2019版高中物理 第七章 机械能守恒定律本章整合同步配套课件 新人教版必修2.ppt

1、本章整合,本章知识可分为四个组成部分。第一部分:力和功率;第二部分:机械能守恒定律;第三部分:功能关系;第四部分:两个实验。 一、功和功率,二、机械能守恒定律,三、功能关系和能量守恒定律,四、两个实验,一,二,三,四,一、功和功率的计算 1.功的计算 (1)定义法求功:恒力对物体做功大小的计算式为W=Flcos ,式中为F、l二者之间的夹角。由此可知,恒力做功大小只与F、l、这三个量有关,与物体是否还受其他力、物体的运动状态等因素无关。 (2)利用功率求功:此方法主要用于在发动机功率保持恒定的条件下,求牵引力做的功。 (3)利用动能定理W合=Ek计算总功或某个力的功,特别是变力的功。 (4)根

2、据“功是能量转化的量度”求解。,一,二,三,四,2.功率的计算 (1)公式 求出的是恒定功率或t时间内的平均功率。 (2)公式P=Fvcos (当F、v共线时公式简化为P=Fv)可求瞬时功率或平均功率。,一,二,三,四,【例1】物体在合外力作用下做直线运动的v-t图象如图所示,下列表述不正确的是() A.在00.5 s内,合外力的瞬时功率逐渐增大 B.在02 s内,合外力总是做负功 C.在0.52 s内,合外力的平均功率为零 D.在03 s内,合外力所做总功为零 解析:在00.5 s内,做匀加速直线运动,加速度不变,合力不变,速度逐渐增大,可知合力的瞬时功率逐渐增大,故A正确。在02 s内,动

3、能的变化量为正值,根据动能定理知,合力做正功,故B错误。在0.52 s内,因为初、末速度相等,则动能的变化量为零,根据动能定理知,合力做功为零,则合力做功的平均功率为零,故C正确。在03 s内,初、末速度均为零,则动能的变化量为零,根据动能定理知,合力做功为零,故D正确。本题选不正确的,故选B。 答案:B,一,二,三,四,方法技巧求平均功率选用公式 和P=Fv均可,但必须注意是哪段时间或哪一个过程中的平均功率;求瞬时功率通常选用公式P=Fv,必须注意是哪个力在哪个时刻(或状态)的功率。,一,二,三,四,二、动能定理及其应用 1.研究对象的单一性 动能定理的研究对象是单个物体(或物体系)。 2.

4、参考系的唯一性 动能定理的功、速度、位移均是相对于地球而言的。 3.合外力做功对动能变化的决定性 合外力对物体做功与物体动能的变化具有密切的因果关系,合外力做的功是物体动能改变的原因,是动能变化的决定性因素。 4.与机械能守恒定律的统一性 动能定理在只考虑重力或弹力做功的前提下,研究其他形式的能与动能之间的转化或物体之间动能的转移,与机械能守恒定律是统一的。,一,二,三,四,【例2】如图所示,摩托车运动员从高度h=5 m的高台上水平飞出,跨越L=10 m的壕沟。摩托车以初速度v0从坡底冲上高台的过程历时t=5 s,发动机的功率恒为P=1.8 kW。已知人和车的总质量为m=180 kg(可视为质

5、点),忽略一切阻力。g取10 m/s2。 (1)要使摩托车运动员从高台水平飞出刚好越过壕沟,求他离开高台时的速度大小。 (2)欲使摩托车运动员能够飞越壕沟,其初速度v0至少应为多大? (3)为了保证摩托车运动员的安全,规定飞越壕沟后摩托车着地时的速度不得超过26 m/s,那么,摩托车飞离高台时的最大速度vm应为多少?,一,二,三,四,答案:(1)10 m/s(2)10 m/s(3)24 m/s,一,二,三,四,方法技巧应用动能定理的注意事项 (1)明确研究对象和研究过程,找出始、末状态的速度。 (2)对物体进行正确的受力分析(包括重力、弹力等),明确各力的做功大小及正、负情况。 (3)在计算功

6、时,要注意有些力不是全过程都做功的,必须根据不同情况分别对待,求出总功。 (4)若物体运动过程中包含几个不同的物理过程,解题时,可以分段考虑,也可视为一个整体过程,列出动能定理求解。,一,二,三,四,三、机械能守恒定律及其应用 1.机械能守恒的判断 (1)对某一物体,若只有重力(或弹力)做功,其他力不做功(或其他力做功的代数和为0),则该物体的机械能守恒。 (2)对某一系统,一般利用能量转化的观点来判断机械能是否守恒。若物体间只有动能和重力势能及弹性势能相互转化,系统跟外界没有发生机械能的传递,机械能也没有转变成其他形式的能(如没有内能产生),则系统的机械能守恒。 2.利用机械能守恒定律解题常

7、用的公式 (1)系统的末态机械能等于初态机械能,即E2=E1。 (2)系统动能的增加(或减少)等于势能的减少(或增加),即Ek增=Ep减。 (3)若系统由A、B两部分组成,则A增加(或减少)的机械能等于B减少(或增加)的机械能,即,一,二,三,四,【例3】如图所示,质量分别为m、2m的a、b两物块用不计质量的细绳相连接,悬挂在定滑轮的两侧,不计滑轮质量和一切摩擦。开始时a、b两物块距离地面高度相同,用手托住物块b,然后将其由静止释放,直至a、b物块间高度差为h。在此过程中,下列说法正确的是(重力加速度为g)() A.物块a的机械能守恒 B.物块b的机械能减少了 mgh C.物块b的重力势能减少

8、量等于它克服细绳拉力所做的功 D.物块a的重力势能增加量小于其动能增加量,一,二,三,四,解析:物块a受重力、绳的拉力作用,其中拉力做正功,则a的机械能增加,选项A错误;物块b受重力、绳的拉力作用,其中拉力做负功,则b的机械能减少,a、b系统只有重力做功,其机械能守恒,有,答案:B,一,二,三,四,四、功能关系、能量转化与守恒 1.力学中几种常用的功能关系 2.能量守恒是无条件的,利用它解题一定要明确在物体运动过程的始、末状态间有几种形式的能在相互转化,哪些形式的能在减少,哪些形式的能在增加,表达式是E减=E增。,一,二,三,四,【例4】 如图所示,一辆玩具小车静止在光滑的水平导轨上,一个小球用细绳挂在小车上,由图中位置无初速度释放,则小球在下摆的过程中,下列说法正确的是() A.绳的拉力对小球不做功 B.