第4章 机械能及其守恒定律 章末小结与质量评价（课件PPT）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第二册（教科版2019）

一、知识体系建构——理清物理观念 二、综合考法融会——强化科学思维 功与功率的计算 [典例1]　质量为m＝20 kg的物体，在恒定的水平外力F的 作用下，沿水平面做直线运动。0～2 s内F与运动方向相反， 2～4 s内F与运动方向相同，物体的v-t图像如图所示，g取 10 m/s2，则 (　　) A．拉力F的大小为100 N B．物体在4 s时拉力的瞬时功率为120 W C．4 s内拉力所做的功为480 J D．4 s内物体克服摩擦力做的功为320 J [融会贯通] 1．常见力做功的特点 做功的力 做功特点 重力 做功大小与路径无关，与物体的重力和初、末位置的高度差有关，WG＝mgΔh 静摩擦力 可以做正功、做负功、不做功 滑动摩擦力 可以做正功、做负功、不做功 一对静摩擦力 总功为零 一对滑动摩擦力 总功为负功，W总＝－fx相对 机车牵引力 P不变时，W＝Pt；F不变时，W＝Fl 功能关系的应用 [典例2]　如图所示，水平轻质弹簧一端固定在墙壁上的O点，另一端自由伸长到A点，OA 之间的水平面光滑。固定曲面在B处与水平面平滑连接。AB之间的距离s＝1 m。质量m＝0.2 kg的物块开始时静置于水平面上的B点，物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.4。现给物块一个水平向左的初速度v0＝5 m/s，g取10 m/s2。 (1)求弹簧被压缩到最短时所具有的弹性势能Ep； (2)求物块返回B点时的速度大小； (3)若物块能冲上曲面的最大高度h＝0.2 m，求物块沿曲面上滑过程所产生的热量。 [融会贯通] 几种常见的功能关系理解 功能关系 表达式 物理意义 正功、负功含义 重力做功与重力势能　 WG＝Ep1－Ep2＝－ΔEp 重力做功是重力势能变化的原因 WG＞0 重力势能减少 WG＜0 重力势能增加 WG＝0 重力势能不变 弹簧弹力 做功与弹 性势能 W弹＝Ep1－Ep2＝－ΔEp 弹力做功是弹性势能变化的原因 W弹＞0 弹性势能减少 W弹＜0 弹性势能增加 W弹＝0 弹性势能不变 合力做功与动能 W合＝Ek2－Ek1＝ΔEk 合外力做功是物体动能变化的原因 W合＞0 动能增加 W合＜0 动能减少 W合＝0 动能不变 除重力或系统内弹力外其他力做功与机械能 W非G＝ΔE机 除重力或系统内弹力外其他力做功是机械能变化的原因 W非G＞0 机械能增加 W非G＜0 机械能减少 W非G＝0 机械能守恒 续表 摩擦力做功的特点及计算 [典例3]　如图所示，在光滑的水平面上，有一质量为M 的长木块以一定的初速度向右匀速运动，将质量为m的小铁块 无初速度地轻放到木块右端，小铁块与木块间的动摩擦因数为μ，当小铁块在木块上相对木块滑动L时与木块保持相对静止，该过程中长木块对地的位移为l，求这个过程中： (1)系统产生的热量； (2)小铁块增加的动能； (3)木块减少的动能； (4)系统机械能的减少量。 [解析]　画出这一过程两物体位移的示意图，如图所示。 (3)摩擦力对木块做负功，根据动能定理有ΔEkM＝－μmgl，即木块减少的动能等于克服摩擦力做的功μmgl。 (4)系统机械能的减少量等于系统产生的热量μmgL。 [答案]　(1)μmgL　(2)μmg(l－L)　(3)μmgl　(4)μmgL [融会贯通] 1．两种摩擦力做功的比较   静摩擦力 滑动摩擦力 做功 特点 (1)静摩擦力对物体可以做正功、负功，还可以不做功 (2)静摩擦力做正功时，它的反作用力一定做负功 (1)滑动摩擦力对物体可以做正功、负功，还可以不做功 (2)滑动摩擦力做负功时，它的反作用力可能做正功，可能做负功，还可能不做功 能量的转化 静摩擦力做功的过程中只发生能量的转移，不发生能量形式的转化 滑动摩擦力做功的过程中既发生能量的转移，又发生能量形式的转化 一对摩擦力的总功 一对静摩擦力做功的代数和一定等于零 一对滑动摩擦力做功的代数和一定为负值，总功W＝－f ·s相对，其绝对值等于因摩擦而产生的热量Q 2．求解摩擦生热问题的思路 (1)正确分析物体的运动过程，做好受力分析。 (2)利用运动学公式，结合牛顿第二定律分析物体的速度关系及位移关系。 (3)摩擦生热ΔQ＝fs相对，其中s相对为两物体间相对滑行的路程，而不是相对位移。 三、价值好题精练——培树科学态度和责任 1.据报道：我国一家厂商制作了一种特殊的手机，在电池电能耗尽时， 摇晃手机如图所示，即可产生电能维持通话，摇晃手机的过程是将 机械能转化为电能，如果将该手机摇晃一次，相当于将100 g的重物