物理人教版必修2：第七章章末整合.ppt

位移 Flcos Fvcos 1 2mv 2 动能 保持不变 能量的总量 专题一功的判断与计算 1判断力 F 做功的方法： (1)看力 F 与位移 l 的夹角的大小若90，则F不做功； 若90，则F做负功(或物体克服力F 做功)此法常用于判断恒力做功的情况 (2)看力F与物体速度v的方向夹角的大小若90，则F 不做功；若90，则F做负功此法 常用于判断曲线运动的做功情况 (3)看物体间是否有能量转化功是能量转化的量度，若有能 量转化(增加或减少)，则必是有力做功此法常用于两个相互联系 的物体做曲线运动的情况 【例 1】如图 71 所示，一辆玩具小车静止在光滑的水平 导轨上，一个小球用细绳悬挂在小车上，由图中位置无初速释 图 71 放，则小球在下摆过程中，下列说法正确的是( ) A绳的拉力对小球不做功 B绳的拉力对小球做正功 C小球所受的合力不做功 D绳的拉力对小球做负功 解析：在小球向下摆动的过程中，小车向右运动，绳对小 车做正功，小车的动能增加；小球和小车组成的系统机械能守 恒，小车的机械能增加，则小球的机械能一定减少，所以绳对 小球的拉力做负功 答案：D 2功的计算方法： (1)运用 WFlcos (常用于求恒力做功) (2)运用 WPt(既可求恒力做功，也可求变力做功) (3)运用动能定理 W合Ek(常用于变力做功) (4)先求平均力，后求功 W F lcos (适用于求解线性变化 的力做功) (5)图象法求功：作出 Fl 图，计算图线与 l 轴包围的面积， 在数值上与 F 做的功相等 【例 2】某人用 F100 N 的恒力，通过滑轮把物体拉上斜 面，如图 72 所示，力 F 的方向恒与斜面成 60角，若物体沿 斜面运动 1 m，则他做的功是多少？(取 g10 m/s2) 图 72图 73 【例 3】有一个竖直放置的圆形轨道，半径为 R，由左右两 部分组成如图 74 所示，右半部分 AEB 是光滑的，左半部 分 BFA 是粗糙的现在轨道最低点 A 放一个质量为 m 的小球， 并给小球一个水平向右的初速度 vA，使小球沿轨道恰好运动到 最高点 B，小球在 B 点又能沿 BFA 轨道回到 A 点，到达 A 点时 对轨道的压力为 4mg.求初速度 vA 和小球由 B 经 F 回到 A 的过 程中克服摩擦力所做的功 图 74 【例 4】如图 75 所示，在盛有水的圆柱形容器内竖直地 浮着一块立方体木块，木块的边长为 h，其密度为水的密度的 一半，横截面积也为容器底面积的一半，水面高为 2h.现用力缓 慢地把木块压到容器底上，设水不会溢出，求压力所做的功 图 75 解：木块下降的同时水面上升，因缓慢地把木块压到容器 底，所以压力总等于增加的浮力，压力是变力木块完全浸没 在水中的下降过程中，压力是恒力 木块从开始到完全浸没在水中，设木块下降x1，水面上升 x2，根据水的体积不变，有 h2x1h2x2 得x1x2 【例 5】用铁锤将一铁钉击入木块，设阻力与钉子进入木 板的深度成正比，每次击钉时锤子对钉子做的功相同在铁锤 击第一次时，能把铁钉击入木板内 1 cm，则击第二次时，能击 多深？ 