粤教版必修二 第四章 机械能和能源 章末总结 课件（21张）.ppt

第四章 章末总结 内容索引 重点知识探究 知识网络构建 知识网络构建 机械能守恒定律 功 概念 力对物体所做的功等于力的大小 的大小以及力和夹角的余弦的乘积公式 w fscos 当0 90 时 w为 当 90 时 w 当90 180 时 w为 特点 过程量 做功的过程是能量 的过程 标量 无方向 但有正负 位移 概念 单位时间内做功的多少 功率 公式 平均功率 p 瞬时功率 p 位移 正 0 负 转化 fvcos 机械能守恒定律 能 机械能 动能 ek 势能 重力势能 ep 弹性势能 其他形式的能 能量守恒定律 能量既不会凭空产生 也不会凭空消失 它只能从一种形式为另一种形式 或者从一个物体到另一个物体 在转化或转移的过程中其能量耗散 mv2 mgh 转化 转移 总量不变 功能关系 重力做功与重力势能的变化 wg 弹簧弹力做功与弹性势能的变化 w弹 动能定理 w 机械能守恒定律 ep1 ek1 机械能守恒定律 ep1 ep2 ep1 ep2 ek2 ek1 ep2 ek2 重点知识探究 一 功和功率的计算 1 功的计算方法 1 利用w fscos 求功 此时f是恒力 2 利用动能定理或功能关系求功 3 利用w pt求功 2 功率的计算方法 1 p 此式是功率的定义式 适用于任何情况下功率的计算 但常用于求解某段时间内的平均功率 2 p fvcos 此式一般计算瞬时功率 但当速度为平均速度时 功率为平均功率 例1质量为m 20kg的物体 在大小恒定的水平外力f的作用下 沿水平面做直线运动 0 2s内f与运动方向相反 2 4s内f与运动方向相同 物体的v t图象如图1所示 g取10m s2 则a 拉力f的大小为100nb 物体在4s时拉力的瞬时功率为120wc 4s内拉力所做的功为480jd 4s内物体克服摩擦力做的功为320j 解析 答案 图1 解析由图象可得 0 2s内物体做匀减速直线运动 物体在4s时拉力的瞬时功率为p fv 60 2w 120w 故b正确 针对训练如图2所示 两个完全相同的小球a b 在同一高度处以相同大小的初速度v0分别水平抛出和竖直向上抛出 则a 两小球落地时速度相同b 两小球落地时重力的功率相等c 从开始运动至落地 重力对两小球做功相同d 从开始运动至落地 重力对两小球做功的平均功率相等 解析 答案 图2 解析由机械能守恒定律可得两球落地时速度大小相等 但落地时的速度方向不相同 故速度不相同 a项错误 重力在落地时的瞬时功率p mgvcos 为重力与速度方向的夹角 由于 不相等 故两小球落地时重力的功率不相等 b项错误 重力做功取决于下降的高度h 从开始运动至落地h相等 故重力对两小球做功相同 c项正确 例2 多选 如图3所示 一质量为m可视为质点的小物体 在沿斜面向上的拉力f作用下 从长为l 高为h的粗糙固定斜面底端匀速运动到顶端 重力加速度为g 此过程中 物体的a 重力势能增加了mghb 机械能保持不变c 机械能增加了mghd 机械能增加了fl 二 功能关系的应用 解析 答案 图3 解析重力做功w mgh 则重力势能增加了mgh 选项a正确 物体匀速运动 动能不变 重力势能增加mgh 则机械能增加了mgh 选项b d错误 c正确 1 动力学方法利用牛顿运动定律结合运动学规律求解力学问题 2 能量的观点利用动能定理 机械能守恒定律 能量守恒定律以及功能关系求解力学问题 三 动力学方法和能量观点的综合应用 3 应用技巧涉及动力学方法和能量观点的综合题 应根据题目要求灵活选用公式和规律 1 涉及力和运动的瞬时性分析或恒力作用下物体做匀变速直线运动的问题时 可用牛顿运动定律 2 涉及多过程 变力作用下的问题 不要求知道过程的细节 用功能关系解题简便 3 只涉及动能与势能的相互转化 单个物体或系统机械能守恒问题时 通常选用机械能守恒定律 4 涉及多种形式能量转化的问题用能量守恒分析较简便 例3我国将于2022年举办冬奥会 跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一 如图4所示 质量m 60kg 包括雪具在内 的运动员从长直助滑道ab的a处由静止开始以加速度a 3 6m s2匀加速滑下 到达助滑道末端b时速度vb 24m s a与b的竖直高度差h 48m 为了改变运动员的运动方向 在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道平滑衔接 其中最低点c处附近是一段以o为圆心的圆弧 助滑道末端b与滑道最低点c的高度差h 5m 运动员在b c间运动时阻力做功w 1530j 取g 10m s2 图4 1 求运动员在ab段下滑时受到阻力f的大小 答案144n 解析运动员在ab上做初速度为零的匀加速直线运动 联立 式 代入数据解得f 144n 解析 答案 2 若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍 则c点所在圆弧的半径r至少应为多大 答案12 5