机械能守恒定律复习.ppt
功和能功和能功功能能功能功能关系关系功率功率:动能：动能：221mvEk势能：重力势能势能：重力势能mghEp 机械能机械能：221mvmghEEEkp动能定理：动能定理：2022121mvmvWt合机械能机械能守恒定律守恒定律2222112121mvmghmvmghcosFvtWP功是能量转化的量度功是能量转化的量度W=E变力做功变力做功可用可用动能定理动能定理 W=W=E Ek k ； 可用可用无限分小法无限分小法来求来求, ,过程无限分小后过程无限分小后可认为每小段是恒力做功。可认为每小段是恒力做功。功功是力的空间积累效应，它和位移是力的空间积累效应，它和位移 相对应。相对应。恒力做功恒力做功可用可用cosFsW 注意：注意：F F和和S S是对应同一个物体的；是对应同一个物体的； 某力做的功仅由某力做的功仅由F F、S S和和 决定。决定。例1.如图所示，物体受到二 个水平恒力 和 相作用，F1和F2互垂直，物体沿光滑水平面从A点运动到B点的过程中，位移为S，AB连线与 间的夹角为，则下面关于外力做的功的表达式一定正确的是： (A) (B) (F1+F2) S (C) F1Scos + F2Ssin (D) F1Ssin + F2Scos sFF22211F ABF2F12F1F功功功功功功 的的的的的的 计计计计计计 算算算算算算 举举举举举举 例例例例例例点点 评评求总功有两种方法：一种是先求出合外力，然后求总功，表达式为 另一种是总功等于各力做功的代数和，即合外力还是矢量，本题的合外力 与位移的夹角无法确定，不一定就等于。cosSFW21WWWF功率功率描述做功快慢的物理量描述做功快慢的物理量按定义：按定义： ，所求出的功率是时间所求出的功率是时间t内的平均功率。内的平均功率。计算式：计算式： ，其中，其中是力与速度是力与速度间的夹角。用该公式时，要求间的夹角。用该公式时，要求F为恒力。为恒力。当当v为即时速度时，对应的为即时速度时，对应的P为即时功率；为即时功率； 当当v为平均速度时，对应的为平均速度时，对应的P为平均功率。为平均功率。重力的功率可表示为重力的功率可表示为 ，仅由重力，仅由重力及物体的竖直分运动的速度大小决定。及物体的竖直分运动的速度大小决定。tWP cosFvP mgvPG跳绳是一种健身运动，设某运动员的质量是跳绳是一种健身运动，设某运动员的质量是50kg，他一分钟跳绳他一分钟跳绳180次，假定在每次跳跃中，脚与地次，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面的接触时间占跳跃一次所需时间的 ，则该运，则该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率是动员跳绳时克服重力做功的平均功率是W。（g取取10m/s2 )52分析：运动员每次克服重力所做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： mght05. 0101001212221wptmghtW753105. 01050 例2.长为L的轻绳一端固定，另一端系住一质量m的小球，小球在竖直平面内做圆周运动，在最高点时小球的速度为 ，机械能为零，则小球在最低点时机械能= ，重力势能= （不计空气阻力）0v知识应用点评：点评：这种命题方式与通常习惯不同，审题要仔细。要正确理解“机械能为零”表示零势能面已经选定这一物理内涵。0-（mg2L+ )2021mv做功的过程是能量转化的过程，功是能做功的过程是能量转化的过程，功是能的转化的量度。的转化的量度。功是一种过程量，能是一种状态量，两功是一种过程量，能是一种状态量，两者的单位都是（者的单位都是（J J），但不能说功就是能。），但不能说功就是能。动 能 的 增 量 由 外 力 做 的 总 功 来 量动 能 的 增 量 由 外 力 做 的 总 功 来 量度：度： 这就是动能定理。