高中物理必修2功1.ppt

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1、（一）（一）功功教学目的教学目的：1.理解功的概念，知道力和物体理解功的概念，知道力和物体在力的方向上在力的方向上发生位移是做功的两个不可缺少的因素。发生位移是做功的两个不可缺少的因素。2.知道功的公式知道功的公式W=Fscos，会用这个公式进行，会用这个公式进行计算。计算。3.理解正功和负功的概念，知道在什么情况下理解正功和负功的概念，知道在什么情况下做正功和负功。做正功和负功。4.知道什么是几个力对物体所做的总功，知道知道什么是几个力对物体所做的总功，知道几个力对物体所做的总功等于这几个力的合力对几个力对物体所做的总功等于这几个力的合力对物体所做的功物体所做的功2021/8/11 星期三1

2、功的概念引入1能的转化和守恒定律是自然界普遍规律，而能的转化和守恒定律是自然界普遍规律，而功在能的转化过程中担任重要的角色功在能的转化过程中担任重要的角色2.功的概念：一个物体受到一个物体受到力力的作用，如果在的作用，如果在力的方向力的方向上发生一段上发生一段位移位移，力就对物体做了功。，力就对物体做了功。说明说明(1).力对物体做功，实质是施力物体对受力力对物体做功，实质是施力物体对受力物体做功。物体做功。2021/8/11 星期三2(2).功的两个不可缺少的因素:力和在力方向发生的力和在力方向发生的位移。位移。当当F与与S同方向时同方向时,W=FS当当F与与S互成角度互成角度时时,W=?2

3、021/8/11 星期三33.功的计算公式：功的计算公式：（1）F和和S同方向情况：同方向情况：W=FS（2）F和和S不同方向情况：不同方向情况：W=Fscos(为为F与与S间间夹角）夹角）适用条件适用条件：恒力对物体：恒力对物体做功做功4.功的单位功的单位：焦耳（牛焦耳（牛*米）米）.思考：思考：1J的物理意义是：的物理意义是：5.功是功是标量标量但功有正负之分但功有正负之分2021/8/11 星期三45.对功的对功的正负正负讨论：讨论：功只有大小没有方向功只有大小没有方向,是是标量。功的正负既不是描述方向也不是描述大小标量。功的正负既不是描述方向也不是描述大小而是表示这个力对物体做功的效果

4、。而是表示这个力对物体做功的效果。（1）当）当090时，时，0cos1.W为正值，为正值，力对物体做正功。力对力对物体做正功。力对物体的运动起推动作用。物体的运动起推动作用。（2）当）当=90时，时，cos=0，W=0.力对物体不做功。力对物体不做功。力对物体的运动既不推动也力对物体的运动既不推动也不阻碍。不阻碍。2021/8/11 星期三5（3）当）当90180时，时，1cos0.W为负值。为负值。力力对物体做负功或者说物体克服力对物体做负功或者说物体克服力F做正功。做正功。力对物体的力对物体的运动起阻碍作用。运动起阻碍作用。注意：注意：讲讲“功功”一定要指明是那个力对那一定要指明是那个力对

5、那个物体的功，功是标量。个物体的功，功是标量。2021/8/11 星期三6例例1.一辆汽车，匀速开上一斜面，它的受力情况如图，一辆汽车，匀速开上一斜面，它的受力情况如图，则做正功的力是则做正功的力是_，做负功的是，做负功的是_，不做功的，不做功的是是_。合力做功。合力做功_.解：做正功的是：解：做正功的是：F做负功的是：做负功的是：mg和和f.不做功的是：不做功的是：N合力功为合力功为:例例2.把一个小球以一定初速竖直上抛运动，有空气阻力，把一个小球以一定初速竖直上抛运动，有空气阻力，在它回到抛出点的过程中，重力做在它回到抛出点的过程中，重力做_功，阻力做功，阻力做_功。功。答：重力不做功，阻

6、力做负功。答：重力不做功，阻力做负功。2021/8/11 星期三7例例2.以一定的初速度竖直向上抛出一个小球，以一定的初速度竖直向上抛出一个小球，小球上升的最大高度为小球上升的最大高度为h，空气阻力的大小，空气阻力的大小恒为恒为f，则从抛出至回到原发点的过程中，空，则从抛出至回到原发点的过程中，空气阻力对小球做的功为：气阻力对小球做的功为：A.0B.fhC.2fhD.4fh答案：答案：C2021/8/11 星期三81.恒力做功的求法：恒力做功的求法：W=Fscos中的中的F是恒力，求恒力所是恒力，求恒力所做的功只要找出做的功只要找出F、S、即可。即可。2.合力做功合力做功（总功）的求法：一种方

