高三一阶段-机械能.ppt

高三一阶段复习,-机械能,本章要点,五个概念（功，功率，机械能，动能，势能）； 三个规律（动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律）,想一想：思考回答下列问题,功、功率、机械能、动能、势能概念，标量，单位 功的二要素 功率的不同表达形式 动能定理的内容及应用 重力做功和重力势能变化的关系 机械能守恒定律的内容及适用条件 能量守恒定律（功能关系）的应用,知识点1 功,（1）功的两个要素 （2）功的公式：W=FScos 注意：公式中字母的含义（s是对地位移）；适用条件：F为恒定矢量；计算时要明确什么力对什么系统做功；W由FS共同决定，与运动状态无关 （3）功的性质：标量,有正负；过程量；相对量（对地） （4）功的计算：公式法：适合于恒力的功；动能定理：适合于恒力的功和变力的功 （5）注意：作用力的功和反作用力的功不一定等大；摩擦力的功可为正、负值，与路径有关,例1,例1水平恒力F作用于质量为M的物体，使之在光滑的水平面上沿力的方向移动距离S，恒力做功为W1,再在该恒力的作用下作用于质量为m的物体（mW2 B. W1W2 C. W1=W2 D.无法判断,例2,例4以一定的初速度竖直上抛一小球，小球上升的最大高度为h，空气阻力的大小恒为f，则从抛出至回到出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为： A.0 B.-fh C.-2fh D.-4fh,例3,质量为M的长木板放在光滑的水平面上，一个质量为m的木块以某一速度沿木板表面从A点滑到B点，在木板上前进了L，木板前进了S，若木板与木块间的动摩擦因数为，求摩擦力对滑块，对木板做功各为多少？,知识点2 功率,(1)计算公式：P平均=W/t; p=Fscos (2)机械的功率：P出=Fv v=vm的条件：F=f,例1质量为5kg的物体，以10m/s的速度水平抛出，求抛出后第1s内重力做功的平均功率和抛出后1s末重力的的瞬时功率 例2质量m=10kg的物体，沿倾角为37度的斜面由静止滑下，当它下滑4s时重力的瞬时功率 ，这4s重力做的功是 ，这4s重力的平均 功率是 。,例3、如图，一长为 的轻杆一端固定在光滑铰链上，另一端固定一质量为 的小球。一水平向右的拉力作用于杆的中点，使杆以角速度 匀速转动，当杆与水平方向成60时，拉力的功率为,知识点3 机械能,（1）动能：EK=mv2/2, 标量，状态量 （2）势能：重力势能EP=mgh 标量、系统量、状态量、相对量 弹性势能EP=KX2/2 标量、系统量、状态量 (3)能的一般概念：所有的能都是表明运动状态的物理量；功是描述运动过程的，与能量的变化相联系，是物体能量变化的量度,知识点4 动能定理,1、推导 2、公式：W总=EK 3、解题步骤：（1）选取研究对象（2）分析受力（3）分析运动（4）列方程（5）解方程、分析结果 4、注意：找W总时先确定每一外力（包括重力）做的功的大小及正负；变力的功要用WF表示，不要用FS表示,动能定理的应用1 变力功的计算,1、利用动能定理求解 2、变力功率P恒定，则用w=pt计算 3、将变力转化为恒力： （1）摩擦力只方向变化时可做为恒力 （2）力均匀变化时利用平均值计算 （3）利用图像面积计算,例1某运动员臂长为L,将质量为M的铅球推出，铅球出手的速度为V，方向与水平方向成300角，则该运动员对铅球所做的功是 例2一粗糙圆盘，上置一铁块，铁块距圆心距离r、质量为m，铁块始终没有在盘上滑动，当转盘转速由w1增大到w2时，摩擦力对铁块做的功为？