第七章《机械能守恒定律》机械能守恒定律复习(共42张).ppt

1、机械能守恒定律全章复习,一、功,2、做功的两个必要条件 力 物体在力的方向上发生位移,1、功的概念：力和力的方向上的位移的乘积。,3、公式：,当时， ，表示力对物体不做功,当时，表示力对物体做正功（动力）,当时， ，表示力对物体做负功（阻力）,、特点 功是过程量，做功的过程是能量转化的过程 功是标量，注意正、负功的意义,、求功的二种方法 （求恒力的功） 利用动能定理（求恒力、变力的功）,6 、合力的功 W=F合L W= W1W2W3Wn,二、功率 、概念：功跟完成功所用时间的比值 、公式：,平均功率：,瞬时功率：,3如图所示，质量分别为ml和m2的两个物体，m1m2，在大小相等的两个力F1和F

2、2的作用下沿水平方向移动了相同的距离，若F1做的功为W1，F2做的功为W2则：A、 W1W2 B W1W2 CW1=W2； D条件不足，无法确定,（ C ）,4如图，物体重10N，置于水平地面上，线绳一端系在物体上，另一端跨过定滑轮，用16 N的力F，沿与竖直成600角的方向拉过0.5m，则拉力对物体做的功是 A、8J； B5J； C4J； D0,（ A ）,跳绳是一种健身运动，设某运动员的质量是50kg，他一分钟跳绳180次，假定在每次跳跃中，脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间的 ，则该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率是W。（g取10m/s2 ),功率的计算,分析：运动员每次克服重力所做

3、的功就等于他重力势能的增量。跳一次的时间t=60/180=1/3 s，每次在空中的时间t=1/33/5=1/5 s。 每次跳起的高度 得平均功率：,机动车两种启动方式： 对机动车等交通工具，在启动的时候，通常有两种启动方式， 即以恒定功率启动和以恒定加速度启动现比较如下：,3、一质量为4.0103kg、发动机的额定功率为60kw的汽车从静止开始以a=0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动。它在水平面上运动过程中所受的阻力为车重的0.1倍，求：（g取10m/s2 ) （1）起动后2s末发动机的输出功率； （2）它以0.5m/s2的加速度做匀加速运动所能行驶的时间； （3）汽车在此路面上所能行驶的

4、最大速度？,(1) 6kw (2) 20s (3) 15m/s,三、机械能 、动能 、重力势能 （与参考平面选取有关） 重力做功只与初末位置的高度有关，与路径无关。 、弹性势能,四、功能关系 、动能定理：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。 表达式:W=EK (如果物体受到几个力的共同作用,动能定理中的W即为合力做的功),、重力的功与重力势能变化的关系,应用动能定理解题的步骤,（1）确定研究对象和研究过程。动能定理的研究对象只能是单个物体，如果是系统，那么系统内的物体间不能有相对运动。 （2）对研究对象进行受力分析。（研究对象以外的物体施于研究对象的力都要分析，含重力

5、）。 （3）写出该过程中合外力做的功，或分别写出各个力做的功（注意功的正负）。如果研究过程中物体受力情况有变化，要分别写出该力在各个阶段做的功。 （4）写出物体的初、末动能。 （5）按照动能定理列式求解。,基础过关,4. 如图所示，斜面倾角为，长为L，AB段光滑，BC段粗糙，且BC=2 AB。质量为m的木块从斜面顶端无初速下滑，到达C端时速度刚好减小到零。求物体和斜面BC段间的动摩擦因数。,解答过程:,木块在AB段与CD段滑动时受力情况如图,考虑木块在斜面上的整个下滑过程,根据动能定理W合=Ek,5.在平直公路上,汽车由静止开始作匀加速运动，当速度达到某一值时，立即关闭发动机后滑行至停止，其v

6、-t图像如图所示.汽车牵引力为F，运动过程中所受的摩擦阻力恒为f，全过程中牵引力所做的功为W1，克服摩擦阻力所做的功为W2，则下列关系中正确的是(). (A)F:f=1:3 (B)F:f=4:1 (C)W1:W2=1:1 (D)W1:W2=1:3,BC,基础过关,五、机械能守恒定律 在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变.这就是机械能守恒定律,、条件：只有重力或系统内弹力做功,、表达式：,用机械能守恒定律解题的一般步骤,1选取研究对象系统或物体 2根据研究对象所经历的物理过程进行受力、做功分析，判断机械能是否守恒 3恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程

7、的初末状态时的机械能 4根据机械能守恒定律列方程，进行求解,基础过关,7.判断下列情况中机械能是否守恒,基础过关,9、如图所示，质量m为2千克的物体，从光滑斜面的顶端A点以v0=5 m / s的初速度滑下，在D点与弹簧接触并将弹簧压缩到B点时的速度为零，已知从A到B的竖直高度h=5米，求弹簧的弹力对物体所做的功。,解答过程:,虽然弹簧的弹力是变力，由于斜面光滑，只有重力或弹力做功，物体机械能守恒， 取B所在水平面为零参考面，弹簧原长处D 点为弹性势能的零参考点，,受力及做功分析,恰当选参考平面确定初状态和末状态的机械能,建方程,则状态A：EA= mgh+mv02/2,状态B：EB=Ep+0,由

