高考物理复习动能定理机械能守恒定律ppt课件.pptx

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1、动能定理动能定理机械能守恒定律机械能守恒定律 1 1、概念概念：一、动能一、动能物体由于物体由于运动运动而具有的能量叫做物体的而具有的能量叫做物体的动能动能。2 2、探究动能的表达式、探究动能的表达式重力做功重力做功WG重力势能重力势能mgh弹力做功弹力做功WF合力做功合力做功 W弹性势能弹性势能kx2/2动能表达式？动能表达式？探探究究物物体体动动能能的的表表达达式式 设设质质量量为为m的的某某物物体体，在在与与运运动动方方向向总总相相同同的的恒恒力力F的的作作用用下下发发生生一一段段位位移移l，速速度度由由v1增增加加到到v2，如如图图所所示示。试试寻寻求求这这个个过过程程中力中力F做的功

2、与做的功与v1、v2的关系？的关系？Fv1v2Fl动动能能的的表表达达式式改改写写 力在一个过程中对物体所做的功，等于物力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。体在这个过程中动能的变化。二二.动能定理动能定理类型一：类型一：质量为质量为m 的物体在光滑水平面上，的物体在光滑水平面上，受与运动方向相同的恒力受与运动方向相同的恒力F 的作用下发生一段的作用下发生一段位移位移l，速度从，速度从v1 增加到增加到v2 思思考考：外外力力做做功功类型三：类型三：质量为质量为m 的物体在与运动方向相同的物体在与运动方向相同的恒力的恒力F 的作用下，沿粗糙水平面运动了一段的作用下，沿粗

3、糙水平面运动了一段位移位移l，受到的摩擦力为，受到的摩擦力为Ff ，速度从，速度从v1 变为变为v2类型二：类型二：质量为质量为m 的物体在水平粗糙面上受的物体在水平粗糙面上受到摩擦力到摩擦力Ff 的作用下发生一段位移的作用下发生一段位移l，速度从，速度从v1 减小到减小到v2 分分析析Fv1Fv2lFfv1lv2FflFv2FfFv1FfWF=Fl=-mv121 12 2mv221 12 2Wf=-Ff l=-=-mv121 12 2mv221 12 2W合合=Fl-Ff l=-=-mv121 12 2mv221 12 2动动能能定定理理合力做合力做的功的功末态的动能末态的动能初态的初态的动

4、能动能动能定理：动能定理：合力对物体所做的功等于物体动能的变化。合力对物体所做的功等于物体动能的变化。1、合力做正功，即、合力做正功，即W合合，Ek2Ek1，动能增大，动能增大2、合力做负功，即、合力做负功，即W合合，Ek2Ek1，动能减小，动能减小说说明明过程量过程量状态量状态量状态量状态量既适用于既适用于直线直线运动，也适用于运动，也适用于曲线曲线运动；既运动；既适用于适用于恒力恒力做功，也适用于做功，也适用于变力变力做功；既适用做功；既适用于于单个单个物体，也适用于物体，也适用于多个多个物体；既适用于物体；既适用于一一个个过程，也适用于过程，也适用于整个整个过程。过程。动能定理的适用范围

5、：动能定理的适用范围：做功的过程伴随着能量的变化做功的过程伴随着能量的变化动能定理动能定理:牛顿运动定律牛顿运动定律:课课本本例例题题1 1一一架架喷喷气气式式飞飞机机，质质量量m=5.0103kg，起起飞飞过过程程中中从从静静止止开开始始滑滑跑跑。当当位位移移达达到到l=5.3102m时时，速速度度达达到到起起飞飞速速度度v=60m/s。在在此此过过程程中中飞飞机机受受到到的的平平均均阻阻力力是是飞飞机重量的机重量的0.02倍。求飞机受到的牵引力。倍。求飞机受到的牵引力。F合合=F-F阻阻=F-kmg=ma a2lv2由由 v2v02=2al 得得 由动能定理得由动能定理得由由 得得F=+k

6、mg2lmv2F=+kmg2lmv2W合合=（F-F阻阻）l =（F-kmg）l=1/2=1/2mv2课课本本例例题题2 2一质量为一质量为m、速度为、速度为v0 的汽车在关闭发动机后于水平的汽车在关闭发动机后于水平地面滑行了距离地面滑行了距离l 后停了下来。试求汽车受到的阻力。后停了下来。试求汽车受到的阻力。动能定理：动能定理：W合合=-F阻阻l=0-1/2-1/2mv02牛顿运动定律：牛顿运动定律：由由 v2v02=2al 得得 a-2lv02由由 得得F阻阻=2lmv02F合合=0-F阻阻=ma 由动能定理得由动能定理得F阻阻=2lmv02确定研究对象和研究过程。确定研究对象和研究过程。