7、法是先求出合力再用（总功）的求法：一种方法是先求出合力再用W总总=F合合Scos求总功另一种方法是求总功另一种方法是W总总=W1+W2+W3+即总功等于各个力做功的代数和即总功等于各个力做功的代数和，这两种方法都要求先对，这两种方法都要求先对物体进行正确的受力分析，后一种方法还需要把各个功的物体进行正确的受力分析，后一种方法还需要把各个功的正负号代入运算。正负号代入运算。3.一些变力（指大小不变、方向改变，如滑动摩擦力、一些变力（指大小不变、方向改变，如滑动摩擦力、空气阻力），在物体做曲线运动或往复运动过程中，这空气阻力），在物体做曲线运动或往复运动过程中，这些力虽然方向改变，但每时每刻与速度

8、反向，此时可化些力虽然方向改变，但每时每刻与速度反向，此时可化成恒力做功。成恒力做功。方法是分段考虑，然后求和。方法是分段考虑，然后求和。总总结结2021/8/11 星期三91.1.关于功的说法，下列正确的是关于功的说法，下列正确的是 A.A.凡是发生了位移的物体，一定有力对它做功凡是发生了位移的物体，一定有力对它做功 B.B.凡是受力的物体，一定有力对它做功凡是受力的物体，一定有力对它做功 C.C.凡是既受力又发生位移的物体，一定有力对物体做功凡是既受力又发生位移的物体，一定有力对物体做功 D.以上说法都不对以上说法都不对测试2.2.用绳子系一小球，使它在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，用

9、绳子系一小球，使它在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，则则 A.A.重力对球做功，绳的张力对球不做重力对球做功，绳的张力对球不做功功B.B.重力对球不做功，绳的张力对球做重力对球不做功，绳的张力对球做功功C.C.重力和绳的张力对球都不做功重力和绳的张力对球都不做功 D.重力和绳的张力对球都做功重力和绳的张力对球都做功2021/8/11 星期三10变力做功：看书变力做功：看书137页阅读材料页阅读材料小结本课内容。小结本课内容。作业：作业：1.整理笔记整理笔记2.书面作业：书面作业：P137练习一（练习一（2）(3)(4)（5）2021/8/11 星期三11功率第第二二课课时时2021/8/11

10、 星期三12一、教学目标：一、教学目标：1、理解功率的概念，能运用功率的公式、理解功率的概念，能运用功率的公式P=W/t进行有关进行有关的计算。的计算。2、理解公式、理解公式P=Fv的意义，能用来解释现象和进行计算。的意义，能用来解释现象和进行计算。3、知道有关平均功率，即时功率，额定功率，实际功率、知道有关平均功率，即时功率，额定功率，实际功率的概念及其相关问题？的概念及其相关问题？二、引入：二、引入：复习复习:1什么是功什么是功,它的公式是什么它的公式是什么?正负的意义正负的意义?2.做功总要用去一定时间，所用时间的长短反映了做功总要用去一定时间，所用时间的长短反映了做做功的快慢，为了定量

11、地表述，而建立功的快慢，为了定量地表述，而建立“功率功率”这这一概一概念。念。例如：一台起重机能在例如：一台起重机能在1min内把内把1t的货物提到预定的高的货物提到预定的高度，另一台起重机只用度，另一台起重机只用30s就可以做相同的功，说明第就可以做相同的功，说明第二台起重机比第一台做功快一倍二台起重机比第一台做功快一倍2021/8/11 星期三13三、讲授：三、讲授：1、功率、功率功率是反映做功快慢的物理量。功跟完成这些功所用时间的功率是反映做功快慢的物理量。功跟完成这些功所用时间的比值，叫做比值，叫做功率功率。功率的功率的定义式定义式是：是：功率的功率的单位单位：在国际单位制中为：在国际

12、单位制中为瓦特瓦特，简称，简称瓦瓦。符号是。符号是W。1W=1J/s，而，而kW的单位也很常用，的单位也很常用，1kW=1000W功率的功率的另一种表示式另一种表示式：W=FsP=W/t=Fs/ts/t=vP=Fv在作用力方向和位移方向相同的情况下在作用力方向和位移方向相同的情况下2021/8/11 星期三142、平均功率和瞬时功率、平均功率和瞬时功率若若F为恒力，根据为恒力，根据P=Fv（或（或P=Fvcos），），v为时间为时间t内的平均速度，内的平均速度，W为时间为时间t内所做的功，则内所做的功，则P为为平均功平均功率率。若。若V是即时速度计算的是即时功率。是即时速度计算的是即时功率。计