,动能定理的应用2 分段和整体法运用动能定理,例1高为h的光滑斜面，与水平的动摩擦因数为粗糙水平面相接，一物体由静止沿斜面下滑，求：该物体在水平面上滑行的距离。 例2木块在水平恒力的牵引下，沿水平路面由静止出发前进了s，随即撤去此恒力，木块沿原方向前进了2s才停下，设木块在运动的全过程中地面的情况不变。则摩擦力的大小为 ，运动过程中的最大动能是 。,例3在光滑的水平面上有一辆平板小车，小车上表面粗糙，车上放着一个物体，物体在水平恒力的作用下，从车的一端拉到另一端，第一次把小车固定在地面上，第二次小车可以自由移动，在这两次移动物体的过程中，下列说法正确的是 A.物体所受的摩擦力一样大 B.物体获得动能一样大 C.第一次物体获得动能大 D.小车和物体获得的内能两次一样多,动能定理的应用3 机车启动问题,某汽车发动机的额定功率为P=6.0X104W,汽车的质量为m=5000kg，该车在水平路面上沿直线行驶时，阻力是车重的0.1倍，求：（1）汽车保持额定功率的大小从静止启动后能达到的最大速度为多少？若此过程历时20s，则汽车的位移多大？（2）若汽车从静止开始且保持以a=0.5m/s2的加速度作匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？,知识点5 机械能守恒定律,1推导 2内容 3注意：（1）守恒条件：只有重力和和系统内的弹力做功，其它力都不做功 （2）重力和系统内的弹力做功，只使系统内部动能和势能相互转化 （3）研究对象是物体系统（不是单个物体，这个系统可能包括地球 （4）无机械能和其他形式的能的转化 4应用步骤：选研究对象包括地球在内的物体系 分析受力-是否满足守恒条件 分析运动-研究始末位置及速度 规定参考平面列方程 解方程，分析结果,机械能守恒的应用1-链条,如图，总长为L的光滑匀质铁链跨过一个光滑的轻小滑轮，开始时底端相齐，当略有扰动时，其一端下落，当铁链刚脱离滑轮的瞬间的速度多大？,机械能守恒的应用2-杆,例4轻杆AB长2L，A端为固定轴，B端固定，一个质量为2m的小球，中点C固定一个质量为m的小球，AB杆可以绕A端在竖直面内自由转动，现将杆置于水平位置，然后由静止释放，不计摩擦和空气阻力，求 （1）AB杆转到竖直位置时角速度是多少 （2）此时B球的机械能增量是多大？,机械能守恒应用3-连接体,例1如图所示，斜面置于光滑的水平面上，其光滑斜面上有一物体有静止沿斜面下滑，在物体下滑的过程中下列说法正确的是 A.物体的重力势能减小，动能增大 B.斜面的机械能不变 C.物体的机械能减小 D.物体和斜面组成的系统机械能不变,例2如图所示，半径为R的光滑半圆柱固定在桌面上，一根轻绳块过半圆柱，两端各系一个小球A和B，他们的质量分别为mA和mB,开始时A球与桌面接触，B球被穿过桌面的小孔的绳悬吊着，释放A球后使A球能通过半圆柱的最高点P。求： （1）mA和mB之间应满足什么关系 （2）A到达P点的过程中绳对A做的功,机械能守恒和动能定理综合应用,例1、某兴趣小组设计了如图所示的玩具轨道，其中“2008”四个等高数字用内壁光滑的薄壁细圆管弯成，固定在竖直平面内(所有数字均由圆或半圆组成，圆半径比细管的内径大得多)，底端与水平地面相切。弹射装置将一个小物体(可视为质点)以Va=5m/s的水平初速度由a点弹出，从b点进入轨道，依次经过“8002”后从p点水平抛出。小物体与地面ab段间的动摩擦因数=0.3，不计其它机械能损失。已知ab段长L=l.5m,数字“0”的半径R=0.2m，小物体质量m=0.0lkg，g=10ms2。