解：铁锤每次做的功都是用来克服铁钉阻力做的功，但摩 擦阻力不是恒力，其大小与深度成正比，Fkx，以F 为纵坐标， F 方向上的位移x 为横坐标，作出Fx 图象，如图76 所示， 函数图线与x 轴所夹阴影部分面积的值等于 F 对铁钉做的功 由于两次做功相等，故有面积 S1S2 图 76 【触类旁通】 1如图 77 所示，木板可绕固定的水平轴 O 转动木板 从水平位置 OA 缓慢转到 OB 位置，木板上的物块始终相对于 木板静止在这一过程中，物块的重力势能增加了 2 J用 FN 表示物块受到的支持力，用 f 表示物块受到的摩擦力在此过 程中，以下判断正确的是() B 图 77 AFN 和 f 对物块都不做功 BFN 对物块做功为2 J，f 对物块不做功 CFN 对物块不做功，f 对物块做功为2 J DFN 和 f 对物块所做的功代数和为 0 2人在 A 点拉着绳通过一定滑轮吊起质量为m50 kg 的 物体 G，如图 78所示开始时绳与水平方向的夹角为60， 人匀速提起重物由 A 点沿水平方向运动s2 m 而到达 B 点，此 时绳与水平方向成 30角求人对绳的拉力做了多少功？(取g 10 m/s2) 图 78 解：人对绳的拉力大小虽然始终等于物体的重力，但方向却 时刻在变，而已知的位移s 方向一直水平，所以无法利用WFscos 直接求拉力的功若转换一下研究对象则不难发现，人对绳的拉 力做的功与绳对物体的拉力做的功是相同的，而绳对物体的拉力 则是恒力，可利用 WFscos 求了！ 专题二动能定理及其应用 4动能定理的研究对象可以是单一物体，也可以是能够看 做单一物体的系统，动能定理适用于直线运动，也适用于曲线 运动，而且在分析中不用研究物体运动的细节，只需考虑整个 过程的做功量及过程的初末动能因此，比牛顿第二定律的适 用范围更广泛 5应用动能定理可以把物体经历的物理过程分为几段处 理，也可以把全过程看做整体来处理在应用动能定理解题时， 要注意以下几个问题： (1)正确分析物体的受力，要考虑物体所受的所有外力，包 括重力 (2)要弄清各个外力做功的情况，计算时应把各已知功的正 负号代入动能定理的表达式 (3)在计算功时，要注意有些力不是全过程都做功的，必须 根据不同情况分别对待，求出总功 (4)动能定理的计算式为标量式，v 必须是相对同一参考系 的速度 (5)动能是状态量，具有瞬时性，用平均速度计算动能是无 意义的 【例 6】总质量为 M 的列车，沿水平直线轨道匀速前进， 其末节车厢质量为 m，中途脱节，司机发觉时，列车已行驶了 L 的距离，于是立即关闭油门，除去牵引力，设运动的阻力与 车的重力成正比，列车的牵引力是恒定的，当列车的两部分都 停止时，它们的距离是多少？ 【触类旁通】 3如图 79 所示，斜面足够长，其倾角为，质量为 m 的滑块距挡板 P 为 s0，以初速度 v0 沿斜面上滑，滑块与斜面间 的动摩擦因数为，滑块所受摩擦力小于滑块沿斜面方向的重力 分力，若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失，求滑块在斜面 上经过的总路程为多少？ 图 79 解：在整个过程中，滑块受重力、摩擦力和斜面支持力的 作用，其中支持力不做功设其经过的总路程为 L，对全过程， 由动能定理得 专题三机械能守恒定律及其应用 1应用机械能守恒定律处理问题时，先要确定研究对象， 明确对象的初、末状态，作出运动过程的受力分析，判断是否 满足机械能守恒条件 2机械能守恒定律的三种表达方式： (1)Ek1Ep1Ek2Ep2，理解为物体或系统初状态的机械能 与末状态的机械能相等 (2)EkEp,表示动能和势能发生了相互转化，系统减 少(或增加)的势能等于增加(或减少)的动能 (3)EAEB，适用于系统，表示由 A、B 组成的系统， A 部分机械能的增加量与 B 部分机械能的减少量相等 【例 7】如图 710 所示，摆球的质量为 m，从偏离水平 方向30的位置由静止释放，求小球运动到最低点A时绳子 受到的拉力是多大？ 图 710 【触类旁通】 4如图 711 所示，位于竖直平面内的轨道，由一段斜直 轨道和圆形轨道分别与水平面相切连接而成，各接触面都是光 滑的，圆形