13、算的计算的是是平均功率平均功率当时间当时间t趋近于趋近于0时，平均功率就趋近于时，平均功率就趋近于即时功率即时功率。注意注意：在变力对物体做功时，物体在做变速运动情：在变力对物体做功时，物体在做变速运动情况下，况下，P=Fvcos仍成立适用，仍成立适用，F和和v分别是某一时刻的分别是某一时刻的力和即时速度。力和即时速度。P=Fvcos表示该时刻的即时功率。表示该时刻的即时功率。当作用力的方向和位移的方向不同的情况下当作用力的方向和位移的方向不同的情况下V2021/8/11 星期三153、额定功率和实际功率、额定功率和实际功率额定功率额定功率是发动机正常工作时的最大输出功率，通是发动机正常工作时

14、的最大输出功率，通常在发动机铭牌及说明书中标明。常在发动机铭牌及说明书中标明。实际功率实际功率是发动机工作时实际的输出功率。特殊情况是发动机工作时实际的输出功率。特殊情况下发动机的实际功率可以小于或大于额定功率，正常情下发动机的实际功率可以小于或大于额定功率，正常情况下等于额定功率，但不允许超过额定功率。况下等于额定功率，但不允许超过额定功率。当发动机以额定功率工作时，由当发动机以额定功率工作时，由P=Fvcos可知，动力可知，动力（牵引力）跟速度成反比。要增大动力，则需减小行驶（牵引力）跟速度成反比。要增大动力，则需减小行驶速度。速度。注意：机车的功率即为注意：机车的功率即为牵引力牵引力的功

15、率的功率2021/8/11 星期三16例题质量M=3Kg的物体,在水平力F=6N的作用下,在光滑水平面上从静止开始运动,运动时间3秒求:(1)在3秒内对物体所做的功?3秒内的功率?(2)3秒末物体的功率?(3)第3秒内力所做的功和功率?2021/8/11 星期三17三、巩固练习三、巩固练习1.质量为质量为5103Kg的汽车，在水平公路上由静止开始做的汽车，在水平公路上由静止开始做匀匀加速直线运动，加速度为加速直线运动，加速度为2m/s2，所受阻力是，所受阻力是1.0103N，汽车在第汽车在第1秒末即时功率是秒末即时功率是A.22KWB.20KWC.11KWD.2KW2一个物体在相同的水平恒力作

16、用下，由静止开始运动。一个物体在相同的水平恒力作用下，由静止开始运动。先先后分别在沿光滑水平面和粗糙水平面上移动相同的后分别在沿光滑水平面和粗糙水平面上移动相同的距离。力距离。力做的功分别为做的功分别为W1和和W2，末态的功率分别为末态的功率分别为P1和和P2，则，则A.W1W2，P1=P2B.W1=W2，P1P2D.W1P2AC2021/8/11 星期三184.以恒定功率行驶的汽车，若加速前进的过程中以恒定功率行驶的汽车，若加速前进的过程中汽车受到的阻力不变，则下列判断中正确的是汽车受到的阻力不变，则下列判断中正确的是A.牵引力牵引力F，加速度，加速度，即时速度，即时速度V均增大，最后均增大

17、，最后达到稳定达到稳定B.F、v不断增大，不断增大，减小，最后做匀速运动减小，最后做匀速运动C.v不断增大，不断增大，F、变小，最后做匀速运动变小，最后做匀速运动D.F、不变，不变，v增大增大3.长长4m重重500N的钢管横放在水平地面上，若在的钢管横放在水平地面上，若在2秒秒内将其一端缓慢匀速地向上抬高内将其一端缓慢匀速地向上抬高2m，则做功的，则做功的平均功率是平均功率是A.1000WB.500WC.250WD.125WCC2021/8/11 星期三19第三课时：功第三课时：功.功功率习题课率习题课教学目的教学目的1恒力的功恒力的功.合力功变力的功正功和负合力功变力的功正功和负功的计算功的

18、计算2即时功率平均功率实际功率额定功即时功率平均功率实际功率额定功率率3汽车启动问题汽车启动问题（恒定功率和额定功率启（恒定功率和额定功率启动）动）4图象问题图象问题2021/8/11 星期三20例例1、用力、用力F拉一质量为拉一质量为m的物体的物体,沿水平面匀速前沿水平面匀速前进进sm,已知力和水平方向的夹角为已知力和水平方向的夹角为,方向斜向上方向斜向上,物物体和地面间动摩擦因数为体和地面间动摩擦因数为,此力此力F做的功摩擦力做的功摩擦力功和合力的功分别为功和合力的功分别为:Amgs/(cos+sin)Bmgs;Cmgscos/(cos+sin).Dmgs/cosE、0F、Fcos-（mg

