第八章 机械能守恒定律 学案（含答案）——2024-2025学年高一物理人教版（2019）下学期期末复习

第八章 机械能守恒定律 学案（含答案）———2024-2025学年高一物理人教版（2019）下学期期末复习 第一步：单元学习目标整合 重点 ①功、功率、动能、势能的概念 ②动能定理、机械能守恒定律两个重要规律 ③功率，动能定理的计算 难点 ①动能定理的应用 ②机械能守恒定律的应用 ③能量守恒定律的应用 ④实验：验证机械能守恒定律 第二步：单元思维导图回顾知识 第三步：单元重难知识易混易错 重难点： 一、功的计算 恒力功的计算:。 变力功求解 图像法:如图所示，当力F和位移l的方向在一条直线上时,变力的功W可用F-l图线与l轴所包围的面积表示。l轴上方的面积表示力对物体做正功的多少，轴下方的面积表示力对物体做负功的多少。 (2)平均值法:当力的方向不变,大小随位移按线性规律变化时,可先求出力对位移的平均值,再用计算功,如弹簧弹力做功。 (3)变力功求解主要应用动能定理(后面学习)。 3.总功的计算 (1)先求物体所受的合力,再根据公式求合力做的功。 (2)先根据,求每个分力做的功、、……，再根据求合力做的功。即合力做的功等于各个分力做功的代数和。 说明:(1)如果物体处于平衡状态或某一方向受力平衡时，或者物体在某一方向上做匀变速直线运动时(合力等于ma),先求合力再求功的方法更简捷。 适用各分力都是恒力作用于整个做功过程的总功求解。 功是标量,总功的求解是代数运算。 二、对公式和的理解 重力势能的“四性” 四、机械能守恒定律和动能定理的比较 五、实验注意事项及改进措施 1.注意事项 (1)减小各种阻力的措施: ①安装时使打点计时器的限位孔与纸带处于同一竖直平面内。 ②应选用质量和密度较大的重物。 (2)使用打点计时器时,应先接通电源,再松开纸带。 (3)由于不需要计算动能和重力势能的具体数值，因而不需要测量重物的质量。 因重物下落过程中要克服阻力做功，实验中动能的增加量稍小于重力势能的减少量。 2. 改进措施 (1)物体的速度可以用光电计时器测量，以减小由于测量和计算带来的误差。 (2)整个实验装置可以放在真空的环境中操作，如用牛顿管和频闪照相进行验证,以消除由于空气阻力作用而带来的误差。 易错题： 一、对基本概念认识不透彻导致错误 例1用力将重物竖直提起,先是从静止开始匀加速上升,紧接着匀速上升,如 果前后两过程的时间相同,不计空气阻力,则( ) A.加速过程中拉力的功一定比匀速过程中拉力的功大 B.匀速过程中拉力的功比加速过程中拉力的功大 C.两过程中拉力的功一样大 D.上述三种情况都有可能 答案：D 解析：因重物在竖直方向上仅受两个力作用:重力mg、拉力F.这两个力的相互关系决定了物体在竖直方向上的运动状态.设匀加速提升重物时拉力为F1,重物加速度为a,由牛顿第二定律F1-mg=ma, 匀速提升重物时,设拉力为F2,由平衡条件有F2=mg,匀速直线运动的位移S2=v·t=at2.拉力F2所做的功W2=F2·S2=mgat2.比较上述两种情况下拉力F1、F2分别对物体做功的表达式,不难发现:一切取决于加速度a与重力加速度的关系.因此选项A、B、C的结论均可能出现.故答案应选D. 二、混淆平均功率与瞬时功率 例2一质量为1.0kg的物体从距地面足够高处做自由落体运动,重力加速度g=10m/s 2,求: (1)前2s内重力对物体所做的功; (2)第2s末重力对物体做功的瞬时功率。 答案：(1)前2s内物体下落的高度h=gt2=20m 前2s内重力对物体所做的功W=mgh=200J (2)第2s末物体的运动速度v=gt=20m/s 第2s末重力对物体做功的瞬时功率P=mgv=200W 三、对摩擦力是否做功判断不准确 例3如图所示，一个质量为M、长为L的木板B静止在光滑水平地面上，其右端放有可视为质点的质量为m的滑块A，现用一水平恒力作用在滑块上，使滑块从静止开始做匀加速直线运动.滑块和木板之间的摩擦力为，滑块滑到木板的最左端时，木板运动的距离为x，此过程中,下列说法 ... ...