这就是动能定理。总WEkv动能定理动能定理是力的空间积累作用规律是力的空间积累作用规律，在不涉，在不涉及加速度和时间时，能用牛顿定律加运动学公及加速度和时间时，能用牛顿定律加运动学公式解的问题，都能用动能定理解题，而且更简式解的问题，都能用动能定理解题，而且更简便。另外，动能定理还便。另外，动能定理还适用于非匀变速运动适用于非匀变速运动。v合外力做的功等于物体动能的变化。这里的合外力做的功等于物体动能的变化。这里的合外力指物体受到的所有力，包括重力。合外力指物体受到的所有力，包括重力。v运用动能定理解题的关键：运用动能定理解题的关键：分清楚哪些力对分清楚哪些力对物体做功，做正功还是做负功。物体做功，做正功还是做负功。v技巧：应用动能定理解多过程问题时可技巧：应用动能定理解多过程问题时可把多把多过程看成整体过程看成整体列方程，更简便。列方程，更简便。1.1.确定研究对象和研究过程。确定研究对象和研究过程。2.2.对研究对象进行受力分析。（对研究对象进行受力分析。（周围物体施予周围物体施予研究对象的所有的力研究对象的所有的力）。）。3.3.写出合外力做的功，或分别写出各个力做的写出合外力做的功，或分别写出各个力做的功。（功。（如果研究过程中物体受力情况有变化，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。要分别写出该力在各个阶段做的功。）4.4.写出物体的初、末动能。写出物体的初、末动能。5.5.列式求解。列式求解。应用动能定理解题步骤：应用动能定理解题步骤：分析：以木块为对象，下滑全过程用动能定理：重力做的功为 摩擦力做的功为 ，支持力不做功。初、末动能均为零。由动能定理可解得 。sinmgLcos32mgLtg23例3.斜面倾角为，长为L， 段AB光滑，BC段粗糙，质量为m的木块从斜面顶端无初速下滑，到达C端时速度刚好为零。求物体和BC段间的动摩擦因数。ABC31点评：用动能定理比用牛顿定律和运动学方程解题方便得多。如图所示，质量为m的物体放在水平光滑的平台上，系在物体上的绳子跨过光滑的定滑轮，由在地面上以速度v向右匀速走动的人拉着，设人从平台的边缘开始向左行至绳与水平方向成300角处，求此过程中人对物体所做的功300vm如图所示，光滑1/4圆弧的半径为0.8m，有一质量为1.0kg的物体自A点从静止开始下滑到B点，然后沿水平面前进4.0m，到达C点停止。g取10m/s2，求：（1）物体到达B点时的速率.（2）在物体沿水平面运动的过程中摩擦力做的功.（3）物体与水平面间的动摩擦因数.水平方向的传送带以2m/s的速度匀速运动，把一质量为2kg的小物体轻轻放在传送带上左端，经过4s物体到达传送带的右端。已知物体与传送带间的动摩擦因数为0.2，取g=10m/s2,求（1）传送带的长度.（2）这一过程中摩擦力对物体所做的功（3）这个过程中由于物体与传送带的摩擦而转化为内能的数值v物体从高出地面H处由静止开始自由下落，不计空气阻力，落入地面进入沙坑，物体在沙坑中向下移动距离h后停止运动，求物体在沙坑中运动时受到的平均阻力是其重力的多少倍？ 水平地面上有一质量为m0.5kg的物体。水平恒力F为2.5N，作用在物体上，使物体由静止出发开始运动。经过一段时间后，力F停止作用，物体继续滑行一段距离后停止。若物体移动的总距离为4m，物体和地面间的摩擦系数 求：力F所做的功。02 .质量m为0.5kg的小球，从离地面h为20m高处落下，落地时小球的速度v为18m/s。求下落过程中空气对小球 平均阻力？质量m为0.02kg的子弹以v1为600m/s的速度垂直射穿一块厚度S为10cm的固定木板，已知木板对子弹的平均阻力f为 。求子弹穿过木板后的速度v2为多大？2 104N一质量m0.5kg的物体，以v0=4m/s的初速度沿水平桌面上滑过S0.7m的路程后落到地面，已知桌面高h0.8m，着地点距桌沿的水平距离s1=1.2m，求物体与桌面间的摩擦系数是多少？（g取10m/s2）