19、-Fsin）SGFscos一恒力的功恒力的功.合力功合力功A.GCE.F2021/8/11 星期三21练习：练习：1在水平粗糙地面上在水平粗糙地面上,使同一物体由静止开始做匀使同一物体由静止开始做匀加速直线运动加速直线运动,第一次是斜上拉力第一次是斜上拉力,第二次是斜下推力第二次是斜下推力,两两次力的作用线与水平方向的夹角相同次力的作用线与水平方向的夹角相同,力的大小也相同力的大小也相同,位位移大小也相同移大小也相同,则则:A.力力F对物体做的功相同对物体做的功相同,合力对物体做的总功也相同合力对物体做的总功也相同;B.力力F对物体做的功相同对物体做的功相同,合力对物体做的总功不相同合力对物体

20、做的总功不相同;C.力力F对物体做的功不相同对物体做的功不相同,合力对物体做的总功相同合力对物体做的总功相同;D.力力F对物体做的功不相同对物体做的功不相同,合力对物体做的总功也不相同合力对物体做的总功也不相同.2一学生用一学生用100的力将质量为的力将质量为0.5kg的球迅速踢出，在的球迅速踢出，在水平路面上滚动水平路面上滚动20m远远,则该学生对球做的功是则该学生对球做的功是:A.2000JB.1000JC.16JD.无无法确定法确定2021/8/11 星期三22例例2、如图，物体沿斜面下滑、如图，物体沿斜面下滑,受到如图所示的受到如图所示的三个力作用三个力作用,则做正功的力则做正功的力_

21、做负功的做负功的力是力是_,不做功的力是不做功的力是_。思考与讨论：正功的含义是什么？负功的含义是什么？思考与讨论：正功的含义是什么？负功的含义是什么？摩擦力一定做负功吗？支持力总不做功吗摩擦力一定做负功吗？支持力总不做功吗？作用力功与反作用力功一定相等吗作用力功与反作用力功一定相等吗?2021/8/11 星期三23练习：一个力对运动物体做了负功练习：一个力对运动物体做了负功,则说明则说明:A.这个力一定是阻碍物体的运动这个力一定是阻碍物体的运动;B.这个力不一定是阻碍物体的运动这个力不一定是阻碍物体的运动;C.这个力与物体运动方向的夹角这个力与物体运动方向的夹角90;D.这个力与物体运动方向

22、的夹角可能为这个力与物体运动方向的夹角可能为m2,比比较它们的动能较它们的动能,则则（）A.m2的动能较大的动能较大;Bm1.的动能较大的动能较大;C.动能相等动能相等;D.不能确定不能确定（5）两个小球的质量分别为）两个小球的质量分别为m1和和m2,且且m1=4m2,当它们的动能相当它们的动能相等时等时,它们的动量之比它们的动量之比P1:P2=.ADA2:12021/8/11 星期三37课堂小结：1.能的概念2.功和能关系，即功是能转化的量度.3.动能定义4.动能表达式:Ek=mv2/2.5、动能与动量的联系和区别布置作业：1、练习三：2、3、42、预习动能定理2021/8/11 星期三38

23、本节课目标本节课目标：1、理解动能定理，知道动能定理的适用、理解动能定理，知道动能定理的适用条件，会用动能定理进行计算。条件，会用动能定理进行计算。2、理解动能定理的推导过程。、理解动能定理的推导过程。3、会用动能定理解决力学题，知道用动、会用动能定理解决力学题，知道用动能定理解题的步骤。能定理解题的步骤。第五课时第五课时2021/8/11 星期三39复习：复习：1、关于动和能的关系，正确的是：、关于动和能的关系，正确的是：A.能是物体具有做功的本领能是物体具有做功的本领B.功是能量转化的量度功是能量转化的量度C.功是在物体状态发生变化过程中的功是在物体状态发生变化过程中的过程过程量量,能是物

24、能是物体的状态量体的状态量.D.动和能具有相同的单位动和能具有相同的单位,它们的意义完全相同它们的意义完全相同.2、对于一定质量的物体、对于一定质量的物体,正确的说法是正确的说法是:A、物体质量发生变化，动能也一定变化。、物体质量发生变化，动能也一定变化。B、物体速度不变，动能也一定不变。、物体速度不变，动能也一定不变。C、物体动能发生变化，速度也一定变化。、物体动能发生变化，速度也一定变化。D、物体动能不变，速度也一定不变。、物体动能不变，速度也一定不变。问题：问题：2021/8/11 星期三40知识要点：知识要点：（一）：动能定理：（一）：动能定理：1、内容：合力所做的功等于物体动能的变化

