《高二物理万有引力机械能动量定理期中复习课件人教.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高二物理万有引力机械能动量定理期中复习课件人教.ppt（115页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、一一 单元划分单元划分 第一单元：功和功率第一单元：功和功率第二单元：动能定理第二单元：动能定理第三单元：机械能守恒定律第三单元：机械能守恒定律 功能关系功能关系第四单元：实验第四单元：实验第一单元第一单元 功功 功率功率【要点分析要点分析】本专题涉及的内容是动力学内容的继续和本专题涉及的内容是动力学内容的继续和深化，是高中物理的重点，也是高考考查深化，是高中物理的重点，也是高考考查的重点之一。涉及功和能的高考题年年有、的重点之一。涉及功和能的高考题年年有、份量重，常常与平抛运动、圆周运动、等份量重，常常与平抛运动、圆周运动、等知识的综合。试题情景、物理过程较复杂。知识的综合。试题情景、物理过
2、程较复杂。分析这类问题时，应首先建立清晰的物理分析这类问题时，应首先建立清晰的物理情景、抽象出物理模型、选择物理规律、情景、抽象出物理模型、选择物理规律、建立方程进行求解。建立方程进行求解。一、功一、功内容：内容：力对物体所做的功，等于力的大小、位移的力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦这三者的乘积。大小、力和位移的夹角的余弦这三者的乘积。公式：公式：W=F S cos 为力的方向与位移方向的为力的方向与位移方向的夹角夹角(适用条件：恒力适用条件：恒力)注意：计算功的两种方法：注意：计算功的两种方法：按照定义求恒力功，即：按照定义求恒力功，即：W=Fs cos。当当
3、 时时F 做正功做正功;当当 时时F 不做功不做功;当当 时时F 做负功。做负功。用动能定理用动能定理W总总=W1+W2+W3+=Ek或功能关或功能关系求功。当系求功。当F为变力时，高中阶段往往考虑用这种方法求为变力时，高中阶段往往考虑用这种方法求功。功。例例1：小物块位于光滑的斜面上，斜面位于光：小物块位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水平地面上滑的水平地面上(如图所示如图所示)，从地面上看，在小，从地面上看，在小物块沿斜面下滑的过程中，斜面对小物块的作用物块沿斜面下滑的过程中，斜面对小物块的作用力力A.垂直于接触面，做功为零；垂直于接触面，做功为零；B.垂直于接触面，做功不为零；垂直于接触面
4、，做功不为零；C.不垂直于接触面，做功不为零；不垂直于接触面，做功不为零；D.不垂于接触面，做功不为零。不垂于接触面，做功不为零。B 例例2如图所示，动摩擦因数为如图所示，动摩擦因数为，摩擦力对物体摩擦力对物体m做功为（做功为（）摩擦力对平板摩擦力对平板M做功为（做功为（）Amgs1B-mgs2Cmg(s1+s2)Dmg(s1-s2)说明：说明：物体位移的理解物体位移的理解s1s2MmBA变式训练在加速运动的车厢里一个人用变式训练在加速运动的车厢里一个人用力向前推车厢，如图所示。人相对车厢未力向前推车厢，如图所示。人相对车厢未移动，则（移动，则（）A人对车做正功人对车做正功B人对车做负功人对车
5、做负功C推力对车做正功推力对车做正功D人对车不做功人对车不做功说明：说明：对地；对地；人做功与力做功的区别。人做功与力做功的区别。反馈：反馈：“如果车减速运动呢？如果车减速运动呢？”（）；）；“如果车匀速运动呢？如果车匀速运动呢？”（）BCACCD（2）正、负功正、负功如果从能量角度理解：物体做正功，就是如果从能量角度理解：物体做正功，就是物体的能量向外转（移）化；物体做负功，物体的能量向外转（移）化；物体做负功，就是外界能量向物体转（移）化就是外界能量向物体转（移）化 合力做的功与各分力做功的代数和相等合力做的功与各分力做功的代数和相等2三种力的功三种力的功（1）重力功：与路径无关；）重力功
6、：与路径无关；W=mgh（2）弹（簧弹）力功：与路径无关；从原长）弹（簧弹）力功：与路径无关；从原长拉伸、压缩弹力均做负功。拉伸、压缩弹力均做负功。（3）摩擦力功：与路径有关；）摩擦力功：与路径有关；W=-mgs，s为路程；为路程；Q=|mgs|可进一步思考：作用力与反作用力做功的关系可进一步思考：作用力与反作用力做功的关系3求功的方法求功的方法（1）恒力功：）恒力功：W=Fscos（2）恒功率功：）恒功率功：W=Pt（3）动能定理或功能关系：）动能定理或功能关系：W=Ek 例例质量为质量为m的汽车在平直公路上由静的汽车在平直公路上由静止开始行驶，经时间止开始行驶，经时间t前进距离前进距离s后