8、机械能守恒定律得：EA=EB,W弹=0Ep=（mgh+mv02/2）=125（J）。,Ep= mgh+mv02/2,弹力对物体做负功，弹簧的弹性势能增加，且弹力做的功的数值与弹性势能的增加量相等。,六、能量守恒定律,能量既不会消灭，也不会创生， 它只会从一种形式转化为其他形式或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变,基础过关,例11.下列说法中正确的是（ ） A. 不同形式能量的转化是通过做功来实现的 B. 做功的过程总是伴随着能量的变化 C. 某种形式的能量增加10J，一定有其他形式的能量减少10J D. 某个物体的能量减少10J，一定有其他物体的能量增加1

9、0J,A B C D,实验复习 验证机械能守恒定律,研究在自由落体运动中：,？,方案1：从起点开始计算,方案2：从一般位置开始计算,测量这些物理量，需要哪些器材？,实验器材,重物、打点计时器、纸带、交流电源、铁架台、夹子、毫米刻度尺,1、选择重物时，选轻一点的好还是重一点的好？为什么？,我们要求重物作自由落体运动，而阻力是不可避免地存在的，为了减少阻力对实验的影响，应采用密度较大的重物。,实验注意事项,2、安装打点计时器时，应注意什么问题？,计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向，计时器要稳定在铁架台上，并将计时器伸出桌外。,3、这样做的目的是什么?,减小纸带与限位孔的摩擦带来的实验误差；保证重

10、物有足够的下落空间，以便在纸带上能够打出较多的点，有利于进行计算,4、实验时，接通电源和释放纸带的顺序怎样？,先通电源，再释放纸带,5、释放纸带时应注意什么问题？,释放重物前，重物应靠近打点计时器，以便能打出较多的点。拉稳纸带的上端，确保重物由静止释放。,按如下实验步骤进行实验,1.按照课本所示装置安装打点计时器 2.将纸带穿过计时器，下端与重物相连 3.接通电源，待计时器工作稳定后释放纸带 4.及时切断电源，取下纸带，标上纸带号 5.更换纸带，重复以上步骤 6.整理器材，使器材复位,实验步骤与操作,验证：,计时器打下的第一个点作为起始点，适当大距离后选一个点作终点,数据处理,注意：必须保证纸

11、带上的第一个点迹清晰，且是放手时打下的第一个点。,误差分析,因重物下落中要克服阻力做功，实验的动能增加量必定稍小于重力势能减少量,第7章 机械能及其守恒定律,6、探究功与物体速度变化的关系,实验：探究做功与小车速度变化的关系,实验目的：通过实验探究橡皮筋对小车做功与小车速度的关系,实验器材：橡皮筋、小车、木板、打点计时器、铁钉等,橡皮筋,小车,打点计时器,纸带,木板,铁钉,思考,小车在木板上运动的过程中，哪一阶段橡皮筋对小车做功？,橡皮筋对小车拉力做的功能否直接测量？,橡皮筋的弹力是变力，且弹力与伸长量的关系也不严格遵守胡克定律 ，不容易计算。,橡皮筋被拉伸直到恢复原长的过程中,怎样设计实验才

12、能解决这一问题?,解决方案,第一次用一条橡皮筋拉小车,第二次用两条完全相同的橡皮筋并联起来栓到小车上拉小车，且使每条橡皮筋的伸长都和第一次的伸长量一样,做功W,做功2W,依次类推，并联三条、四条橡皮筋，且拉伸的长度都一样，做的功为3W、4W,思考,小车在木板上做什么性质的运动？,先加速后匀速再减速,我们要取的速度是哪个阶段的速度？这个速度该如何测量？,橡皮筋恢复原长时的速度。利用打点计时器，用橡皮筋恢复原长时的一段位移与所用时间的比值近似计算该点的瞬时速度,如何使拉力做的功等于合力做的功？即如何抵消摩擦力。,思考,橡皮筋对小车做的功是合力做的功吗？,把木板的一端垫高，使重力沿斜面向下的力与摩擦力平衡,还有摩擦力做功,4、在上述实验中打出的5 条纸带中，分别找出小车开始近似做匀速运动的点，并分别测出匀速运动时的速度v1 、v2 、v3 、v4 、v5 。,3、用2 条、3 条、4 条、5 条橡皮筋分别代替1 条橡皮筋重做实验，保证每次释放小车的位置相同，即橡皮筋被拉长的长度相同。,1、将打点计时器固定在一块平板上，让纸带的一端夹在小车后端，另一端穿过打点计时器。将平板安装有打点计时器的一端适当垫高，调整高度，直至轻推小车后使小车恰能在板上做匀速直线运动为止。,2、将橡皮筋固定在小车前端。拉长橡皮筋使小车位于靠近打