25、。、内容：合力所做的功等于物体动能的变化。2、推导推导：2021/8/11 星期三413、数学表达式：、数学表达式：W合合=Ek=Ek末末-Ek初初或：或：W合合=mv22mv121212注意注意:W合合为外力做功的代数和为外力做功的代数和,Ek是物体动能的增量是物体动能的增量;Ek为正为正值时值时,说明物体动能增加说明物体动能增加,Ek为负值时为负值时,说明物体的动能减少说明物体的动能减少.动能定理说明外力功是物体动能变化的量度，其外力可以是一个力，也可以是几个力动能定理说明外力功是物体动能变化的量度，其外力可以是一个力，也可以是几个力的合力；外力可以是动力，也可以是阻力，因此定理常用的表达

26、式还有：的合力；外力可以是动力，也可以是阻力，因此定理常用的表达式还有：若若W0，Ek2-Ek10,即即Ek2Ek1，说明外力为动力，在动力作用下物体作加速运动：，说明外力为动力，在动力作用下物体作加速运动：即外力对物体做正功，它的值等于物体功能的增加量。反之表示外力作负功，它即外力对物体做正功，它的值等于物体功能的增加量。反之表示外力作负功，它的值等于物体功能的减小量。的值等于物体功能的减小量。若若W=0，即，即Ek2=Ek1，表示外力对物体不作功，物体的功能是守恒的。，表示外力对物体不作功，物体的功能是守恒的。动能定理只涉及物体运动过程中各外力做功的代数和及物体初末两状态的动能；而不考虑动

27、能定理只涉及物体运动过程中各外力做功的代数和及物体初末两状态的动能；而不考虑运动过程中的各细节情况，如运动过程中的各细节情况，如a，t等。因此应用动能定理解题比较方便。尤其是物体在变等。因此应用动能定理解题比较方便。尤其是物体在变力力情况下情况下。FS=1/2mv221/2mv12W动W阻=EK2EK1W=Ek2021/8/11 星期三42(二）、动能定理的应用二）、动能定理的应用应用动能定理进行解题的步骤：应用动能定理进行解题的步骤：确定研究对象确定研究对象,明确它的运动过程明确它的运动过程;并建立好模型。并建立好模型。分析物体在运动过程中的受力情况分析物体在运动过程中的受力情况,明确各个力

28、是否做功明确各个力是否做功,是正功是正功还是负功还是负功;明确起始状态和终了状态的动能明确起始状态和终了状态的动能(可分段、亦可对整个运动过程可分段、亦可对整个运动过程).用用W总总=Ek=Ek2-Ek1列方程求解列方程求解.2021/8/11 星期三43例例2、用拉力、用拉力F拉一个质量为拉一个质量为m的木箱由静止开始在水平冰道上移动的木箱由静止开始在水平冰道上移动了了s,拉力拉力F跟木箱前进的方向的夹角为跟木箱前进的方向的夹角为,木箱与冰道间的动摩擦因数木箱与冰道间的动摩擦因数为为,求木箱获得的速度求木箱获得的速度.FFNfG例例1一架飞机，质量一架飞机，质量m=5.0103Kg,起飞过程

29、中从静止开始滑跑的路起飞过程中从静止开始滑跑的路程为程为S=5.3102m时时,达到起飞速度达到起飞速度v=60m/s.在此过程中飞机受到的在此过程中飞机受到的平均阻力是重量的平均阻力是重量的0.02倍倍,求飞机受到的牵引力求飞机受到的牵引力?2021/8/11 星期三44例例3、物体从高出地面、物体从高出地面H处自由落下，不计空气阻处自由落下，不计空气阻力，落至地面掉入沙坑力，落至地面掉入沙坑h停止，求物体在沙坑中受停止，求物体在沙坑中受到的平均阻力是其重力的多少倍？到的平均阻力是其重力的多少倍？Hh解法一:分过程处理解法二:整体法2021/8/11 星期三45例例3、一个质点在一个恒力、一

30、个质点在一个恒力F作用下由静止开始作用下由静止开始运动运动,速度达到速度达到v,然后换成一个方向相反大小为然后换成一个方向相反大小为3F的恒力作用的恒力作用,经过一段时间后经过一段时间后,质点回到出发质点回到出发点点,求质点回到原出发点时的速度求质点回到原出发点时的速度.2021/8/11 星期三46课堂针对训练课堂针对训练1、下列关于运动物体所受的合外力、合外力做功和功能、下列关于运动物体所受的合外力、合外力做功和功能变化的关系正确的是：变化的关系正确的是：()A.如果物体所受的合外力为零如果物体所受的合外力为零,那么那么,合外力对物体做的合外力对物体做的功一定为零功一定为零;B.如果合外力