7、，速度达后，速度达最大值最大值vm，设在这段过程中发动机的功率，设在这段过程中发动机的功率恒为恒为P，汽车所受阻力恒为，汽车所受阻力恒为f，则在这段时，则在这段时间内发动机所做的功为：间内发动机所做的功为：A、Pt B、fvmtC、fs+mvm2/2 D、mvm2/2-fsABC变式：质量为变式：质量为5t 的汽车，在平直公路上一的汽车，在平直公路上一以以60kw恒定功率从静止开始运动，速度达恒定功率从静止开始运动，速度达到到24m/s的最大速度后，立即关闭发动机，的最大速度后，立即关闭发动机，汽车从启动到最后停下通过的总位移为汽车从启动到最后停下通过的总位移为1200m。运动过程中汽车所受的
8、阻力不变。运动过程中汽车所受的阻力不变。求汽车运动的时间。求汽车运动的时间。t=98s求变力功的方法求变力功的方法1、转换法：转换法即若某一变力的功和某、转换法：转换法即若某一变力的功和某一恒力的功相等，则可以通过计算该恒力一恒力的功相等，则可以通过计算该恒力的功，求出该变力的功。而恒力做功又可的功，求出该变力的功。而恒力做功又可以用以用W=Flcosa计算，从而使问题变得简单计算，从而使问题变得简单。例例1、如图，定滑轮至滑块的高度为、如图，定滑轮至滑块的高度为h，已知细绳的拉力为，已知细绳的拉力为F（恒定），滑块沿水（恒定），滑块沿水平面由平面由A点前进点前进S至至B点，滑块在初、末位点，
9、滑块在初、末位置时细绳与水平方向夹角分别为置时细绳与水平方向夹角分别为和和。求。求滑块由滑块由A点运动到点运动到B点过程中，绳的拉力对点过程中，绳的拉力对滑块所做的功。滑块所做的功。2、微元法：当物体在变力的作用下作、微元法：当物体在变力的作用下作曲线运动时，若力的方向与物体运动的切曲线运动时，若力的方向与物体运动的切线方向之间的夹角不变，且力与位移的方线方向之间的夹角不变，且力与位移的方向同步变化，可用微元法将曲线分成无限向同步变化，可用微元法将曲线分成无限个小元段，每一小元段可认为恒力做功，个小元段，每一小元段可认为恒力做功，总功即为各个小元段做功的代数和。总功即为各个小元段做功的代数和。
10、例例2、如图所示，某力、如图所示，某力F=10N作用于半作用于半径径R=1m的转盘的边缘上，力的转盘的边缘上，力F的大小保持的大小保持不变，但方向始终保持与作用点的切线方不变，但方向始终保持与作用点的切线方向一致，则转动一周这个力向一致，则转动一周这个力F做的总功应为：做的总功应为：A、0J B、20J C、10J D、20J.B 3、用动能定理求变力做功、用动能定理求变力做功例例3、如图所示，、如图所示，AB为为1/4圆弧轨道，圆弧轨道，半径为半径为0.8m，BC是水平轨道，长是水平轨道，长L=3m，BC处的摩擦系数为处的摩擦系数为1/15，今有质量，今有质量m=1kg的物体，自的物体，自A
11、点从静止起下滑到点从静止起下滑到C点刚好停点刚好停止。求物体在轨道止。求物体在轨道AB段所受的阻力对物体段所受的阻力对物体做的功。做的功。W=-6J 例例4：如图所示，质量为：如图所示，质量为m的小球用长为的小球用长为 L 的细的细线悬挂而静止在竖直位置。在下列三种清况下，线悬挂而静止在竖直位置。在下列三种清况下，分别用水平拉力分别用水平拉力 F 将小球拉到细线与竖直方向成将小球拉到细线与竖直方向成 角的位置，在此过程中，拉力角的位置，在此过程中，拉力 F 做的功各是多做的功各是多少？少？（l）用）用 F 缓慢地拉缓慢地拉()（2）F为恒力为恒力()（3）若）若 F 为恒力，而且拉到该位置时小
12、球的速为恒力，而且拉到该位置时小球的速度刚好为零度刚好为零()A、FLcos B、FLsin C、FL(1 一一 cos)D、mgL(l 一一 cos)DBBD 4、用等效法求变力做功、用等效法求变力做功例例4、两个底面积都是、两个底面积都是S的圆筒，放在同一的圆筒，放在同一水平面上，桶内装水，水面高度分别为水平面上，桶内装水，水面高度分别为h1和和h2，如图所示，已知水的密度为，如图所示，已知水的密度为。现把。现把连接两桶的阀门打开，最后两桶水面高度连接两桶的阀门打开，最后两桶水面高度相等，则这过程中重力所做的功等于相等，则这过程中重力所做的功等于 .二、功率二、功率（1）功率的物理意义：功
