第4章 机械能及其守恒定律 章末综合提升（课件）-【优化探究】2022-2023学年新教材高中物理必修第二册同步导学案（教科版2019）

教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 知识网络 归纳提能 章末综合测评 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 (2)分段法 力在全程是变力，但在每一个阶段是恒力，这样就可以先计算每个阶段的功，再利用求和的方法计算整个过程中变力做的功。 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 (3)微元法 将运动过程无限分割，每一小段就可看成恒力做功，然后把各小段恒力做的功求出来，再求出代数和，即为全过程该变力所做的功。这种处理问题的方法具有普遍的适用性。但在高中阶段该方法主要用于处理大小不变、方向与运动方向始终相同或相反的变力做功的问题。如滑动摩擦力、空气阻力做功就属于这种类型。不难得出，这种情况下，力对物体做功的绝对值等于力与物体运动路程的乘积。 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 (4)转换研究对象法 如图所示，人站在地上以恒力拉绳子，使小车向左运动，求绳子拉力对小车所做的功。绳子拉力对小车来说是个变力(大小不变，方向改变)，但仔细研究，发现人拉绳的力却是恒力，于是转换研究对象，用人拉绳的力所做的功来求绳子拉力对小车做的功。 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 2．图像法 如果参与做功的变力方向与位移方向始终共线而大小随位移变化，我们可作出该力随位移变化的图像，如图所示，这时变力做的功W可用Fl图线与l轴所围图形的面积来表示。l轴上方的面积表示力对物体做的正功的多少，l轴下方的面积表示力对物体做的负功的多少。 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 　 如图所示，固定的光滑竖直杆上套着一个滑环，用轻绳系着滑环绕过光滑的定滑轮，以大小恒定的拉力F拉绳，使滑环从A点起由静止开始上升。若从A点上升至B点和从B点上升至C点的过程中拉力F做的功分别为W1和W2，图中AB＝BC，则(　　) A．W1＞W2 B．W1＜W2 C．W1＝W2 D．无法确定W1和W2的大小关系 A 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 [解析]　由于用轻绳系着滑环绕过光滑的定滑轮，所以轻绳对滑环的拉力做的功与拉力F做的功相等。从A点上升至B点和从B点上升至C点的过程中，根据几何关系可知轻绳对滑环的拉力与光滑竖直杆的夹角α越来越大。已知AB＝BC，即滑环从A点上升至B点的位移等于从B点上升至C点的位移。轻绳拉着滑环的拉力是恒力，夹角α越来越大，则cos α越来越小，因为F大小恒定，故F在竖直方向上的分量Fcos α随α的增大而减小，显然滑环从A点上升至B点过程中轻绳对滑环做的功大于从B点上升至C点的过程中轻绳对滑环做的功，所以W1＞W2，故A正确。 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 [名师点评] 求变力做功时，若力的大小不变、只有方向变化，可以通过等效转换的方法将变力做功问题转化成恒力做功问题，然后通过W＝Fxcos α求解。 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 二、动力学方法和能量观点的综合运用 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。 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 (2)用动能定理求解物体受恒力作用下的问题比用牛顿运动定律求解过程要简单，变力作用下的问题只能用能量观点。 (3)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。 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 2 W工作，轨道AB的长度L＝2 m，圆形轨道的半径R＝0.5 m，空气阻力可以忽略，重力加速度g取10 m/s2。某次比赛，要求赛车在运动过程中既不能脱离轨道，又要在CD轨道上运动的路程最短。在此条件下，求： 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 (1)赛车在CD轨道上运动的最短路程； [答案]　(1)2.5 m　 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 (2)赛车电动机工作的时间。 [答案]　　(2)4.5 s 教科物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 [名师点评] 两种分析思路 (1)动力学分析法：在某一个点对物体受力分析，用牛顿第二定律列方程。 (2)功能关系分析法：对物体运动的某一过程应用动能定理或机械能守恒定律列方程，应用动能定理解题时只需考虑外力做功和初、末两个状态的动能，并且可以把不同的运动过程合并