7、分析物理过程，分析研究对象在运动过程中的受分析物理过程，分析研究对象在运动过程中的受力情况，画受力示意图，及过程状态草图，明确力情况，画受力示意图，及过程状态草图，明确各力做功情况，即是否做功，是正功还是负功。各力做功情况，即是否做功，是正功还是负功。找出研究过程中物体的初、末状态的动能（或动找出研究过程中物体的初、末状态的动能（或动能的变化量）能的变化量）根据动能定理建立方程，代入数据求解，对结果根据动能定理建立方程，代入数据求解，对结果进行分析、说明或讨论。进行分析、说明或讨论。三、用动能定理解题的一般步骤：三、用动能定理解题的一般步骤：例例.物体沿高物体沿高H的光滑斜面从顶端由静止下滑，

8、求它滑的光滑斜面从顶端由静止下滑，求它滑到底端时的速度大小到底端时的速度大小.H解：解：由动能定理得由动能定理得若物体沿高若物体沿高H的光滑曲面从顶端由静止下滑，结果如何？的光滑曲面从顶端由静止下滑，结果如何？注意：速度不一定相同注意：速度不一定相同若由若由H高处自由下落，结果如何呢？高处自由下落，结果如何呢？仍为仍为仍由动能定理得仍由动能定理得 重力势能重力势能弹性势能弹性势能机械能机械能动能动能物体的物体的动能和势能（动能和势能（含弹性势能含弹性势能）之）之和和称为物体的机械能称为物体的机械能重力势能重力势能动能动能动能和势能相互转化（一）动能和势能相互转化（一）弹性势能弹性势能动能和重力

9、势能动能和重力势能动能和势能相互转化（二）动能和势能相互转化（二）质质量量为为m的的物物体体自自由由下下落落过过程程中中，经经过过高高度度h1的的A点点时时速速度度为为v1，下下落落至至高高度度h2的的B点点处处速速度度为为v2，不不计计空空气气阻阻力力，取取地地面面为为参参考考平平面面，试试写写出出物物体体在在A点点时时的的机机械械能能和和B点点时时的的机机械械能能，并找到这两个机械能之间的数量关系。并找到这两个机械能之间的数量关系。根据动能定理，有根据动能定理，有重力做功与重力势能的关系可知：重力做功与重力势能的关系可知：由以上两式相等并移项可以得到：由以上两式相等并移项可以得到：h h1

10、1v v11v v22mmh h22AABBA点点B点点即即四、机械能守恒定律四、机械能守恒定律内容内容:只有重力动能和重力势能机械能的总量在在只只有有重重力力（或或系系统统内内弹弹簧簧弹弹力力）做做功功的的情情形形下下，物物体体的的动动能能和和重重力力势势能能（及及弹弹性性势势能能）发发生生相相互互转转化化，而而机械能的总量保持不变。机械能的总量保持不变。1 1、机械能守恒的条件是什么、机械能守恒的条件是什么？讨论讨论只有重力做功和系统内弹簧弹力做只有重力做功和系统内弹簧弹力做功。功。系统内只发生动能和势能的相互转系统内只发生动能和势能的相互转化，无其它形式能量之间的相互转化。化，无其它形式

11、能量之间的相互转化。2 2、机械能守恒定律的表达式、机械能守恒定律的表达式（需要确定参考平面）（需要确定参考平面）（对系统而言）（对系统而言）讨论讨论1 1、对单一物体：、对单一物体：只有重力做功只有重力做功有其余力做功，但其余力做功的代数和有其余力做功，但其余力做功的代数和为零为零2 2、对某一系统：、对某一系统：只有动能和势能的转化，系统跟外界没只有动能和势能的转化，系统跟外界没有机械能的传递，也没有转化成其它形式有机械能的传递，也没有转化成其它形式的能的能判断方法判断方法【例例例例1 1】把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆（如图），把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆（如图），把一

12、个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆（如图），把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆（如图），摆长为摆长为摆长为摆长为l ,l ,最大偏角为最大偏角为最大偏角为最大偏角为.小球运动到最低位置时的速度小球运动到最低位置时的速度小球运动到最低位置时的速度小球运动到最低位置时的速度 是多大？是多大？是多大？是多大？解解选择小球在最低位置时所在的水平面为参考平面。选择小球在最低位置时所在的水平面为参考平面。小球在最低点小球在最低点O时为时为末状态末状态：末状态的动能：末状态的动能：Ek2=1/2mv2 重力势能：重力势能：Ep2=0末状态的机械能为：末状态的机械能为：Ek2+Ep2=1/2mv2 根据机

13、械能守恒定律有根据机械能守恒定律有：Ek2+Ep2=Ek1+Ep1 即即 1/2mv2=mgl(1-cos)所以所以 v=O OOl lAABB小球在最高点小球在最高点A时为时为初状态初状态：初状态的动能：初状态的动能：Ek1=0 初状态的初状态的重力势能：重力势能：Ep1=mg(l-lcos）初状态的初状态的机械能：机械能：Ek1+Ep1=mg(l-lcos)以以1010m/s的速度将质量为的速度将质量为m m的物体竖直向上抛出，若的物体竖直向上抛出，若空气阻力忽略，空气阻力忽略，g g1010m/s2，则上升过程在何处重力，则上升过程在何处重力势能和动能相等？势能和动能相等？v0h【解解】

