《2022高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 7.10 分分鐘搞定單體機(jī)械能守恒問(wèn)題學(xué)案 新人教版必修2》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2022高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 7.10 分分鐘搞定單體機(jī)械能守恒問(wèn)題學(xué)案 新人教版必修2（4頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、2022高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 7.10 分分鐘搞定單體機(jī)械能守恒問(wèn)題學(xué)案 新人教版必修2
一、考點(diǎn)突破
知識(shí)點(diǎn)
考綱要求
題型
分值
單體機(jī)械能守恒問(wèn)題
掌握機(jī)械能守恒定律的三種表達(dá)形式，理解其物理意義，并能熟練應(yīng)用
選擇題
解答題
6~8分
二、重難點(diǎn)提示
靈活應(yīng)用機(jī)械能守恒定律的三種表達(dá)形式解決問(wèn)題。
所謂單體，是指研究對(duì)象只包含一個(gè)物體（實(shí)際是該物體與地球組成的系統(tǒng)），如小球做自由落體運(yùn)動(dòng)或豎直上拋運(yùn)動(dòng)，物塊沿固定的光滑斜面下滑，物體在繩子拉力的作用下在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，我們稱這類問(wèn)題為單體問(wèn)題。
如何判斷單體的機(jī)械能是否守恒呢
2、？我們?cè)诜治雠袛鄷r(shí)應(yīng)掌握以下兩點(diǎn)：
（1）重力做功不改變物體的機(jī)械能；
（2）除了重力以外，其他力做功的代數(shù)和等于物體機(jī)械能的改變量。
即除了重力以外其他力做了多少正功，物體的機(jī)械能就增加多少；除了重力以外其他力做了多少負(fù)功，物體的機(jī)械能就減少多少。
四種典型模型：
（1）阻力不計(jì)的拋體類，包括豎直上拋；豎直下拋；斜上拋；斜下拋；平拋。
物體只受重力作用，機(jī)械能守恒。
（2）固定的光滑斜面類 （3）固定的光滑圓弧類
這兩種模型均為物體只受重力與接觸面的彈力，但彈力與速度方向始終垂直，不做功，即只有重
3、力做功，所以機(jī)械能守恒。
（4）懸點(diǎn)固定的擺動(dòng)類
懸線的拉力同樣垂直于速度方向，不做功，所以機(jī)械能守恒。
例題1 特種兵過(guò)山谷的一種方法可簡(jiǎn)化為如圖所示的模型：將一根長(zhǎng)為2d、不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩的兩端固定在相距為d的A、B兩等高處，細(xì)繩上有小滑輪P，戰(zhàn)士們相互配合，可沿著細(xì)繩滑到對(duì)面。開(kāi)始時(shí)，戰(zhàn)士甲拉住滑輪，質(zhì)量為m的戰(zhàn)士乙吊在滑輪上，處于靜止?fàn)顟B(tài)，AP豎直。（不計(jì)滑輪與繩的質(zhì)量，不計(jì)滑輪的大小及摩擦，重力加速度為g）
（1）若甲對(duì)滑輪的拉力沿水平方向，求拉力的大小；
（2）若甲將滑輪由靜止釋放，求乙在滑動(dòng)中速度的最大值（結(jié)果可帶根式）。
思路分析：
（1）設(shè)B
4、P與豎直方向的夾角為θ，由幾何關(guān)系得：＝2d
聯(lián)立三角函數(shù)關(guān)系式解得：
sin θ＝0.8，cos θ＝0.6，tan θ＝
如圖所示，對(duì)滑輪受力分析，由平衡條件得：
mg＝T＋Tcos θ
F＝Tsin θ
解得：F＝；
（2）設(shè)AP的長(zhǎng)度為l，則：l＝＝0.75d
乙在最低點(diǎn)時(shí)有最大速度v，設(shè)此時(shí)乙距AB線的高度為h，有h2＝d2－（）2
由機(jī)械能守恒定律得：mg（h－l）＝mv2
得v＝。
答案：（1）mg/2 （2）
例題2 如圖所示，將一質(zhì)量為m＝0.1 kg的小球自水平平臺(tái)右端O點(diǎn)以初速度v0水平拋出，小球飛離平臺(tái)后由A點(diǎn)沿切線落入豎直光滑圓軌道AB
5、C，并沿軌道恰好通過(guò)最高點(diǎn)C，圓軌道ABC的形狀為半徑R＝2.5 m的圓截去了左上角127°的圓弧，CB為其豎直直徑。（sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，重力加速度g取10 m/s2）求：
（1）小球經(jīng)過(guò)C點(diǎn)的速度大小；
（2）小球運(yùn)動(dòng)到軌道最低點(diǎn)B時(shí)軌道對(duì)小球的支持力大?。?