31、对物体所做的功为零如果合外力对物体所做的功为零,则合外力一定为零则合外力一定为零;C.物体在合外力作用下作变速运动物体在合外力作用下作变速运动,动能一定变化动能一定变化;D.物体的动能不变物体的动能不变,所受的合外力必定为零所受的合外力必定为零.2、关于做功和物体动能变化的关系、关于做功和物体动能变化的关系,不正确的是不正确的是()A.只有动力对物体做功只有动力对物体做功,物体的动能增加物体的动能增加;B.只有物体克服阻力做功只有物体克服阻力做功,它的动能减少它的动能减少;C.外力对物体做功的代数和等于物体的末动能与初动外力对物体做功的代数和等于物体的末动能与初动能之差能之差;D.动力和阻力都

32、对物体做功动力和阻力都对物体做功,物体的动能一定变化物体的动能一定变化.AC2021/8/11 星期三473、一个物体沿着高低不平的曲面做匀速率运动、一个物体沿着高低不平的曲面做匀速率运动,在下在下面几种说法中面几种说法中,正确的是正确的是:()A.动力做的功为零动力做的功为零;B.动力做的功不为零动力做的功不为零;C.动力做功与阻力做功的代数和为零动力做功与阻力做功的代数和为零;.D.合力做的功为零合力做的功为零.4、某人用手将、某人用手将1kg的物体由静止向上提起的物体由静止向上提起1m,这时物这时物体的速度为体的速度为2m/s,则手对物体做的功是则手对物体做的功是_-.CD2021/8/

33、11 星期三48小结：动能定理反映了合力做功小结：动能定理反映了合力做功与动能变化与动能变化的关系的关系作业：作业：课本课本P144(3)、（、（5）、（）、（6）2021/8/11 星期三49动能定理习题课本节课知识要点一本节课知识要点一:用动能定理解决变力做功的方法用动能定理解决变力做功的方法:一般不直接一般不直接求功求功,而是先分析动能变化而是先分析动能变化,再由动能定理求功再由动能定理求功.例例1从高为从高为h处水平地抛出一个质量为处水平地抛出一个质量为m的小球的小球,落地点落地点与抛出点水平距离为与抛出点水平距离为s,求抛球时人对球所做的功求抛球时人对球所做的功.分析和解答分析和解答

34、本题中人对球做的功不能用本题中人对球做的功不能用Fs求出求出,只能通过只能通过做功等于小球动能的变化这个关系求做功等于小球动能的变化这个关系求,小球初速度为零小球初速度为零,抛出抛出时末速度即平抛运动的初速度时末速度即平抛运动的初速度,v=s/t,所以抛球时所做的功所以抛球时所做的功为为:W=mv2/2-0=ms2g/4h练习练习:质量为质量为m的汽车的汽车,启动后在发动机的功率保持不变的条件启动后在发动机的功率保持不变的条件下行驶下行驶,经时间经时间t前进距离为前进距离为s后后,速度达量大值速度达量大值v,若行驶中受到若行驶中受到的阻力大小不的阻力大小不变变,求汽车发动机的功率求汽车发动机的

35、功率?2021/8/11 星期三50例例2如图如图4-12所示所示,质量为质量为m的物体静放在水平光滑的平台的物体静放在水平光滑的平台上上,系在物体上的绳子跨过光滑的定滑轮由地面以速度系在物体上的绳子跨过光滑的定滑轮由地面以速度v0向右向右匀速走动的人拉着匀速走动的人拉着,设人从地面上且从平台的边缘开始向右行设人从地面上且从平台的边缘开始向右行至绳和水平方向成至绳和水平方向成30角处角处,在此过程中人所做的功为在此过程中人所做的功为:A.mv02/2;B.mv02;C.2mv02/3;D.3mv02/8.可见可见,用动能定理用动能定理解决变力做功是解决变力做功是一种常用方法一种常用方法,解解此

36、类问题关键是此类问题关键是分清各力做功情分清各力做功情况和初末动能况和初末动能.分析和解答分析和解答当右段绳与水平夹角为当右段绳与水平夹角为时时,沿着绳子方向的速率知绳子的拉力沿着绳子方向的速率知绳子的拉力是变力是变力,若直接用若直接用W=Fscos求功是不求功是不可能的可能的,由动能定理可得由动能定理可得:人所做的功人所做的功等于物体动能的增量等于物体动能的增量,即即:W=mv22/2-mv21/2v1=0v2=v0cos30=3v0/2.W=m(3v0/2)2/2=3mv02/8.故正确答案是故正确答案是D.2021/8/11 星期三51本节课知识要点二本节课知识要点二:1.动能定理的另一

