机械能单元复习与巩固.doc

机械能单元复习与巩固明确学习目标及主要的学习方法是提高学习效率的首要条件，要做到心中有数！一、目标与策略 学习目标：l 做功的计算方法。l 动能定理的内容及其应用。l 机械能守恒定律内容及其与其他运动形式的综合应用。l 能量守恒定律及应用。重点难点：l 动能定理的内容及其应用。l 机械能守恒定律内容及其与其他运动形式的综合应用。学习策略：l 要注重基础知识的复习，理解和体会各知识点间的内在联系，建立知识结构，形成知识网络，逐步体会各知识点的地位、作用、分清主次，理解理论的实质，这是提高能力的基础。“凡事预则立，不预则废”。科学地预习才能使我们上课听讲更有目的性和针对性。我们要在预习的基础上，认真听讲，做到眼睛看、耳朵听、心里想、手上记。二、学习与应用知识回顾复习构建知识结构和网络，能从整体上把握学习内容，找出各部分知识之间的关联，加深对它们内在联系的认识。相关内容请学习网校资源ID：#tbjx1#246529学习新知识之前，看看你的知识贮备过关了吗？分类：机械能守恒定律公式： 功率平均功率：或者瞬时功率： 机械能动能和势能势能重力势能：单位：国际单位：焦耳（J）重力做功与重力势能的关系： 弹性势能： 动能定义：物体由而具有的能量叫动能公式： 单位：国际单位：焦耳（J）动能定理： 机械能守恒定律机械能：动能和势能统称为机械能机械能守恒定律两种表达式：（1） （意义：前后状态机械能不变）（2） （意义：势能减少量等于动能的增加量）系统机械能守恒时的处理方法：（1）（意义：前后状态系统总的机械能相等。）（2）（意义：系统减少的重力势能等于系统的动能）（3）（意义：A物体减少的机械能等于B物体的机械能）能量转化和守恒定律能源开发与利用：太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能等能源能量转化和守恒定律应用：机车的启动知识要点预习和课堂学习认真阅读、理解教材，尝试把下列知识要点内容补充完整，带着自己预习的疑惑认真听课学习。请在虚线部分填写预习内容，在实线部分填写课堂学习内容。课堂笔记或者其它补充填在右栏。详细内容请学习网校资源ID：#tbjx3#246529 知识点一：功（一）功的概念（1）定义：物体受到力的作用，并且在的方向上发生了一段位移，我们说力对物体做了功。（2）功的定义式：W= （3）功的单位：国际制单位是焦耳，符号J。（4）功是标量，只有大小， 方向。（二）关于总功的计算一个物体往往同时在若干个力作用下发生位移，每个力都可能做功，它们所做的功产生的效果，即是总功产生的效果。总功的计算一般有两个途径：（1）对物体受力分析，求，再求合力做功总功。（2）对物体受力分析，确定每个力的方向（或反方向）上的位移，求出每个力所做的，然后再求它们的 总功。知识点二：功率（一）物理意义功率是表示做功的物理量。所谓做功快慢的实质是物体（或系统）能量转化的快慢。（二）功率的大小力做的功和做这些功所用时间的比值叫功率，即：P= = ，其中是力与间的夹角这两种表达形式在使用中应注意：（1）是求一个力在t时间内做功的功率。（2）P= Fvcos有两种用法：求某一时刻的瞬时功率。这时F是该时刻的作用力大小，v取值，对应的P为F在该时刻的瞬时功率；求某一段时间内的平均功率。当v为某段时间（位移）内的 速度时，要求在这段时间（位移）内F为恒力，对应的P为F在该段时间内的平均功率。（三）机车启动两种方式（1）恒定功率P0（一般以额定功率）的加速依公式P=Fv可知，P不变，随着汽车速度v的增加，F只能逐渐；物体的加速度，尽管F减小，但Ff，故汽车做加速度逐渐的速运动，直到a =；以后汽车做直线运动。当牵引力F=（a=0）时，汽车具有最大速度 。（2）恒定牵引力的加速（即恒定加速度启动）知识点三：重力势能（一）重力势能（二）重力做功跟重力势能变化的关系重力势能的变化过程，也是重力做功的过程，二者的关系为 ，表示在初位置的重力势能，表示在末位置的重力势能（1）当物体由高处运动到低处时，表明重力做正功时，重力势能，减少的重力势能等于重力所做的功。（2）当物体由低处运动到高处时，表明重力做负功时（即物体克服重力做功），重力势能，增加的重力势能等于克服重力所做的功。知识点四：动能定理（一）内容力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。这个结论叫动能定理。另一表述： 力对物体所做的总功等于物体动能的变化。（二）表达式是外力所做的总功，、分别表示初、末状态的动能。知识点五：机械能守恒定律（一）机械能物体的动能和势能之和称为物体的机械能。