（3）平臺(tái)末端O點(diǎn)到A點(diǎn)的豎直高度H。
思路分析：（1）恰好運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)，重力提供向心力，
即mg＝m，vC＝＝5 m/s；
（2）從B點(diǎn)到C點(diǎn)，由機(jī)械能守恒定律有
在B點(diǎn)對(duì)小球進(jìn)行受力分析，由牛頓第二定律有
聯(lián)立解得vB＝5 m/s，F(xiàn)N＝6.0 N；
（3）從A到B由機(jī)械能
6、守恒定律有
所以vA＝ m/s
在A點(diǎn)進(jìn)行速度分解有，vy＝vAsin 53°
所以H＝＝3.36 m。
答案：（1）5 m/s?。?）6.0 N?。?）3.36 m
【方法提煉】分析機(jī)械能守恒問(wèn)題的方法
（1）一般步驟：
①選取研究對(duì)象。
②分析受力情況和各力做功情況，確定是否符合機(jī)械能守恒條件。
③確定初、末狀態(tài)的機(jī)械能或運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物體機(jī)械能的轉(zhuǎn)化情況。
④選擇合適的表達(dá)式列出方程，進(jìn)行求解。
⑤對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行必要的討論和說(shuō)明。
（2）應(yīng)注意的問(wèn)題：
①列方程時(shí)，選取的表達(dá)角度不同，表達(dá)式不同，對(duì)參考平面的選取要求也不一定相同。
②應(yīng)用機(jī)械能守恒定律
7、能解決的問(wèn)題，應(yīng)用動(dòng)能定理同樣能解決，但其解題思路和表達(dá)式有所不同。
滿分訓(xùn)練：山地滑雪是人們喜愛(ài)的一項(xiàng)體育運(yùn)動(dòng)，一滑雪坡由AB和BC組成，AB是傾角為37°的斜坡，BC是半徑為R＝5 m的圓弧面，圓弧面和斜面相切于點(diǎn)B，與水平面相切于C，如圖所示，AB豎直高度差h＝8.8 m，運(yùn)動(dòng)員連同滑雪裝備總質(zhì)量為80 kg，從A點(diǎn)由靜止滑下通過(guò)C點(diǎn)后飛落（不計(jì)空氣阻力和摩擦阻力，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8）。求：
（1）運(yùn)動(dòng)員到達(dá)C點(diǎn)的速度大??；
（2）運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)軌道受到的壓力大小。
思路分析：（1）由A→C過(guò)程，應(yīng)用機(jī)械能守恒定律得：
mg（h＋Δh）＝mvC2
又Δh＝R（1－cos 37°），
可解得：
vC＝14 m/s；
（2）在C點(diǎn)，由牛頓第二定律得：
FC－mg＝m
解得：FC＝3 936 N。
由牛頓第三定律知，運(yùn)動(dòng)員在C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為3 936 N。
答案：（1）14 m/s?。?）3 936 N
2022高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 7.10 分分鐘搞定單體機(jī)械能守恒問(wèn)題學(xué)案 新人教版必修2