13、率是描述做功快）功率的物理意义：功率是描述做功快慢的物理量。慢的物理量。（2）功率的定义式：）功率的定义式：P=W/t所求出的功率所求出的功率是时间是时间t内的平均功率。内的平均功率。（3）功率的计算式：）功率的计算式：P=Fvcos，其中，其中是是力与速度间的夹角。该公式有两种用法：力与速度间的夹角。该公式有两种用法：求某一时刻的瞬时功率。这时求某一时刻的瞬时功率。这时F是该时刻是该时刻的作用力大小，的作用力大小，v取瞬时值，对应的取瞬时值，对应的P为为F在在该时刻的瞬时功率；该时刻的瞬时功率；当当v为某段位移（时为某段位移（时间）内的平均速度时，则要求这段位移间）内的平均速度时，则要求这段
14、位移（时间）内（时间）内F必须为恒力，对应的必须为恒力，对应的P为为F在该在该段时间内的平均功率。段时间内的平均功率。1.弄清求某力的平均功率和瞬时功率的方法弄清求某力的平均功率和瞬时功率的方法例例1、质量为质量为m=0.5kg的物体从高处以水平的物体从高处以水平的初速度的初速度V0=5m/s抛出，在运动抛出，在运动t=2s内重力内重力对物体做的功是多少？这对物体做的功是多少？这2s内重力对物体内重力对物体做功的平均功率是多少？做功的平均功率是多少？2s末，重力对物末，重力对物体做功的瞬时功率是多少？（体做功的瞬时功率是多少？（g取取10m/s2）变式：一根质量为变式：一根质量为M的直木棒，悬
15、挂的直木棒，悬挂在在O点，有一质量为点，有一质量为m的猴子，抓着木棒，的猴子，抓着木棒，剪断悬挂木棒的细绳，木棒开始沿竖直方剪断悬挂木棒的细绳，木棒开始沿竖直方向下落，若猴子对地高度不变。忽略空气向下落，若猴子对地高度不变。忽略空气阻力，则下面的四个图像中能定性反映在阻力，则下面的四个图像中能定性反映在这段时间内猴子做功的功率随时间变化关这段时间内猴子做功的功率随时间变化关系的是（系的是（）B 2.机车起动的最大速度问题机车起动的最大速度问题例例3、汽车发动机额定功率为、汽车发动机额定功率为60 kW，汽车，汽车质量为质量为5.0103 kg，汽车在水平路面行驶时，汽车在水平路面行驶时，受到的
16、阻力大小是车重的受到的阻力大小是车重的0.1倍，试求：汽倍，试求：汽车保持额定功率从静止出发后能达到的最车保持额定功率从静止出发后能达到的最大速度是多少？大速度是多少？3.机车匀加速起动的最长时间问题机车匀加速起动的最长时间问题例例4、汽车发动机额定功率为汽车发动机额定功率为60 kW，汽车，汽车质量为质量为5.0103 kg，汽车在水平路面行驶时，汽车在水平路面行驶时，受到的阻力大小是车重的受到的阻力大小是车重的0.1倍，试求：若倍，试求：若汽车从静止开始，以汽车从静止开始，以0.5 m/s2的加速度匀加的加速度匀加速运动，则这一加速度能维持多长时间？速运动，则这一加速度能维持多长时间？第二
17、单元 动能定理要点分析：要点分析：主要题型有用动能定理解题的基本方法，主要题型有用动能定理解题的基本方法，用动能定理处理变力做功问题，用动能定用动能定理处理变力做功问题，用动能定理处理多过程运动问题等理处理多过程运动问题等动能定理表达式是由牛顿第二定律动能定理表达式是由牛顿第二定律F=ma和和运动学公式运动学公式V22=V12+2as推导出来的推导出来的,但它但它的应用范围却广泛的多的应用范围却广泛的多,如变力作用的运动如变力作用的运动过程过程,曲线运动问题曲线运动问题,多过程运动问题，都多过程运动问题，都可以用它来求解。若是恒力作用下的匀变可以用它来求解。若是恒力作用下的匀变速直线运动，不涉
18、及加速度和时间，用动速直线运动，不涉及加速度和时间，用动能定理求解一般比用牛顿运动定理和运动能定理求解一般比用牛顿运动定理和运动学公式简便。学公式简便。一动能一动能1物体由于运动而具有的能叫动能其表物体由于运动而具有的能叫动能其表达式为：达式为：Ek=mv2/2。国际单位。国际单位:焦耳焦耳(J).2对动能的理解对动能的理解（1）动能是一个状态量，它与物体的运动）动能是一个状态量，它与物体的运动状态对应。动能是标量，它只有大小，没状态对应。动能是标量，它只有大小，没有方向有方向（2）动能是相对的，它与参照物的选取密）动能是相对的，它与参照物的选取密切相关切相关二、动能定理二、动能定理 1.表达
19、式：缩写形式：表达式：缩写形式：W=Ek 展开形式：展开形式：F1s1+F2s2+=mv22/2-mv12/22对公式的理解对公式的理解（1）动能定理表达式为标量式，速度动能定理表达式为标量式，速度v和和位移位移s是相对同一参考系的（通常以地面为是相对同一参考系的（通常以地面为参考系）式中只涉及功和动能参考系）式中只涉及功和动能。（2）动能定理适用物体的直线运动，也适动能定理适用物体的直线运动，也适用于曲线运动；即适用于恒力做功，也适用于曲线运动；即适用于恒力做功，也适用于变力做功；各个力可同时作用也可分用于变力做功；各个力可同时作用也可分段作用，只要求出所选过程中各力功的总段作用，只要求出所