37、种表示动能定理的另一种表示:W合合=W1+=EK。2.运用动能定理对复杂过程列式求解的方法：运用动能定理对复杂过程列式求解的方法：分段列式法；分段列式法；全程列式法。全程列式法。例例1质量为质量为1kg物体与水平面间摩擦力为物体与水平面间摩擦力为5N,在在10N水平力作水平力作用下由静止开始前进用下由静止开始前进2m后撤去外力后撤去外力,再前进再前进1m,此时物体仍此时物体仍在运动在运动,其速度为多大其速度为多大?物体最终停止运动物体最终停止运动,其经过的全部位其经过的全部位移为多大移为多大?解答解答物体所受外力有先后不同情况物体所受外力有先后不同情况,本题设第本题设第1段位移为段位移为s1,

38、第第2段位移段位移为为s2,拉力为拉力为F,摩擦力为摩擦力为f,则对第则对第1、第、第2段运动过程应用动能定理得段运动过程应用动能定理得:Fs1-f(s1+s2)=1/2mvt2-0,vt=2(Fs1-f(S1+s2)=2(102-5(2+1)/1=3.16(m/s).解解2全部位移全部位移:设撤去外力后直到静止的位移为设撤去外力后直到静止的位移为s,则对全过程应用动能定则对全过程应用动能定理得理得:Fs1-f(s1+s)=0,s=2(m),则全部位移为则全部位移为s1+s=(2+2)=4(m).2021/8/11 星期三52可见可见,物体运动有几个过程时物体运动有几个过程时,对全程列式较简单

39、对全程列式较简单,对全程列式时对全程列式时,关键是关键是分清整个过程有哪些力做功分清整个过程有哪些力做功,且各力做功应与位移对应且各力做功应与位移对应,并确定初末态动并确定初末态动能能.练习:如图质量为m的物体从高为h斜面由静止滑下,然后在水平面上滑行一段距离后停下来,已知倾角为,动磨擦因素为,求物体滑行的距离?2021/8/11 星期三53五五重力势能重力势能重力做功与重力势能的关系：重力做正功，重力势能减重力做功与重力势能的关系：重力做正功，重力势能减少重力做负功，重力势能增加。且重力做功的大小等于少重力做负功，重力势能增加。且重力做功的大小等于重力势能重力势能的变化。的变化。如图：物体从

40、高度如图：物体从高度h1点下落点下落h2点，重力做功点，重力做功为为WG=mgh1-mgh2据功和能的关系据功和能的关系WG等于等于mgh的变化。在物理的变化。在物理学中用学中用mgh表示重力势能。表示重力势能。Ep=mghWG=EP1-EP2即重力做功等于重即重力做功等于重力势能的变化的负值。力势能的变化的负值。h1h21.重力势能的概念重力势能的概念:受重力作用的物体具有与它的受重力作用的物体具有与它的高度有关的能称为重力势能高度有关的能称为重力势能.2021/8/11 星期三54重力做功的特点重力做功的特点:据重力做功与重力势能的关系可知：重力做功与据重力做功与重力势能的关系可知：重力做

41、功与移动路径无关移动路径无关,只跟物体的起点位置和终点位置只跟物体的起点位置和终点位置有关。有关。重力势能的相对性重力势能的相对性因为因为h具有相对性，重力势能也具有相对性。因此要取一具有相对性，重力势能也具有相对性。因此要取一个个零势能面零势能面注：重力势能是物体与地球所组成的系统所共有的能量注：重力势能是物体与地球所组成的系统所共有的能量,其其数值数值Ep=mgh与参考面的选择有关与参考面的选择有关,式中的式中的h是物体重心到参是物体重心到参考面的高度考面的高度,当物体在参考面之上时当物体在参考面之上时,Ep为正值为正值,当物体在参当物体在参考面之下时考面之下时,Ep为负值为负值.一般可选

42、地面或某物体系中的最低点一般可选地面或某物体系中的最低点为零势能参考点为零势能参考点,物体在两位置间的势能差与参考面的选择物体在两位置间的势能差与参考面的选择无关无关.我们更多关心是势能差。我们更多关心是势能差。注意注意:势能的正、负是用来表示大小势能的正、负是用来表示大小.不是表示方向的不是表示方向的2021/8/11 星期三55学生练习一1关于重力势能的说法,正确的有:A.重力势能只由重物决定;B.重力势能不能有负值;C.重力势能的大小是相对的;D.物体克服重力做的功等于势能的增加.2井深8m,井上支架高2m,在支架上用一根3m长的绳子系住一个重100N的物体,则物体的重力势能是(以地面为