（势能包含重力势能和弹性势能）（二）机械能守恒定律（1）机械能守恒定律的内容：在只有力或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，这叫做机械能守恒定律。（三）机械能守恒定律的三种表达式（1）守恒的观点：，即初状态的动能与势能之和等于末状态的动能与势能之和。（2）转化的观点：，即动能的减少量等于势能的 量。（3）转移观点：，即由A、B两个物体组成的系统中，A物体的机械能的减少量等于B物体机械能的量。知识点六：能量转化和守恒定律（一）内容能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式为其他形式，或者从一个物体到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持。（二）定律的表达式；（三）注意（1）某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量一定和增加量。（2）某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等。（四）功是能量转化的量度。做了多少功就有多少能量发生了转化。重力做功等于 能的变化；合外力做功等于物体 能的变化。经典例题自主学习认真分析、解答下列例题，尝试总结提升各类型题目的规律和技巧，然后完成举一反三，以做到融会贯通。无星号题目要求同学们必须掌握，为基础题型，一个星号的题目综合性稍强。更多精彩和分析请学习网校资源ID：#tbjx26#246529类型一：功的计算问题例1如图所示，两物体与水平地面间动摩擦因数相同，他们的质量相等，用力F1拉甲物体，用力F2推乙物体。两种情况下两物体均做匀速运动，经相同位移，则F1和F2对物体所做的功W1和W2它们的关系为（ ）ABCD无法比较甲乙F1F2思路点拨：比较F1与F2做功的大小，根据做功的两个要素，力和力的方向上的位移，已知位移相等，只须比较F1与F2在水平位移方向上的分量。总结升华： 例2如图所示，物体以一定的初速度沿水平面，由A点滑到B点，摩擦力做功为W1，若该物体从沿两斜面滑到。摩擦力做功为W2，已知物体与各接触面的滑动摩擦因数均相同，则（ ）ABCD不能确定思路点拨：物体由A滑到B还是由滑到。滑动摩擦力是阻力，对物体做负功。由A滑到B的过程， 由滑到的过程，摩擦力是变力，只能分段求，再求合功。举一反三：【变式】如图所示，质量m的物体静止在倾角为的斜面上，物体与斜面间的滑动摩擦因数为，现在使斜面体向右水平匀速移动距离L，则摩擦力对物体做功为：（物体与斜面相对静止）（ ）A0BCD类型二：机车启动问题例3汽车发动机的额定功率60千瓦，汽车的质量5吨，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍。问：（1）汽车保持以额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少？（2）汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度做匀加速运动，这一过程能维持多长时间？思路点拨：据题意，汽车以额定功率起动。，起动的过程大，导至F小；小，直到F=f，；这过程车做加速度越来越小的加速运动，速度一直在增大，对应时刻的速度是加速度过程的最后一个值，当然是最大值，而后就保持这个速度匀速运动。 当F=f时速度最大。总结升华： 举一反三：【变式1】汽车的质量为m，发动机的额定功率为P，汽车由静止开始沿平直公路匀加速启动，加速度为a，假定汽车在运动中所受阻力为f（恒定不变），求汽车能保持做匀加速运动的时间。【变式2】质量吨的机车，沿长为米、坡度为0.015的斜面向上运动，受阻力为车重的0.003倍，列车上坡后速度由20m/s减到10m/s，求机车的平均功率？（g取10米/秒2）类型三：动能定理的应用例4如图所示，质量为m的小球被用细绳经过光滑小孔而牵引在光滑水平面上做圆周运动，拉力为值时，小球仍做匀速圆周运动，转动半径为，求此过程中拉力F所做的功。思路点拨：细绳的拉力是变力，提供小球做匀速圆周运动的向心力，应用动能定理列方程。总结升华： 举一反三：【变式1】有一研究性学习小组研究了这样一个课题：人从高处跳下超过多大高度时容易造成骨折。他们查得这样一些资料：一般成人的胫骨的极限抗压强度为p=1. 5108 Pa，胫骨的最小面积S=3.210-4 m2。假若一个质量为50 kg的人，从一定的高度直膝双足落地，落地时其重心又下降了约h=l. 010-2 m，请你估算一下：当这个高度H超过多少米时，就可能导致胫骨骨折（计算结果保留两位有效数字，取g=10 m/s2）。