20、选过程中各力功的总和即可和即可。一、动能定理的理解一、动能定理的理解例例1：下列关于运动物体所受合外力和动能变化：下列关于运动物体所受合外力和动能变化的关系正确的是（的关系正确的是（）A、如果物体所受合外力为零，则合外力对物体、如果物体所受合外力为零，则合外力对物体做的功一定为零做的功一定为零B、如果合外力对物体所做的功为零，则合外力、如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一定为零一定为零C、物体在合外力作用下做变速运动，动能一定、物体在合外力作用下做变速运动，动能一定发生变化发生变化D、物体的动能不变，所受合外力一定为零、物体的动能不变，所受合外力一定为零A 变式：质量为变式：质量为m的子弹
21、，以水平速度的子弹，以水平速度v射射入静止在光滑水平面上质量为入静止在光滑水平面上质量为M的木块，并的木块，并留在其中，下列说法正确的是（留在其中，下列说法正确的是（）子弹克服阻力做的功与木块获得的动能子弹克服阻力做的功与木块获得的动能相等相等阻力对子弹做的功与子弹动能的变化量阻力对子弹做的功与子弹动能的变化量相等相等子弹克服阻力做的功与子弹对木块做的子弹克服阻力做的功与子弹对木块做的功相等功相等子弹克服阻力做的功大于子弹对木块做子弹克服阻力做的功大于子弹对木块做的功的功A B C DD 2、灵活选取适当过程，运用动能定理、灵活选取适当过程，运用动能定理例例2拉力拉力F与水平方向之间的夹角为与
22、水平方向之间的夹角为，用，用拉力拉力F 将一质量为将一质量为m的雪橇，从静止开始在的雪橇，从静止开始在水平雪地上移动了距离水平雪地上移动了距离s后，撤去拉力后，撤去拉力F，雪橇与冰道之间的动摩擦因数为雪橇与冰道之间的动摩擦因数为。求撤去。求撤去拉力拉力F时雪橇获得的速度，及撤去拉力时雪橇获得的速度，及撤去拉力F后后雪橇还能滑行的距离。雪橇还能滑行的距离。说明：说明：目的：从复习动能定理一开始，目的：从复习动能定理一开始，就建立起思维规范和行为规范；就建立起思维规范和行为规范；我们审题时，要求画过程示意图，将已我们审题时，要求画过程示意图，将已知和需要知道的量在图中标出；知和需要知道的量在图中标
23、出；强调运用动能定理解题思路规范，明确强调运用动能定理解题思路规范，明确如何书写考试才能得分；如何书写考试才能得分；对包含几个分过程，既能分段考虑，又对包含几个分过程，既能分段考虑，又能从全程考虑，灵活选择过程。能从全程考虑，灵活选择过程。第三单元第三单元 重力势能重力势能 机械能守恒机械能守恒定律定律要点分析：要点分析：机械能守恒定律是能量守恒定律在机械运动范围机械能守恒定律是能量守恒定律在机械运动范围内的具体体现，是能量守恒的特殊形式。对机械内的具体体现，是能量守恒的特殊形式。对机械能守恒定律条件的理解可从以下两个方面入手：能守恒定律条件的理解可从以下两个方面入手：(1)从功的角度入手：若
24、物体除了重力、弹力以外从功的角度入手：若物体除了重力、弹力以外还有其他力，但这些力都不做功，或其他力做功，还有其他力，但这些力都不做功，或其他力做功，但做功的代数和为零，则机械能守恒。但做功的代数和为零，则机械能守恒。(2)从能的角度入手：从能的角度入手：如果系统中的物体只有动如果系统中的物体只有动能和势能之间的转化，没有其他形式能的转移，能和势能之间的转化，没有其他形式能的转移，则机械能守恒。则机械能守恒。一重力势能：一重力势能：1定义：由于受重力作用，物体具有的与它相对地球定义：由于受重力作用，物体具有的与它相对地球的位置的位置(即高度即高度)有关的能量叫重力势能有关的能量叫重力势能其表达
25、式为其表达式为Epmgh2特点：特点：（1）重力势能为物体和地球组成的系统所共有，不是）重力势能为物体和地球组成的系统所共有，不是物体单独具有的物体单独具有的（2）重力势能是标量）重力势能是标量,但有正负，正负表示大小。但有正负，正负表示大小。（3）重力势能）重力势能Ep具有相对性，与零势能面的选取有关，具有相对性，与零势能面的选取有关，但重力势能的变化量但重力势能的变化量Ep具有绝对性与零势能面的选具有绝对性与零势能面的选取无关取无关3重力做功的特点及与重力势能变化的关系：重力做功的特点及与重力势能变化的关系：（1）重力做功与路径无关，只与始末位置有关）重力做功与路径无关，只与始末位置有关（
