专题：机械能守恒定律综合应用 课件 -2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

该高中物理课件聚焦能量观点与动力学观点的综合应用，先通过对比动能定理与机械能守恒定律的三点区别（表达式、条件、研究对象）夯实基础，再以五类综合应用实例（两者综合、与动力学结合等）搭建从基础到综合的学习支架。 其亮点在于以物理观念（能量、运动与相互作用）和科学思维（科学推理、模型建构）为核心，通过轻杆双球、传送带等实例解析，深化综合应用能力。助力学生提升科学推理素养，为教师提供系统例题资源，便于高效开展教学。

专题 能量观点与动力学观点的综合应用 01 动能定理与机械能守恒定律的三点区别 02 动能定理与机械能守恒定律的综合应用 03 动能定理与动力学方法结合 本课要点 04 机械能守恒与动力学方法结合 05 能量守恒与动力学方法结合 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 01. 动能定理与机械能守恒定律的三点区别 2.条件不同 1.表达式不同 3.研究对象的选取上要求不同 动能定理 机械能守恒 机械能守恒 动能定理 只有重力和弹簧弹力做功 有条件 无条件 适合任何物理过程 单个物体或可以看成单个物体的整体 适用对象 适用对象 任何物体组 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 例1.如图所示,一根轻杆长为2L,它的左端O点为固定转动轴，轻杆可以绕O轴在竖直平面内无摩擦转动，它的中点及右端各固定一个小球A和B，两球的质量分别是m和2m，重力加速度为g，现用外力使杆处于水平位置，从静止释放。求（1）小球A和小球B运动到最低处时的速度大小；（2）从开始运动到杆处于竖直位置的过程中，杆的作用力对B球所做的功。 O A B 【解析】AB两球速度关系 AB组成的系统机械能守恒 系统机械能守恒 02. 动能定理和机械能守恒定律的综合应用 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 02. 动能定理和机械能守恒定律的综合应用 例1.如图所示,一根轻杆长为2L,它的左端O点为固定转动轴，轻杆可以绕O轴在竖直平面内无摩擦转动，它的中点及右端各固定一个小球A和B，两球的质量分别是m和2m，重力加速度为g，现用外力使杆处于水平位置，从静止释放。求（1）小球A和小球B运动到最低处时的速度大小；（2）从开始运动到杆处于竖直位置的过程中，杆的作用力对B球所做的功。 O A B 【解析】对B用动能定理 求变力做功，用动能定理 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 例2.如图所示，AB是倾角为θ的粗糙直轨道，BCD是光滑的圆弧轨道，AB恰好在B点与圆弧相切，圆弧半径为R。一个质量为m的物体(可以看做质点)从直轨道上的P点由静止释放，结果它能在两轨道间做往返运动。已知P点与圆弧的圆心O等高，物体与轨道AB间的动摩擦因数为μ。求： (1)物体做往返运动的整个过程中在AB轨道上通过的总路程； (2)最终当物体通过圆弧轨道最低点E时，对圆弧轨道的压力； 02. 动能定理和机械能守恒定律的综合应用 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． （2）对B→E过程 光滑 粗糙 【解析】（1）分析物体从P→B（最终）过程中 应用动能定理得 初状态：速度为零 末状态：在圆心角为2θ的 圆弧上往复运动 过 程：重力做功 摩擦力做功 摩擦力始终做负功，求与之相关的路程用动能定理。 在圆弧内运动，机械能守恒。 02. 动能定理和机械能守恒定律的综合应用 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 03. 动能定理与动力学方法结合 例1.如图所示，已知小孩与雪橇的总质量为m＝20kg，静止于水平冰面上的A 点，雪橇与冰面间的动摩擦因数为μ＝0.1。 （1）妈妈先用30N的水平恒力拉雪橇，经8秒 到达B点，求A、B两点间的距离L。 【解析】（1）对小孩进行受力分析，由牛顿第二定律得： 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 例3.如图所示，已知小孩与雪橇的总质量为m＝20kg，静止于水平冰面上的A 点，雪橇与冰面间的动摩擦因数为μ＝0.1。 （2）若妈妈用大小为30N，与水平方向成37° 角的力斜向上拉雪橇，使雪橇从A处由静止开 始运动并能到达（1）问中的B处，求拉力作用 的最短距离。(已知cos 370＝0.8，sin 370＝0.6) （2）设妈妈的拉力作用了x距离后撤去， 小孩刚好到达B点，速度为0 x＝12.4m 03. 动能定理与动力学方法结合 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 04. 机械能守恒与动力学方法结合 例4.某同学玩“弹珠游戏”的装置如图所示，S形管道BC由两个半径为R的 圆形管道拼接而成，管道内直径略大于小球直径，且远小于R，忽略一切摩擦，用质量为m的小球将弹簧压缩到A位置，由静止释放，小球到达管道C时对管道恰好无作用力。求小球运动至 高度处，管道对小球的作用力。 【解析】因为小球运动到C点时对管道压力为零 设小球运动至 高度处速度大小为v 由机械能守恒定律得 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 例5.某同学玩“弹珠游戏”的装置如图所示，S形管道BC由两个半径为R的 圆形管道拼接而成，管道内直径略大于小球直径，且远小于R，忽略一切摩擦，用质量为m的小球将弹簧压缩到A位置，由静止释放，小球到达管道C时对管道恰好无作用力。求小球运动至 高度处，管道对小球的作用力。 设在 处管道对小球的弹力为FN ⌒ θ=300 G FN 三式联立 04. 机械能守恒与动力学方法结合 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 05. 能量守恒与动力学方法结合 例6.如图所示，水平传送带始终以v=3m/s的速度匀速运动。现将一质量为m=1kg的物块放于左端（无初速度），传送带表面摩擦因素μ=0.15。最终物体与传送带共速，在此过程中，求：（1）由于摩擦而产生多少热量？（2）由于放了物块，带动传送带的电动机消耗多少电能？ 【解析】由牛顿第二定律 共速所需时间 物体对地位移 物块相对传送带的位移 摩擦生热 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 例6.如图所示，水平传送带始终以v=3m/s的速度匀速运动。现将一质量为m=1kg的物块放于左端（无初速度），传送带表面摩擦因素μ=0.15。最终物体与传送带共速，在此过程中，求：（1）由于摩擦而产生多少热量？（2）由于放了物块，带动传送带的电动机消耗多少电能？ 【解析】 物块动能增量为 摩擦生热 由能量守恒，电动机多消耗的能量 05. 能量守恒与动力学方法结合 WELCOME! 三多物理 多练习★多积累★多纠错 $