【变式2】一辆汽车的质量是5103 kg，发动机的额定功率为60 kW，汽车所受阻力恒为5 000 N，如果汽车从静止开始以0. 5 m/s2的加速度做匀加速直线运动，功率达到最大后又以额定功率运动了一段距离后汽车达到了最大速度，在整个过程中，汽车运动了125 m。问在这个过程中，汽车发动机的牵引力做功多少？下面是甲、乙两位同学的解法：甲同学：乙同学：F=maf=7500 NW=Fs=7500125 J =9. 375105 J请对上述两位同学的解法做出评价，若都不同意请给出你的解法。【变式3】杂技演员在进行“顶杆”表演时，用的是一根质量可忽略不计的长竹竿，质量为30 kg的演员自杆顶由静止开始下滑，滑到杆底时速度正好为零。已知竹竿底部与下面顶杆人肩部之间有一传感器，传感器显示顶杆人肩部的受力情况如图所示，取g= 10 m/s2。求：（1）杆上的人下滑过程中的最大速度；（2）竹竿的长度。类型四：功能关系例5如图，质量为、长度为的小车静止在光滑的水平面上。质量为的小物块（可视为质点）放在小车的最左端。现用一水平恒力作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动。物块和小车之间的摩擦力为。物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为。在这个过程中，以下结论正确的是（ ）A物块到达小车最右端时具有的动能为B物块到达小车最右端时，小车具有的动能为C物块克服摩擦力所做的功为D物块和小车增加的机械能为MmFl思路点拨：此题主要分清能量的变化问题及做功问题。总结升华： 举一反三：【变式】如图所示，AB为1/4圆弧轨道，BC为水平轨道， 圆弧的半径为R， BC的长度也是R.一质量为m的物体，与两个轨道间的动摩擦因数都为，当它由轨道顶端A从静止开始下落时，恰好运动到C处停止，那么物体在AB段克服摩擦力所做的功为（ ）AmgR/2 B mgR/2 CmgR D(1-) mgRACB类型五：机械能、能量守恒问题例6如图所示，水平传送带AB为L=21m，以6m/s顺时针匀速转动，台面传送带平滑连接于B点，半圆形光滑轨道半径R=1.25m，与水平台面相切于C点， BC长S=5.5m，一质量为m=1kg的小物块（可视为质点），从A点无初速释放，物块与带及台面间的动摩擦因数（1）求物块从A点一直向右运动到C点所用时间。（2）试分析物块能否越来圆心O等高的P点 ，若能，物块做斜抛还是平抛；若不能，最终将停在离C点多远处？思路点拨：此题过程比较复杂，属于单物体多过程问题，要注重过程的分解，定律、定理的选取。总结升华： 举一反三：【变式1】如图所示，一固定的楔形木块，其斜面的倾角=30，另一边与地面垂直，顶上有一定滑轮。一柔软的细线跨过定滑轮，两端分别与物块A和B连结，A的质量为4m，B的质量为m，开始时将B按在地面上不动，然后放开手，让A沿斜面下滑而B上升。物块A与斜面间无摩擦。设当A沿斜面下滑S 距离后，细线突然断了。求物块B上升离地的最大高度H。【变式2】将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力。图甲表示小滑块（可视为质点）沿固定的光滑半球形容器内壁在竖直平面内点之间来回滑动。点与O点连线与竖直方向之间夹角相等且都为，均小于100，图乙表示滑块对器壁的压力F随时间t变化的曲线，且图中t0为滑块从A点开始运动的时刻。试根据力学规律和题中（包括图中）所给的信息，求小滑块的质量、容器的半径及滑块运动过程中的守恒量。（g取10ms2 ）【变式3】如图所示，倾角=30的光滑斜面固定于光滑水平面上，斜面与水平面的连接处是光滑圆弧，在斜面上距水平面高分别为h=0.2m和H=0.8m的两个位置同时由静止释放两个物体A和B（均可看成是质点）。g取10m/s2，求：（1）A、B两物体滑到水平面时的速度大小和；（2）从开始释放A、B两物体到B的物体上追上A物体所用的总时间t。要想学习成绩好，总结测评少不了！课后复习是学习不可或缺的环节，它可以帮助我们巩固学习效果，弥补知识缺漏，提高学习能力。三、总结与测评总结规律和方法强化所学认真回顾总结本部分内容的规律和方法，把下列内容补充完整，熟练掌握技能技巧。相关内容请学习网校资源ID：#tbjx26#246529（一）判断做功问题先要进行受力分析，注意力的方向与 的关系，并分清哪些力做功哪些力不做功等问题。（二）在机车启动问题中，分清以哪种方式启动是关键，然后分别利用两种不同的方式去解决实际问题。（三）用动能定理解决变力做功的方法：一般不直接求功，而是分析变化再由动能定理求功。（四）合外力对小车做的功等于物体 能的变化；除重力以外的力做的功等于系统 能的增加。（五）在解决单物体多过程问题时，首先要分清物体的运动过程，