26、2）重力做正功，物体的重力势能减少；重力做负功，）重力做正功，物体的重力势能减少；重力做负功，物体的重力势能增加物体的重力势能增加（3）重力做的功总等于物体重力势能增量的负值（重）重力做的功总等于物体重力势能增量的负值（重力势能的减少量），即：力势能的减少量），即：WEp 一、重力势能的理解和重力做功的特点一、重力势能的理解和重力做功的特点例例1 关于重力势能，以下说法中正确的是关于重力势能，以下说法中正确的是（）A.某个物体处于某个位置，重力势能的大某个物体处于某个位置，重力势能的大小是唯一确定的小是唯一确定的B.重力势能为的物体，不可能对别的物重力势能为的物体，不可能对别的物体做功体做功C
27、.物体做匀速直线运动时，重力势能一定物体做匀速直线运动时，重力势能一定不变不变D.只要重力做功，重力势能一定变化只要重力做功，重力势能一定变化D二、重力做功与重力势能的变化二、重力做功与重力势能的变化例例2：物体从：物体从A点运动到点运动到B点的过程中，点的过程中，重力做功重力做功8J，推力做功，推力做功2J，物体克服，物体克服阻力做功阻力做功10J。则。则()A、物体重力势能一定减少、物体重力势能一定减少8J B、物体机械能一定减少、物体机械能一定减少10JC、合力做功为零、合力做功为零 D、重力做功一定不改变物体的机械能、重力做功一定不改变物体的机械能ACD二、机械能守恒定律二、机械能守恒
28、定律1、机械能、机械能（1）动能：）动能：Ek=mv2/2（2）势能（重力势能：）势能（重力势能：Ep=mgh；弹性势能：；弹性势能：E弹（不要求公式）弹（不要求公式）2、机械能守恒条件、机械能守恒条件在系统内只有重力作功或弹簧弹力做功情况下，在系统内只有重力作功或弹簧弹力做功情况下，物体的动能和势能发生相互转化，但机械能的物体的动能和势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。总量保持不变。3、判断机械能守恒方法、判断机械能守恒方法（1）用作功来判断：）用作功来判断：系统内只有重力或弹簧系统内只有重力或弹簧弹力做功；弹力做功；系统内系统内W其它其它=0；系统内物体相互作用系统内物体相互作用W+
29、W=0（2）用能量转化来判断）用能量转化来判断公式：公式：E+EE+E（要选零势能参考（要选零势能参考平面）平面）EK增增E减减（不用选零势能参考平面）（不用选零势能参考平面）E增增E减减（不用选零势能参考平面（不用选零势能参考平面且适用于两个物体）且适用于两个物体）一、机械能守恒的条件的理解一、机械能守恒的条件的理解例例1 下列叙述中正确的是（下列叙述中正确的是（）A.做匀速直线运动的物体的机械能一定守做匀速直线运动的物体的机械能一定守恒恒B.做匀速直线运动的物体的机械能可能守做匀速直线运动的物体的机械能可能守恒恒C.合外力对物体做功为合外力对物体做功为0，物体的机械能，物体的机械能一定守恒
30、一定守恒D.系统内只有重力和弹力做功时，系统的系统内只有重力和弹力做功时，系统的机械能一定守恒机械能一定守恒提示提示 系统机械能是否守恒，可根据机械能系统机械能是否守恒，可根据机械能守恒的条件来判断守恒的条件来判断 BD二、机械能的相对性二、机械能的相对性例例2质量为质量为m的小球，从桌面上竖直向上的小球，从桌面上竖直向上以速度以速度V抛出，桌面离地高为抛出，桌面离地高为h，小球能到，小球能到达的离地面的高度为达的离地面的高度为H，若以桌面做为重力，若以桌面做为重力势能为零的参考平面，不计空气阻力，则势能为零的参考平面，不计空气阻力，则小球刚要落地时的机械能为：（小球刚要落地时的机械能为：（）
31、：）：Amv2/2-mghBmv2/2Cmg(H+h)Dmg(H-h)HhvABOBD三、研究对象的选取三、研究对象的选取例例3 如图所示，一轻质弹簧固定于如图所示，一轻质弹簧固定于O点，另点，另一端系一小球，将小球从与一端系一小球，将小球从与O点在同一水平点在同一水平面且弹簧保持原长的面且弹簧保持原长的A点无初速地释放，让点无初速地释放，让它自由摆下，不计空气阻力。在小球由它自由摆下，不计空气阻力。在小球由A点点摆向最低点摆向最低点B的过程中（的过程中（）A.小球的重力势能减少小球的重力势能减少 B.小球的重力势能增大小球的重力势能增大C.小球的机械能不变小球的机械能不变 D.小球的机械能减