求： (1)小物体从p点抛出后的水平射程。 (2)小物体经过数字“0”的最高点时管道对小物体作用力的大小和方向。,机械能守恒和平抛的综合应用,如图所示，一物块(可视作质点)质量为m=30kg，静止于足够长平台距右端的P点S=1m处，平台与物块之间的动摩擦因数为0.1，现用恒力F推动物块在平台上向右加速滑行，滑行至平台右侧P时撤去F，物块以3m/s的速度滑出，而后恰能无碰撞地沿圆弧切线方向从A点进入竖直面内的光滑圆弧轨道ADBC，并沿轨道下滑。D为圆弧最低点，C点与圆心O等高，AOD=530，当物块通过圆弧最低点D时，对轨道的压力大小为915N(计算中取g=10m ， ， )求： (1)恒力F的大小 (2)物块自滑离平台至进入圆弧轨道所用的时间 (3)物体在圆弧轨道的半径 (4)物块最终停在何处,知识点6 功能关系 能量守恒,功能关系的理解 1、重力的功等于重力势能的减少，弹力做的功等于弹性势能的减少 2、合外力的功等于动能的增量 3、除重力弹力外，其他力做的功等于机械能的增量,能量守恒定律的理解,定律内容： 能量守恒定律应从以下两个方面理解： （1）某种形式的能减少，一定存在另一种形式的能增加，且减少量一定等于增加量 （2）某个物体的能量减少，一定存在另一个物体的能量增加，且减少量等于增加量。（或：能量的增加有来源；能量的减少有去向）,静摩擦力做功的特点：,静摩擦力可以做负功，也可以作正功，还可以不做功 在静摩擦力做功的过程中，只有机械能的相互转移，没有机械能转化为其它形式的能 相互摩擦的系统内，一对静摩擦力做的功的和总等于零,滑动摩擦力做功的特点,滑动摩擦力可以做负功，可以作正功 一对滑动摩擦力做功的过程，能量的转化有两种情况：一是相互摩擦的物体之间的机械能的转移；二是机械能转化为内能，转化为内能的量值等于滑动摩擦力与相对位移的乘积 相互摩擦的系统内，一对滑动摩擦力所做的功总是负值，其绝对值恰等于滑动摩擦力与相对位移的乘积，即恰等于系统机械能的损失,例1、设质量为M的木块静止在光滑的水平面上，被一水平方向飞来的速度为v0，质量为m的子弹打中，子弹所受阻力为f，子弹未穿出木块，打入木块的深度为d，木块移动距离为L，如图所示，设木块与子弹的共同速度为V，整个过程中消耗的热量为Q，试分析以上各量的关系。 小结：由上题可以看到，子弹木块组成的系统的机械能的减小量等于滑动摩擦力与子弹和小车相对位移的乘积，这部分能量转化为两物体的内能增加。,例2、如图所示，传送带以vo=2m/s的速度水平运动，质量为m=2kg的行李原来与皮带相对静止，当把他送到原来静止在光滑轨道上的质量为M=30kg的小车上，如行李包与车面之间的动摩擦因数为=0.4，问行李包在车面上滑行多长时间，相对于车面滑行的距离是多少？,例题3、一水平飞行的子弹穿过一块木板后，损失的速度为原速度的9/10，问，这颗子弹能穿过几块同样的木板？,例4、某地强风的风速为v=20m/s，设空气密度为=1.3kg/m3,如果把通过横截面积S=20m2的动能全部转化为电能，则利用上述已知量计算电功率的公式应为P= 大小约为： 。,例5、小球质量为m，在距地面h处以速度v竖直上抛，空气阻力为f(fmg),设小球与地面碰撞不损失能量，直至小球静止，小球在整个过程中通过的路程为 A.mgh+mv2/2f B.mgh+mv2/f C.(2mgh+mv2)/2f D.(gh+v2)/mf,例6、一质量均匀的不可伸长的软绳，重为G，AB两点固定在天花板上，今在最低点C施加一竖直向下的力将绳拉至D点，在此过程中，绳AB的重心位置将 A.逐渐升高