微專題6　動能定理與機械能守恒定律的應用 教學課件

物理第八章機械能守恒定律微專題6動能定理與機械能守恒定律的應用01典題分類講練結合02分層演練素養(yǎng)達標類型一動能定理解決變力做功和曲線運動問題

1．動能定理不僅適用于求恒力做功，也適用于求變力做功，同時因為不涉及變力作用的過程分析，應用非常方便．2．利用動能定理求變力做的功是最常用的方法，當物體受到一個變力和幾個恒力作用時，可以用動能定理間接求變力做的功，即W變＋W其他＝ΔEk.√[解析]

物體從A到B所受彈力要發(fā)生變化，摩擦力大小也要隨之發(fā)生變化，所以求克服摩擦力做的功，不能直接用功的公式求得．而在BC段克服摩擦力所做的功，可直接用公式求得．對從A到C全過程應用動能定理即可求出在AB段克服摩擦力所做的功．設物體在AB段克服摩擦力所做的功為WAB，物體從A到C的全過程，根據(jù)動能定理有mgR－

WAB－μmgR＝0，所以有WAB＝mgR－μmgR＝(1－μ)mgR.√類型二系統(tǒng)的機械能守恒問題的常見模型

若機械能守恒定律的研究對象是幾個相互作用的物體組成的系統(tǒng)，在應用機械能守恒定律解決系統(tǒng)的運動狀態(tài)的變化及能量的變化時，常見的有以下三種模型．輕彈簧模型系統(tǒng)內(nèi)兩個物體直接接觸或通過彈簧連接．這類連接體問題應注意各物體間不同能量形式的轉(zhuǎn)化關系輕繩模型系統(tǒng)內(nèi)兩個物體通過輕繩連接．如果和外界不存在摩擦力做功等問題時，只有機械能在兩物體之間相互轉(zhuǎn)移，兩物體組成的系統(tǒng)機械能守恒．解決此類問題的關鍵是在繩的方向上兩物體速度大小相等輕桿模型系統(tǒng)內(nèi)兩個物體通過輕桿連接．輕桿連接的兩物體繞固定轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，兩物體的角速度相等【例2】如圖所示，質(zhì)量分別為3kg和5kg的物體A、B用輕繩連接跨在一個定滑輪兩側(cè)，輕繩正好拉直，且A物體底面與地面接觸，B物體距地面0.8m，求：(g取10m/s2)(1)放開B物體，當B物體著地時A物體的速度大??；(2)B物體著地后A物體能繼續(xù)上升的高度．[答案]

(1)2m/s

(2)0.2m【例3】(多選)如圖所示，豎直平面內(nèi)固定兩根足夠長的細桿L1、L2，兩桿分離不接觸，且兩桿間的距離忽略不計，兩個小球a、b(視為質(zhì)點)質(zhì)量均為m，a球套在豎直桿L1上，b球套在水平桿L2上，a、b通過鉸鏈用長度為L的剛性輕桿連接，將a球從圖示位置由靜止釋放(輕桿與L2桿夾角為45°)，不計一切摩擦，已知重力加速度為g，在此后的運動過程中，下列說法中正確的是(

)√√√【例4】(2022·漢中市高二期中)光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的光滑圓形導軌在B點平滑連接，導軌半徑R＝0.5m．一個質(zhì)量m＝2kg的小球在A處壓縮一輕質(zhì)彈簧，彈簧與小球不拴接，用手擋住小球不動，此時彈簧彈性勢能Ep＝49J，如圖所示．放手后小球向右運動脫離彈簧，沿圓形軌道向上運動，軌道最高點為C點，g取10m/s2.(1)求小球脫離彈簧時的速度大??；(2)小球從彈簧彈出沿B到BC軌道，判斷小球能否上到C點；(3)若小球能上到C點，此時軌道對小球的彈力大小為多大？若不能上到C點，小球?qū)⒆鍪裁催\動？(3)設小球在C點時，軌道對小球的彈力大小為F，根據(jù)牛頓第二定律有F＋mg＝F向代入數(shù)據(jù)可得F＝96N.[答案]

(1)7m/s

(2)小球能過C點(3)96N√[針對訓練4]如圖所示，在長為l的輕桿中點和端點各固定一質(zhì)量為m的球A、B，桿可繞軸O無摩擦地轉(zhuǎn)動，使桿從水平位置無初速度