32、少小球的机械能减少提示提示 注意研究对象注意研究对象系统的选取。系统的选取。OBAAD变式：变式：以以20m/s的速度将一物体竖直上抛，的速度将一物体竖直上抛，若忽略空气阻力，若忽略空气阻力，g取取10m/s2，以水平地，以水平地面为参考平面，物体在上升过程中重力势面为参考平面，物体在上升过程中重力势能和动能相等的位置。能和动能相等的位置。h=10m感悟感悟 应用机械能守恒定律时，正确选取研应用机械能守恒定律时，正确选取研究对象和研究过程，明确初、末状态究对象和研究过程，明确初、末状态的动能和势能，是解决问题的关键。的动能和势能，是解决问题的关键。四、系统机械能守恒的应用四、系统机械能守恒的应
33、用例例4 如图所示，跨过同一高度处的光滑轻小定滑如图所示，跨过同一高度处的光滑轻小定滑轮的细线连接着质量相同的物体轮的细线连接着质量相同的物体A和和B，A套在光套在光滑水平杆上，定滑轮离水平杆的高度滑水平杆上，定滑轮离水平杆的高度h=0.2m，开，开始时让连接始时让连接A的细线与水平杆的夹角的细线与水平杆的夹角=53。由静。由静止释放止释放A，到，到A运动到滑轮正下方的过程中，运动到滑轮正下方的过程中，A的的速度为多少？（速度为多少？（sin53=0.8，cos53=0.6，g取取10m/s2，且，且B 不会与水平杆相碰。）不会与水平杆相碰。）BAh三、功和能的关系三、功和能的关系功是能量转（
34、移）化的量度功是能量转（移）化的量度做功与能量转化的关系做功与能量转化的关系对应不同形式作用力的功引起对应形式能量的对应不同形式作用力的功引起对应形式能量的变化，功是能量转化和转移的量度。变化，功是能量转化和转移的量度。建立能量守恒思想，习题主要在力学部分综合。建立能量守恒思想，习题主要在力学部分综合。*在高中阶段此式还没有自己的名分，但使用率在高中阶段此式还没有自己的名分，但使用率极高；极高；*一对相互作用的滑动摩擦力的功的代数和的绝一对相互作用的滑动摩擦力的功的代数和的绝对值等于对值等于“摩擦生热摩擦生热”。功功能量能量变变化化说说明明1W合外力合外力 Ek物体物体动动能能变变化化2W重力
35、重力-Ep重力重力势势能能变变化化3W除重力或除重力或弹弹簧簧弹弹力力的其他力的其他力 E机械机械系系统统机械能机械能变变化化一、功能关系的理解一、功能关系的理解例例1：一物块由静止开始从粗糙斜面上的某：一物块由静止开始从粗糙斜面上的某点加速下滑到另一点，在此过程中重力对点加速下滑到另一点，在此过程中重力对物块做的功等于（物块做的功等于（）A物块动能的增加量物块动能的增加量B物块重力势能的减少量与物块克服摩擦物块重力势能的减少量与物块克服摩擦 力做的功之和力做的功之和C物块重力势能的减少量和物块动能的增物块重力势能的减少量和物块动能的增加量以及物块克服摩擦力做的功之和加量以及物块克服摩擦力做的
36、功之和D物块动能的增加量与物块克服摩擦力做物块动能的增加量与物块克服摩擦力做的功之和的功之和D 变式变式1、如图所示，一根轻弹簧下端固定，、如图所示，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上。其正上方竖立在水平面上。其正上方A位置有一只小球。位置有一只小球。小球从静止开始下落，在小球从静止开始下落，在B位置接触弹簧的上端，位置接触弹簧的上端，在在C位置小球所受弹力大小等于重力，在位置小球所受弹力大小等于重力，在D位置小位置小球速度减小到零。小球下降阶段下列说法中正确球速度减小到零。小球下降阶段下列说法中正确的是的是()A在在B位置小球动能最大位置小球动能最大 B在在C位置小球动能最大位置小球动能最大
37、 C从从AC位置小球重力势能位置小球重力势能 的减少大于小球动能的增加的减少大于小球动能的增加 D从从AD位置小球重力势能位置小球重力势能 的减少等于弹簧弹性势能的增加的减少等于弹簧弹性势能的增加BCD二、功能关系的应用二、功能关系的应用例例2：一块质量为：一块质量为m的木块放在地面上的木块放在地面上,如图如图所示所示,用一根弹簧连着木块用一根弹簧连着木块,用恒力用恒力F拉弹簧拉弹簧,使木块离开地面使木块离开地面,如果力如果力F的作用点向上移的作用点向上移动的距离为动的距离为h,则则()A木块的重力势能增加了木块的重力势能增加了FhB木块的机械能增加了木块的机械能增加了FhC拉力所做的功有拉力
38、所做的功有FhD木块的动能增加了木块的动能增加了FhC三、能的转化与守恒三、能的转化与守恒 例如图所示，绷紧的传送带始终保持着大小例如图所示，绷紧的传送带始终保持着大小为为v4m/s的速度水平匀速运动。一质量的速度水平匀速运动。一质量m=1kg的小物块无初速地放到皮带的小物块无初速地放到皮带A处，物块处，物块与皮带间的滑动动摩擦因数与皮带间的滑动动摩擦因数=0.2，A、B之间之间距离距离s=6m。求（。求（g=10m/s2）（1）物块从）物块从A运动到运动到B的过程中摩擦力对物块的过程中摩擦力对物块做功？做功？（2）物块从）物块从A运动到运动到B的过程中摩擦力对传送的过程中摩擦力对传送带做功？
