内容正文:
二轮复习专题:动能定理 机械能守恒定律 能量守恒定律
一、知识点
二、典型模型
三、典型方法
四、实例分析
五、能力迁移
一、知识点
序号
知识点名称
是否高频考点
1
动能定理及应用
是
2
机械能守恒定律
是
3
能量守恒定律
是
二、典型模型
模型一 动能定理及应用
1.应用动能定理解题的步骤图解:
2.应用动能定理的四点提醒:
(1)动能定理往往用于单个物体的运动过程,由于不涉及加速度及时间,比动力学方法要简捷。
(2)动能定理表达式是一个标量式,在某个方向上应用动能定理是没有依据的。
(3)物体在某个运动过程中包含几个运动性质不同的小过程(如加速、减速的过程),对全过程应用动能定理,往往能使问题简化。
(4)多过程往复运动问题一般应用动能定理求解。
3.应用动能定理时常见的三个误区
(1)公式W=mv-mv中W应是总功,方程为标量方程,不能在某方向上应用。
(2)功的计算过程中,易出现正、负功判断错误及遗漏某些力做功的现象。
(3)多过程问题中,不善于挖掘题目中的隐含条件,运动物体的过程分析易出现错误。
4. 考向预测
(1)常见力做功的综合计算
(2)机车启动
(3)在变速运动中的应用
(4)在传送带问题中的应用
模型二 机械能守恒定律
1.判断物体或系统机械能是否守恒的三种方法
定义判断法
动能与势能之和不发生变化,系统机械能守恒
能量转化判断法
没有与机械能以外的其他形式的能发生转化时,系统机械能守恒
做功判断法
只有重力(或弹簧的弹力)做功时,系统机械能守恒
2.机械能守恒定律的表达式
3.连接体的机械能守恒问题
共速率模型
分清两物体位移大小与高度变化关系
共角速度模型
两物体角速度相同,线速度与半径成正比
关联速度模型
此类问题注意速度的分解,找出两物体速度关系,当某物体位移最大时,速度可能为0
轻弹簧模型
①同一根弹簧弹性势能的大小取决于弹簧形变量的大小,在弹簧弹性限度内,形变量相等,弹性势能相等
②由两个或两个以上的物体与弹簧组成的系统:弹簧形变量最大时,弹簧两端连接的物体具有相同的速度;弹簧处于自然长度时,弹簧弹性势能最小(为零)
说明:以上连接体不计阻力和摩擦力,系统(包含弹簧)机械能守恒,单个物体机械能不守恒。若存在摩擦力生热,机械能不守恒,可用能量守恒定律进行分析。
4. 机械能与图像的结合问题
1)解决图象问题的基本步骤
①观察题目给出的图象,弄清纵坐标、横坐标所对应的物理量及图线所表示的物理意义.
②根据物理规律推导出纵坐标与横坐标所对应的物理量间的函数关系式.
③将推导出的物理规律与数学上与之相对应的标准函数关系式相对比,找出图线的斜率、截距、图线的交点、图线下的面积等所表示的物理意义,分析解答问题,或者利用函数图线上的特定值代入函数关系式求物理量.
2)图象所围“面积”和图象斜率的含义
①图像:图线与横轴围成的面积表示位移()
②图像:图线与横轴围成的面积表示速度变化量()
③图像:图线与横轴围成的面积表示功()
④图像:图线的斜率表示合外力()
⑤图像:图线的斜率的绝对值表示重力()
⑥图像:图线与横轴围成的面积表示功()
三、典型方法
1. 涉及弹簧的能量问题
从能量的角度看,弹簧是储能元件.处理涉及弹簧的能量问题时,要特别注意:
1)当涉及弹簧的弹力做功时,由于弹簧的弹力是变力,故一般不直接采用功的定义式求解.中学阶段通常根据动能定理、机械能守恒定律或能量守恒定律来间接求解弹簧弹力做的功或弹簧储存的弹性势能.
2)弹簧的弹性势能与弹簧的规格和形变程度有关,对同一根弹簧而言,无论是处于伸长状态还是压缩状态,只要形变量相同,其储存的弹性势能就相同.
2. 摩擦力做功的能量问题
1)无论是静摩擦力还是滑动摩擦力都可以对物体可以做正功,也可以做负功,还可以不做功。
2)静摩擦力做功的能量问题
①静摩擦做功只有机械能从一个物体转移到另一个物体,而没有机械能转化为其他形式的能。
②一对静摩擦力所做功的代数和总等于零,而总的机械能保持不变。
3)滑动摩擦力做功的能量问题
①滑动摩擦力做功时,一部分机械能从一个物体转移到另一个物体,另一部分机械能转化为内容,因此滑动摩擦力做功有机械能损失。
②一对滑动摩擦力做功的代数和总是负值,总功,即发生相对滑动时产生的热量。
3.板块问题
1)动力学分析:
①分别对滑块和木板进行受力分析(注意摩擦力方向),根据牛顿第二定律求出各自的加速度;
②从放上滑块到二者速度相等,所用时间相等,由,可求出共同速度v和所用时间t,
③由位移公式可分别求出二者的位移.
【技巧点拨】要注意区分三个位移:
①求摩擦力对滑块做功时用滑块对地的位移x滑;
②求摩擦力对木板做功时用木板对地的位移x板;