2018-2019学年高中物理第4章能量守恒与可持续发展章末总结课件沪科版必修2

一.如图3所示，质量m＝60 kg(包括雪具在内)的运动员从长直助滑道AB的 A处由静止开始以加速度a＝3.6 m/s2匀加速滑下，到达助滑道末端B时速度 vB＝24 m/s，A与B的竖直高度差H＝48 m，为了改变运动员的运动方向， 在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道平滑衔接，其中最低点C处附近是 一段以O为圆心的圆弧.助滑道末端B与滑道最 低点C的高度差h＝5 m，运动员在B、C间运动 时阻力做功W＝－1 530 J，取g＝10 m/s2. (1)求运动员在AB段下滑时受到阻力f的大小； 答案 144 N
例1
如图1所示，物体A质量为2m，物体B质量为m，通过轻绳跨过定滑
轮相连.斜面光滑、足够长，且与水平面成θ＝30°角，不计绳子和滑轮之
间的摩擦 .开始时 A 物体离地的高度为 h ， B 物体位于斜面的底端，用手托
住A物体，A、B两物体均静止.撤去手后，求：
(1)A物体将要落地时的速度多大？
将 mA＝2m，mB＝m 代入解得：v＝ gh.
受其他力，但其他力不做功
其他力做功，做功代数和为零
Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2
ΔEp＝－ΔEk
能量
守恒
能
量
能量守恒定律
与可
持续
能量的转化和转移具有方向性
永动机不 可制成 第一类永动机违背能量守恒守律
与
能
发展
源
第二类永动机违背能量转化和转移的 不可逆 性
答案 gh
重点探究
1 2 m v 2
一、机械能守恒定律的理解与应用
重力加速度为g.此过程中，物体的 A.重力势能增加了mgh √ B.机械能保持不变 C.机械能增加了mgh √ D.机械能增加了FL
H s
图2
解析 重力做功W＝－mgh，则重力势能增加了mgh，选项A正确； 物体匀速运动，动能不变，重力势能增加 mgh ，则机械能增加了 mgh ， 选项B、D错误，C正确.
(2)涉及多过程、变力作用下的问题，不要求知道过程的细节，用功能关 系解题简便. (3)只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. (4)涉及多种形式能量转化的问题用能量守恒分析较简便.
例3
我国将于2022年举办冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之
1 2 得：mAgh－mBghsin θ＝2(mA＋mB)v
图1
解析
答案
(2)A物体落地后，B物体由于惯性将继续沿斜面上 得：m gh－m ghsin θ＝1(m ＋m )v2 A B 2A B 升，则B物体在斜面上的最远点离地的高度多大？
答案 h
解析 当A物体落地后，B物体由于惯性将继续上升，此时绳子松了，对B
与可
能E＝
Ek＋Ep
势
能 弹性 势能
系统性
持续
发展
ΔEp 重力做功与重力势能变化的关系：WG＝－ ______ 重力做功的特点：与 路径 无关
能
定义式：Ep＝
弹力做功与弹性势能变化的关系： W 弹 ＝－ ΔEp
内容 能量 守恒 与可 持续 发展 弹力 只受 重力 或_____
条件
机械能守 恒定律 表达式
解析 答案
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.
应用机械能守恒定律解题，重在分析能量的变化，而不太关注物体运动
过程的细节，这使问题的解决变得简便.
1.守恒条件：只有重力或弹力做功，系统内只发生动能和势能之间的相
互转化.
2.表达式：
(1)状态式
Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2，理解为物体(或系统)初状态的机械能与末状态的机
械能相等.
(2)变量式 ①ΔEk＝－ΔEp，表示动能与势能在相互转化的过程中，系统减少(或增加) 的动能等于系统增加(或减少)的势能. ②ΔEA增＝ΔEB减，适用于系统，表示由A、B组成的系统，A部分机械能的 增加量与B部分机械能的减少量相等.
能定理得mgh＋W＝
设运动员在C点所受的支持力为N，
由牛顿第二定律有N－mg＝m
No Image
⑤ ⑥
答案 gh
由题意和牛顿第三定律知N＝6mg
联立④⑤⑥式，代入数据解得R＝12.5 m.
解析
答案
物体而言，只有重力做功，故B物体的机械能守恒，设其上升的最远点离 地高度为H，根据机械能守恒定律得： mBv2＝mBg(H－hsin θ)整理得：H ＝h.
解析
答案
二、功能关系的应用
例2
(多选)如图2所示，一质量为m可视为质点的小物体，在沿斜面向上
的拉力F作用下，从长为L、高为h的粗糙固定斜面底端匀速运动到顶端，
1 2 1 2 m v C － mvB 2 2
图3
解析 答案
(2) 若运动员能够承受的最大压力为其所受重力 的6倍，则C点所在圆弧的半径R至少应为多大. 答案 12.5 m 解析
1 2 1 2 m v C － mvB 2 2
④
设运动员到达 C点时的速度为 vC，在由 B到达C的过程中，由动
No Image
第4章 能量守恒与可持续发展
章末总结
1 2 kx 2 内容索引
知识网络
梳理知识 构建网络
重点探究
启迪思维 探究重点
知识网络
1 2 m v 2
12 m v 1 ＋mgh1＝ mv2 ＋mgh2 动能：Ek＝______ 2 2
能量
重
机械 力 势
mgh 定义式：Ep＝_____ 性质
相对性
守恒