39、带做功？（3）转化为内能为多少？）转化为内能为多少？第四单元第四单元 实验：实验：验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律 实验：验证机械能守恒定律实验：验证机械能守恒定律1 1 实验目的实验目的：验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律 2 2 实验原理：实验原理：（1 1）机械能守恒的判断：物体在自由）机械能守恒的判断：物体在自由下落时，从下落起点计算，如果重力下落时，从下落起点计算，如果重力势能的减少量等于动能的增加量，即势能的减少量等于动能的增加量，即验证了机械能守恒定律。由于是同一验证了机械能守恒定律。由于是同一物体，只需验证物体，只需验证ghgh=v=v2 2/2/2 ，其中物体下，其中物
40、体下落的瞬时速度落的瞬时速度 v v 和下落的高度和下落的高度h h可根可根据打点计时器在重物所拖的纸带上记据打点计时器在重物所拖的纸带上记录来确定。录来确定。（2）速度的测量：如图，借助电火花速度的测量：如图，借助电火花计时器打出的纸带，测出物体自由下计时器打出的纸带，测出物体自由下落的高度落的高度 h h 和该时刻的速度和该时刻的速度v v，打第，打第n n个计数点时的瞬时速度等于以该时刻个计数点时的瞬时速度等于以该时刻为中间时刻的某一段时间内的平均速为中间时刻的某一段时间内的平均速度，即度，即3 3实验器材：实验器材：铁架台、夹子、打点计铁架台、夹子、打点计时器、学生电源、纸带及复写纸片
41、、时器、学生电源、纸带及复写纸片、毫米刻度尺、重物（可用钩码代替）、毫米刻度尺、重物（可用钩码代替）、导线导线4 4探究步骤和数据处理：探究步骤和数据处理：（1 1）安装安装：将打点计时器固定在铁架台上，：将打点计时器固定在铁架台上，用导线将打点计时器与低压交流电源相连接。用导线将打点计时器与低压交流电源相连接。（2 2）接电源，打纸带接电源，打纸带：把纸带的一端在重物：把纸带的一端在重物上用夹子固定好，另一端穿过打点计时器的限上用夹子固定好，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手提着纸带使重物停靠在打点计时器位孔，用手提着纸带使重物停靠在打点计时器附近，接通电源松开纸带，让重物自由下落，附近，接
42、通电源松开纸带，让重物自由下落，重复几次打下重复几次打下 3 35 5 条纸带。条纸带。（3 3）选纸带选纸带：选取点迹较为清晰的，纸带上：选取点迹较为清晰的，纸带上第一个点及距离第一个点较远的点，并依次标第一个点及距离第一个点较远的点，并依次标上上0 0、1 1、2 2、33（4 4）数据处理数据处理：测出：测出0 0到点到点1 1、点、点2 2、点、点3 3 的距离，即为对应的下落高度的距离，即为对应的下落高度 h h1 1、h h2 2、h h3 3，利甲公式计算出点，利甲公式计算出点1 1、点、点2 2、点点3 3 的瞬的瞬时速度时速度 v vl l 、v v2 2、v v3 3（5
43、5）验证验证：代入代入m mghgh和和mvmv2 2/2/2 结论结论:在误差允许范围内重物下落过程在误差允许范围内重物下落过程中机械能守恒中机械能守恒5 5注意事项：注意事项：（1 1）安装打点计时器时，必须使两个限位孔）安装打点计时器时，必须使两个限位孔的中线严格竖直，以减小摩擦阻力的中线严格竖直，以减小摩擦阻力 ；（2 2）实验时必须保持提起的纸带竖直，手不）实验时必须保持提起的纸带竖直，手不动待接通电源，让打点计时器工作稳定后再动待接通电源，让打点计时器工作稳定后再松开纸带以保证第一点是一个清晰的点；松开纸带以保证第一点是一个清晰的点；（3 3）测量高度）测量高度h h时，应从起始点
44、算起，为减小时，应从起始点算起，为减小h h的相对误差，选取的计数点要离起始点远些，的相对误差，选取的计数点要离起始点远些，纸带也不宜过长，有效长度可在纸带也不宜过长，有效长度可在 60 cm60 cm80cm80cm；（4 4）因为是通过比较）因为是通过比较mvmv2 2/2/2和和mghmgh 是否相等验是否相等验证机械能是否守恒，故不需测量重物质量；证机械能是否守恒，故不需测量重物质量；（5 5）速度不能用）速度不能用v=v=gtgt或计算，因为只要认为加速或计算，因为只要认为加速度为度为g g，机械能当然守恒，即相当于用机械能守，机械能当然守恒，即相当于用机械能守恒定律验证机械能守恒定
