高一物理《机械能守恒复习》(课件).ppt

1、,一、知识点归纳与概括,功,1. 定义：物体受到力，且在力的方向上移动一段位移，就说这个力对物体做了功. 2. 做功的两个要素：力和物体在力的方向上发生的位移.,3. 公式：W=Fscos，其中F是恒力，s为受力质点的位移，为F、s二者之间夹角. 4. 功是标量：功的正负表示的是动力对物体做功还是阻力对物体做功，前者取正，后者取负.,5. 功的正负判定看力F和位移s之间 的夹角. 0，力作正功； =90时，W=0，力不做功； 90时，W0，力做负功。,1. 功率：表示物体做功的快慢 2. 公式： 公式求平均功率；公式既能求 平均功率也能求瞬时功率. 3. 单位：千瓦(kW)、瓦(W),动能,1

2、. 物体由于运动而具有的能 2. 公式： 3. 单位：J,重力势能,1. 物体由于被举高而具有的能 2. 公式：EP=mgh 3. 是地球和物体共有的,不是物体单独 具有. 4. 与零势能面的选取有关,弹性势能,1. 物体由于发生弹性形变而具有的能 2. 弹性势能的大小与形变量及劲度系 数有关,1. 合外力的功等于物体动能的增量： W合=Ek； 2. 重力的功等于势能增量的负值 WG= EP； 3. 弹力的功等于弹性势能增量的负量 W= EP； 4. 除重力和弹力以外的力作的总功等于 系统机械能的增量：WF= E末E初；,三、本章知识结构图：,功和能,机械能,势能 重力势能: EP=mgh 弹

3、性势能,动能 Ek=mv2/2,功：W=Fscos 平均功率：P =W/t 瞬时功率：P =Fv,机械能守恒 Ek1+Ep1=Ek2+Ep2,动能定理,例1. 质量为1000kg的汽车，沿倾角为30的斜坡由静止开始上坡，汽车在运动过程中所受摩擦阻力大小恒为2000N，汽车发动机的额定输出功率为5.6104w，开始时以a=1m/s2的加速度做匀加速运动，g取10 m/s2. 求：(1) 汽车做匀加速运动的时间t1； (2) 汽车所能达到的最大速率； (3) 若斜坡长143.5m，且认为汽车达到坡顶之前已达到最大速率，则汽车从坡底到坡顶需多少时间？,解析： 选汽车为研究对象, 汽车上坡时受力分析如

4、右图所示. 当汽车输出功率达到额定功率时, 匀加速运动阶段结束, 则有,以上三式联立成方程组并解得,汽车以额定功率运动，且合外力为零时，速度达到最大值，则有,以上二式联立成方程组并解得,匀加速阶段结束后，汽车即做加速逐渐减小的加速运动，最终达到最大速度。 因汽车做变加速运动，不能用动力学方法求解，只能用动能定理。,设汽车从坡底到坡顶所需时间为t, 由动能定律得,以上各式联立成方程组并解得：,2. 如图，板A长0.5m，静止在光滑的水平地面上，物块B长0.2m，以水平速度飞来，刚好从A表面擦过，如果从B和A接触到B离开A的全过程中，A、B间的摩擦力都可以认为是10N，且在上述过程中，A前进了0.

5、6m. 在这一过程中，A、B的动能各改变了多少？有多少机械能转化成了热能？,解:A对B的摩擦力f与B的运动方向相反, B克服摩擦力做功W1=fsB= 10 (0.5+0.6+0.2) =13J，对B应用动能定理EkB= 13J，B的动能减少13焦耳. B对A的摩擦力f 与A的位移同向，f 做正功W2=f s=100.6=6J，对A应用动能定理，EkA=6J，A的动能增加了6焦耳. B减少的13J中只有6J转化成了A的动能，剩下的7J是通过摩擦转化成了内能.,思考：f sBA=? f sBA=10(0.5+0.2)J=7J 结论：作用于系统的滑动摩擦力和系统内物体间相对滑动的位移的乘积. 在数值

6、上等于系统内能的增量. 即Q=f滑 s相对 .,3. 以20m/s的初速度，从地面竖直向上抛出一物体，它上升的最大高度是18m. 如果物体在运动过程中所受阻力的大小不变，则物体在离地面多高处，物体的动能与重力势能相等。(g=10m/s2)（以地面为零势点）,解析：以物体为研究对象，画出运动草图，设物体上升到h高处动能与重力势能相等,此过程中, 重力阻力做功, 据动能定理有：,f,h,mg,V,V0,物体上升的最大高度为H,由式，解得h=9.5m,设物体下落过程中经过距地面h处动能等于重力势能，运动草图如图所示。,据动能定理有：,解得h = 8.5m,注意：本题很容易漏解，要求仔细审题，问物体离

7、地面多高处，物体动能与重力势能相等，一般是认为上升过程中什么位置动能与重力势能相等。而实际下落过程中也有一处动能与重力势能相等。,4. 如图，一个光滑的 水平轨道与半圆轨道相连， 半圆轨道在竖直平面内， 半径为R. 质量为m的小球以某速度从 A 点无摩擦地滚上半圆轨道, 小球通过轨道的最高点B后恰好做平抛运动, 且落在水平地面上的C点，已知AC=AB=2R，求： (1)小球在A点时的速度大小. (2)小球在B点时半圆轨道对它的弹力.,5. 右图，质量m为2kg的物体，从光滑斜面的顶端A点以v0=5m/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

8、, 求弹力 对物体所做的功。,解一：斜面光滑，机械能守恒。取B点所在水平面为重力势能参考平面，弹簧原长处D 点为弹性势能的零参考点，则状态A的机械能： EA= mgh+mv02/2,对状态B的机械能： EB=E弹+0,由机械能守恒定律得： mgh+mv02/2= E弹+0 所以 E弹=mgh+mv02/2=125（J）。 故：W弹=,解二：由动能定理得：,二、重点剖析,1. 功 功等于力和力的方向上位移的乘积 计算功的途径有： a. W=Fscos，F是恒力； b. W=Pt；,c. 动能定理W=Ek，不论F 是恒力还是 变力，不论物体做的是直线运动或曲 线运动，只要知道初、末运动状态即 可求得功； d. 据功是能量转化的量度W=E求解.,2. 功率是描述做功快慢的物理量.,求解公式：,公式：P =Fv 既可计算平均功率，也可计算瞬时功率.,3. 动能定理：W外= EP = Ek2 Ek1,外力的总功，也可以是合外力的功， 还可以是外力做功的代数和.研究对象是单个物体.只需研究运动始末状态的动能，不必 细究全过程中运动的性质和状态变化 细节.,解题方法和步骤： a. 选取研究对象，明确其运动过程； b. 分析研究对象在运动过程中受力 情况以及各个力做功情况； c. 明确初末状态，找出其初末动能； d. 用W外= Ek2 Ek1 列方程求解。,4. 机械能守恒定律表达式：