福建省晋江市首峰中学高中物理 第四章 机械能 动能定理学案 新人教版必修1(1).doc

第四章 机械能-2、动能定理1、动能的概念 (1)物体由于运动而具有的能叫动能，动能的大小ek=mv2，动能是标量，与速度的方向无关.(2)动能是状态量，也是相对量，应为公式中的v为瞬时速度.2、动能定理 (1)动能定理的内容及表达式合外力对物体所做的功等于物体动能的变化.即(2)物理意义动能定理给出了力对物体所做的总功与物体动能变化之间的关系，即外力对物体做的总功，对应着物体动能的变化，变化的多少由做功的多来量度.3、求功的三种方法(1)根据功的公式w = fscos(只能求恒力的功).(2)根据功率求功wpt (p应是恒定功率或平均功率).(3)根据动能定理求功： (w合为合外力总功).4、应用动能定理解题的步骤：选取研究对象，明确它的运动过程；分析研究对象的受力情况和各个力做情况：受哪些力？每个力是否做功？做正功还是负功？做多少功？然后求各个外力做功的代数和。明确物体在过程的始末状态的动能ek1和ek2。列出动能定理的方程w合ek2ek1，及其它必要的解题方程，进行求解。例1、质量m0.20kg的物体置于水平桌面上，在f2n的水平拉力作用下，前进了s10.6m，此时撤去拉力。物体与桌面间的摩擦因素0.20，求：物体滑到s21.0m处时的速度； 物体能滑多远（取g10m/s2）？解：法一：牛顿第二定律+运动定律法二：动能定理例2、如图所示，将质量m=2kg的一块石头从离地面h=2m高处由静止开始释放，落入泥潭并陷入泥中h=5cm深处，不计空气阻力，求泥对石头的平均阻力。（g取10m/s2）hh解：法一：牛顿第二定律+运动定律法二：动能定理【针对训练】练习1以l0ms的初速度运动的石块，在水平冰面上滑行100m后停下，若g取10ms2，则冰面与石块之间的动摩擦因数是多少?练习2某物体放在一倾角为的斜面上，向下轻轻一推，它刚好能匀速了滑若给此物体一个沿斜面向上的初速度v0，那么，它能沿斜面向上冲滑的最大位移为多少?练习3质量为m的物体以速度v0竖直上抛出，物体落回地面时，速度大小为3 v0/4，设物体在运动中所受空气阻力大小不变，求：物体运动过程中所受空气阻力的大小；若物体落地碰撞过程中无能量损失，求物体运动的总路程。练习4一弹簧振子，物块的质量为m，它与水平桌面间的动摩擦因数为。起初用手按住物块，物块的速度为零，弹簧的伸长量为x，然后放手，当弹簧的长度回到原长时，物块的速度为v。求弹力做的功。 练习5 如图所示，半径r1m的1/4圆弧导轨与水平面相接，从圆弧导轨顶端a，静止释放一个质量为m20g的小木块，测得其滑至底端b时速度vb3ms，以后沿水平导轨滑行bc3m而停止求：（1）在圆弧轨道上克服摩擦力做的功?（2）bc段轨道的动摩擦因数为多少? 第四章 机械能-3、机械能守恒1、重力势能(1)公式：ep=mgh (2)说明：ep=mgh中的h是物体相对零势面的距离.一般我们取地面为零势面.若物体在零势面上方，重力势能为正；物体在零势面下方，重力势能为负；物体处在零势面上，重力势能为零.2、重力做功(1)公式：wg=mgh h为初、末位置间的高度差. 重力做功与路径无关，只与初、末位置有关(即由初末位置间的高度差决定).(2)重力做功与重力势能变化间的关系重力做正功,重力势能减少；重力做负功，重力势能增加。重力所做的功等于重力势能变化量的负值，即:wg=-ep=-(ep2-ep1)=-(mgh2-mgh1)=ep1-ep23、弹性势能劲度系数越大，形变越大，弹性势能越大4、机械能定义：机械能是物体动能、重力势能、弹性势能的总和5、机械能守恒定律（1）内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变.（2）表达式第一种：ek1+ep1=ek2+ep2从守恒的角度表明物体运动过程中，初状态和末状态机械能相等第二种：ek =-ep从转化的角度表明动能的增加量等于势能减小量第三种：e增=e减从能量守恒的角度表明能量增加的等于减小的6、应用机械能守恒定律解题的基本步骤(1)选择研究对象物体或物体系(2)对研究对象所经历的过程，进行受力分析，做功情况分析，判断机械能是否守恒(3)选择初、末状态及参考平面，确定研究对象在初、末状态的机械能(4)根据机械能守恒定律列方程或方程组求解考点一：对机械能守恒定律条件的理解例题1.判断下列物体运动过程中的机械能是否守恒？(忽略空气阻力)a、电梯匀速下降b、物体自由下落c、物体由光滑斜面顶端滑到斜面底端d、物体沿着斜面匀速下滑e、铅球运动员抛出的铅球从抛出到落地前请你总结判断方法：_考点二、应用机械能守恒定律解决问题例题2. 在距离地面20m高处以15m/s的初速度水平抛出一小球，不计空气阻力，取g10m/s2，求小球落地速度大小，你有几种方法？例3：一个物体从高h的光滑斜面顶端由静止开始滑下，不计空气阻力，求物体滑到斜面底端的速度多大？（g=10m/s2）拓展1：若把斜面改为光滑曲面，影响结果吗？例4：如图8所示，物体a和b系在跨过定滑轮的细绳两端，物体a的质量ma=1.5kg，物体b的质量mb=1kg，开始把a托起，使b刚好与地面接触，此时物体a离地高度为1m放手让a从静止开始下落，求： （1）当a着地时，b的速率多大？ （2）物体a落地后，b还能升多高？图6-2【针对训练】1.如图6-2所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于能量的叙述中正确的应是（ ）a.重力势能和动能之和总保持不变b.重力势能和弹性势能之和总保持不变c.动能和弹性势能之和保持不变d.重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变2如图所示，质量为m的滑块在离地面高h=0.45m的光滑弧形轨道上由静止开始下滑求：(1)滑块到达轨道底端b时的速度大小为多大?(2)如果滑块在水平面上滑行的最大距离是2.25m，则滑块与水平面间的动摩擦因数为多大?(g取10ms2)m3质量均为m的物体a和b分别系在一根不计质量的细绳两端，绳子