43、参考面).A.100J;B.700J;C.-100J;D.无法确定.2021/8/11 星期三56学生练习二一根长为2m,重力为200N的均匀木杆放在水平地面上,现将它的一端从地面提高0.5m,另一端仍搁在地面上,则至少所需做的功为(g取10m/s2):A.400J;B.200J;C.100J;D.50J.2021/8/11 星期三57总结；重力做功与重力势能的关系:重力做正功,重力势能减少;克服重力做功,重力势能增大.WG=mgh1-mgh2.物体下降时,WG=mgh.物体上升时WG=-mgh;物体高度不变时,WG=0.二.弹性势能的概念:物体由于弹性形变而具有的与它的位置有关的势能称为弹性

44、势能.它的大小与形变有关。势能又叫位能，是由相互作用的物体的相对位置决定的。2021/8/11 星期三58学生练习三1.沿着高度相同,坡度不同,粗糙程度也不同的斜面向上拉同一物体到顶端,以下说法中正确的是:A.沿坡度小、长度大的斜面上升克服重力做的功多;B.沿长度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多;C.沿坡度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多;D.上述几种情况重力做功同样多;E.不能确定.作业:书练习题2.3.4.52021/8/11 星期三59六:机械能守恒定律1.机械能E的概念:动能、弹性势能和重力势能统称机械能.即:E=Ek+Ep.2.证明:3.机械能守恒定律:内容:如果没有

45、摩擦力和介质阻力,物体只发生动能和势能的相互转化时,机械能的总量保持不变,*或者说在只有重力和系统内弹力做功的情况下,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书刊号48面:思考与讨论2021/8/11 星期三60机械能守恒的条件机械能守恒条件:只有重力和系统内相互作用弹力做功.注意:只有重力和系统内相互作用弹力做功时,只是系统内动能和势能的相互转化,系统机械能守恒.如果其它力做功,则说明系统的机械能和系统外的能有转化,系统机械能不守恒,如果所有力但都不做功,系统动能和势能均不发生变化,系统机械能还是守恒的.公式:E1=E2或Ek=-Ep.2021/8/11 星期三61例题分析一1如

46、图:轻杆两端连接质量分别为m,2m。ab两球,可绕杆中心的水平轴无磨擦转动,现让轻杆从水平位置无初速释放,在杆转至竖直的过程中:A.b球的重力势能减少,动能增加.B.a球的重力势能增加,动能减少C.a球和b球的总机械能守恒.Da球和b球的总机械能不守恒a2物体在地面附近以2m/s2的加速度匀减速竖直上升，则在上升过程中，物体的机械能的变化是()A.不变B.减少C.增大D.无法确定2021/8/11 星期三62学生练习在下列运动过程中,物体的机械能守恒的是:A.物体沿圆弧匀速下滑过程中;B.物体沿光滑曲面自由下滑过程中;C.人造卫星沿椭圆轨道绕地球运动的过程中;D.圆锥摆的摆球在水平面内做匀速圆

47、周运动的过程中.2021/8/11 星期三63学生练习在下列情况中,物体的机械能守恒的是:A.手榴弹在空中飞行过程中(不计空气阻力);B.子弹射入放在光滑水平面上的木块的过程中;C.细绳的一端系一小球,绳的另一端固定,使小球在竖直平面内做圆周运动;D.小球落到竖直放置的弹簧上之后运动过程中的小球;方法:用做功来判定(一般对一个物体),用能量转换来判定(常用于系统)2021/8/11 星期三64分析和解答此问用竖直上抛知识可解决,但由于物体在空中只有重力作功,故机械能守恒,所以选用机械能守恒定律解题.以地面为参考面,则E1=mv02;在最高点动能为零,故E2=mgh.由E1=E2得mv2/2=m

48、ghh=5(米)初态设在地面:E1=mv2;终态设在h1高处:E2=mgh1+mv12/2=2mgh1.因为机械能守恒:E1=E2,mv2/2=2mgh1.h1=V2/4g=2.5(m).可见,用机械能守恒定律解题关键是正确找出初、末态的机械能(包括动能和势能).例:以10m/s的速度将质量是m的物体竖直向上抛出,若空气阻力忽略,g=10m/s2则:物体上升的最大高度是多少?上升过程在何处重力势能和动能相等?2021/8/11 星期三65下课课后作业：一体化资料P7712P7911谢谢同学们的合作，我们下一节课再见！2021/8/11 星期三66七.机械能守恒定律的应用解题步骤:明确研究对象和它的运动过程;分析研究对象在运动过程中的受力情况,弄清是否只有系统内的重力和弹力做功,判定机械能是否守恒;确定物体运动的起始和终了状态,选定零势能参考平面后确定的物体在始、末两状态的机械能;根据机械能守恒定律列出方程,统一单位后代入数据解方程.2021/8/11 星期三67例题一个物体从光滑2021/8/11 星期三682021/8/11 星期三69