45、律。况且用恒定律验证机械能守恒定律。况且用v=v=gtgt计算出计算出的速度比实际值大，会得出机械能增加的结论，的速度比实际值大，会得出机械能增加的结论，而因为摩擦阻力的影响，机械能应该减小，所以而因为摩擦阻力的影响，机械能应该减小，所以速度应从纸带上直接测量计算；速度应从纸带上直接测量计算；（6 6）验证定律的题目中千万不要按习惯直接应用）验证定律的题目中千万不要按习惯直接应用守恒定律去处理问题。守恒定律去处理问题。6 6误差分析：本实验采取分析纸带的方法求每一误差分析：本实验采取分析纸带的方法求每一点的瞬时速度，即物体下落的实际速度由于摩点的瞬时速度，即物体下落的实际速度由于摩擦阻力的存在
46、，利用所测速度计算的动能的增加擦阻力的存在，利用所测速度计算的动能的增加总略小于重力势能的减少，这是产生系统误差的总略小于重力势能的减少，这是产生系统误差的主要原因，另外，用刻度尺测纸带上点与点间距主要原因，另外，用刻度尺测纸带上点与点间距离时，也可能造成误差。离时，也可能造成误差。动量、冲量和动量定理动量、冲量和动量定理（一）动量（一）动量3瞬时性瞬时性：动量是指物体在：动量是指物体在某一时刻某一时刻的动量，计的动量，计算时应取算时应取这一时刻这一时刻的瞬时速度动量是描述物体的瞬时速度动量是描述物体运运动状态动状态的物理量，是的物理量，是状态量状态量4矢量性矢量性：动量的：动量的方向方向与物
47、体的瞬时与物体的瞬时速度方向速度方向相相同运算遵循同运算遵循平行四边形定则平行四边形定则5相对性相对性：物体的动量与：物体的动量与参考系参考系的选择有关，选的选择有关，选用不同的参考系时，同一物体的动量可能不同用不同的参考系时，同一物体的动量可能不同一、知识梳理一、知识梳理 1定义定义：物体的质量和物体在某一时刻的速度的：物体的质量和物体在某一时刻的速度的乘积即乘积即p=mv，单位：，单位：kgm/s2动量的大小动量的大小和动能的关系和动能的关系：（二）动量的变化（二）动量的变化定义：定义：当物体的运动状态由状态当物体的运动状态由状态1变化到状态变化到状态2，其其末动量末动量mv2与与初动量初
48、动量mv1的的矢量差矢量差称为动量的变称为动量的变化，即化，即p=mv2-mv1，或，或p=p2-p1，矢量性：矢量性：由于动量是矢量，所以动量的变化也是由于动量是矢量，所以动量的变化也是矢量矢量计算计算：应用：应用平行四边形定则平行四边形定则如果在同一方向上如果在同一方向上选定正方向选定正方向后，可用后，可用“+”、“-”表示方向表示方向例例1两小球的质量分别是两小球的质量分别是m1和和m2，且，且m1=2m2，当它们的动能相等时，它们的动量当它们的动能相等时，它们的动量大小之比是大小之比是.例例2质量为质量为10kg的物体，当其速率由的物体，当其速率由3m/s变为变为4m/s时，它的动量变
49、化量时，它的动量变化量p的大小不可能（的大小不可能（）A10kgm/sB50kgm/sC70kgm/sD90kgm/sDp=mv2-mv1(三三)冲量冲量4冲量的计算：冲量的计算：恒力恒力的冲量用的冲量用I=Ft来计算来计算变力变力的冲量的冲量一般不能用一般不能用I=Ft来计算，而应根据动量定来计算，而应根据动量定理来计算理来计算2.矢量性矢量性：恒力（或方向不变的力）的冲量方向与：恒力（或方向不变的力）的冲量方向与力的方向一致；变力（方向改变的力）冲量方向应力的方向一致；变力（方向改变的力）冲量方向应与物体与物体动量改变量动量改变量的方向一致的方向一致3.物理意义：物理意义：它是力对物体的作
50、用经历一段时间的它是力对物体的作用经历一段时间的积累效应与位移无关，是积累效应与位移无关，是过程量过程量5.绝对性绝对性：因为力、时间与：因为力、时间与参考系参考系的选取无关，所的选取无关，所以冲量的大小、方向与参考系的选取以冲量的大小、方向与参考系的选取无关无关1.定义定义：力和这个力的：力和这个力的作用时间作用时间的乘积即的乘积即I=Ft，单位：单位：Ns例例3质量为质量为m的物体的物体放在放在水平地面上，在与水平地面上，在与水平面成水平面成 角角的拉力的拉力F作用下由静止开始运动，作用下由静止开始运动，经时间经时间t速度达到速度达到v，在这段时间内拉力在这段时间内拉力F和重和重力力mg冲