如图所示,为轿车中的手动变速杆,若保持发动机输 出功率不变,将变速杆推至不同挡位,可获得不同的运行速度,从“1”~“5”挡速度增大,R 是倒车挡.某型号轿车发动机的额定功率为 60 kW,在水平路面上行驶的最大速度 可达 180 km/h.假设该轿车在水平路面上行驶时所受阻力恒定,则该轿车( ) 图 2 A.以最大牵引力爬坡,变速杆应推至“1”挡 B.以最大牵引力爬坡,变速杆应推至“5”挡 C.以额定功率在水平路面上以最大速度行驶时,其牵引力为 1 200 N D.以 54 km/h 的速度在水平路面上匀速行驶时,发动机的输出功率为 60 kW 答案 AC 解析 根据功率与牵引力的关系 P=Fv 可知,当速度最小时,牵引力最大,变速杆应推至“1”挡,故 A 正确,B 错 误;在额定功率下以最大速度行驶时,F= P 额 =60 000 N vmax 50 =1 200 N,故 C 正确;54 km/h=15 m/s,汽车匀速运动,牵引力等于阻力,故 F′=f=1 200 N,此时发动机的输出功率 P=F′v=1 200×15 W=18 kW,故 D 错误. 某雪橇运动简化模型如图所示:倾角为θ=37°的直线雪道 AB 与曲线雪道 BCDE 在 B 点平滑连接,其中 A、E 两点在同一水平面上,雪道最高点 C 所对应的圆弧半径 R=10 m, B、C 两点距离水平面 AE 的高度分别为 h1=18 m 与 h2=20 m,雪橇与雪道各处的动摩擦因数均为μ=0.1,运动员可坐在电动雪橇上由 A 点从静止开始向上运动,若电动雪橇以恒定功率 1.2 kW 工作 10 s 后自动关闭,则雪橇和运动员(总质 通过实例,回顾功率与汽车行驶。 通过练习,复习动能定理,回顾使用步骤,方法
量 m=50 kg)到达 C 点的速度为 2 m/s.已知雪橇运动过程中 不脱离雪道且 sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g 取 10 m/s2,求: (1)雪橇在 C 点时对雪道的压力; (2)雪橇在 BC 段克服摩擦力所做的功. (1)480 N,方向竖直向下 (2)700 J 解析 (1)在 C 点,雪橇和人由重力和支持力的合力提供向 心力,由向心力公式和牛顿第二定律得 mg-F =mv2,解得 N R FN=480 N,由牛顿第三定律可知雪橇对雪道的压力大小为 480 N,方向竖直向下. (2)雪橇在 AB 段受到的滑动摩擦力为 Ff=μmgcos 37°=40 N,设雪橇在 BC 段克服摩擦力做功大小为 WBC,从 A 到 C 根据动能定理有 Pt-mgh2-Ff· h1 -WBC=1mv2,解得 sin 37° 2 WBC=700 J. 如图所示,由距离地面 h2=1 m 的高度处以 v0=4 m/s 的速度斜向上抛出质量 m=1 kg 的物体,当其上升的高度 h1=0.4 m 时到达最高点,最终落在水平地面上,现以过抛出点的水平面为参考平面,取重力加速度 g=10 m/s2,不计空气阻力,则( ) A.物体在最大高度处的重力势能为 14 J B.物体在最大高度处的机械能为 16 J C.物体落地前瞬间的机械能为 8 J D.物体落地前瞬间的动能为 8 J 答案 C 解析 物体在最高点时具有的重力势能 Ep1 = mgh1 = 1×10×0.4 J=4 J,A 错误;物体在最高点时具有的机械能等于刚抛出时的动能,即 8 J,B 错误;物体在下落过程中 复习机械能的概念,以及机械能的计算。
机械能守恒,落地前在任意位置的机械能都等于 8 J,C 正
确;物体落地前瞬间的动能 Ek=E-Ep2=E-mgh2=8 J-
1×10×(-1) J=18 J,D 错误.
某工地上,一架起重机将放在地面上的一个箱子吊起。箱子 通过实例,进行功能关系的理
在起重机钢绳的作用下由静止开始竖直向上运动,运动过程 解与练习。
中箱子的机械能 E 与其位移 x 的关系图像如图所示,其中
O~x1 过程的图线为曲线,x1~x2 过程的图线为直线。根据
图像可知( )
A.O~x1 过程中箱子所受的拉力逐渐增大
B.O~x1 过程中箱子的动能一直增加
C.x1~x2 过程中箱子所受的拉力一直不变
D.x1~x2 过程中起重机的输出功率一直增大
答案 C
解析 由除重力和弹簧弹力之外的其他力做多少负功箱子
的机械能就减少多少,所以 E x 图像的斜率的绝对值等于
箱子所受拉力的大小,由题图可知在 O~x1 内斜率的绝对值
逐渐减小,故在 O~x1 内箱子所受的拉力逐渐减小,所以开
始先做加速运动,当拉力减小后,可能做减速运动,故 A、
B 错误;由于箱子在 x1~x2 内所受的合力保持不变,故加速
度保持不变,故箱子受到的拉力不变,故 C 正确;由于箱
子在 x1~x2 内 E x 图像的斜率的绝对值不变,故箱子所受的
拉力保持不变,如果拉力等于箱子所受的重力,故箱子做匀
速直线运动,所以输出功率可能不变,故 D 错误。
蹦极是一项既惊险又刺激的运动,深受年轻人的喜爱。如图 通过实例,进行功能关系的理
所示,蹦极者从 P 处由静止跳下,到达 A 处时弹性绳刚好 解与练习。
伸直,继续下降到最低点 B 处,B 离水面还有数米距离。蹦
极者(视为质点)在其下降的整个过程中,重力势能的减少量
为ΔE1、绳的弹性势能的增加量为ΔE2、克服空气阻力做的
功为 W,则下列说法正确的是( )
A.蹦极者从 P 到 A 的运动过程中,机械能守恒 B.蹦极者与绳组成的系统从 A 到 B 的过程中,机械能守恒 C.ΔE1=W+ΔE2 D.ΔE1+ΔE2=W 答案 C 解析 下落过程中有空气阻力做功,所以机械能不守恒,A、 B 项错误;根据能量守恒,在下落的全过程,有ΔE1=W+ ΔE2,故 C 项正确,D 项错误。