14、物体在空气中只有重力做功，故机械能守恒物体在空气中只有重力做功，故机械能守恒初状态设在地面，则：初状态设在地面，则：终态设在终态设在h1高处，故：高处，故：因机械能守恒：因机械能守恒：E1=E2最高点最高点h1v1Ep=Ek【例例例例2 2】五、应用机械能解题的一般步骤五、应用机械能解题的一般步骤1 1、选取、选取研究对象研究对象（单个物体或系统）（单个物体或系统）2 2、确定、确定研究过程研究过程，分析各力，分析各力做功做功及及能量转化能量转化情况，情况，判断机械能是否守恒判断机械能是否守恒3 3、确定研究对象在、确定研究对象在始末状态的机械能始末状态的机械能（需确需确定参考平面定参考平面）

15、或）或机械能的变化机械能的变化情况情况4 4、选择、选择合适的表达式合适的表达式列式求解列式求解1、动能动能：物体由于运动而具有的能。：物体由于运动而具有的能。2 2、重力势能重力势能：地球上的物体具有的跟它的高度有关的能。：地球上的物体具有的跟它的高度有关的能。3 3、弹性势能弹性势能：发生弹性形变的物体的各部分之间，：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹由于有弹力的相互作用而具有的势能。力的相互作用而具有的势能。4 4、动能定理动能定理：合力所做的总功等于物体动能的变化。：合力所做的总功等于物体动能的变化。5 5、重力做功与重力势能变化的关系重力做功与重力势能变化的关系：重力做的功等于

16、物体重：重力做的功等于物体重力势能的减少量。力势能的减少量。知识回顾知识回顾设重力做功为设重力做功为WWG G，由动能定理可得，由动能定理可得由重力做功与重力势能变化的关系得，由重力做功与重力势能变化的关系得，由以上两式得由以上两式得移项得移项得或者或者定定律律推推导导h h11v v11v v22mmh h22AABB1.一质量为一质量为2kg的滑块，以的滑块，以4m/s的速度在光滑水平面上向左滑行，的速度在光滑水平面上向左滑行，从某时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间，滑从某时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间，滑块的速度变为向右，大小为块的速度变为向右，大小为4m

17、/s，在这段时间里，水平力做的功，在这段时间里，水平力做的功为多大？为多大？简析：简析：因始末动能相等，由动能定理知水平力做的功为因始末动能相等，由动能定理知水平力做的功为0V0=4m/sV1=0V1=0Vt=-4m/sFFaas1s2物体的运动有往复，由物体的运动有往复，由Vt2 V02=2as知两个过程位移等大反向，知两个过程位移等大反向，物体回到了初始位置，位移为物体回到了初始位置，位移为0，故此水平力做的功为，故此水平力做的功为0 s1s2L2.质质量量为为m的的物物体体从从高高h的的斜斜面面上上由由静静止止开开始始滑滑下下，经经过过一一段段水水平平距距离离后后停停止止.若若斜斜面面及

18、及水水平平面面与与物物体体间间的的动动摩摩擦擦因因数数相相同同，整个过程中物体的水平位移为整个过程中物体的水平位移为s，求证，求证：=h/sBAhs物体从物体从A到到B过程，由动能定理得：过程，由动能定理得：WG+Wf=0mgh mg cos L mg s2=0mgh mg s1 mg s2=0mgh mg s=0=h/s3.质量为质量为m的小球用长为的小球用长为L的轻绳悬挂于的轻绳悬挂于O点，小球在水平拉力点，小球在水平拉力F的作的作用下，从平衡位置用下，从平衡位置P很缓慢地移到很缓慢地移到Q点，则力点，则力F所做的功为所做的功为 FPQA.mgLcos B.mgL（1 cos ）C.FLs

19、in D.FLcos 简析：简析：球在球在F方向的位移方向的位移s=Lsin s力力F的功的功WF=Fs=F Lsin T Tmg很缓慢的含义：很缓慢的含义：可认为时刻静止可认为时刻静止所受合力时刻为所受合力时刻为0任意过程任意过程Ek=0由平衡条件得：由平衡条件得：F=mg tan ，故，故F为变力为变力，WF=F Lsin 错误错误正确解答：本题中的变力功可由动能定理求解正确解答：本题中的变力功可由动能定理求解.小球由小球由P到到Q，由动能定理得：，由动能定理得：WF+WG=0即即WF mgL（1 cos ）=0 WF=mgL（1 cos ）4.一一个个人人把把重重物物加加速速上上举举到到

20、某某一一高高度度，下下列列说说法法正正确的是确的是A、物物体体所所受受的的合合外外力力对对它它做做的的功功等等于于物物体体机机械能的增量。械能的增量。B、物体所受合外力做的功等于它动能的增量。、物体所受合外力做的功等于它动能的增量。C、人人对对物物体体做做的的功功和和重重力力对对物物体体做做的的功功的的代代数合等于物体机械能的增量。数合等于物体机械能的增量。D、克服重力做的功等于物体重力势能的增量。、克服重力做的功等于物体重力势能的增量。5.如如图图，一一子子弹弹以以水水平平速速度度射射入入木木块块并并留留在在其其中中，再再与与木木块块一一起起共共同同摆摆到到最最大大高高度度的的过过程程中中，下下列列说说法法正正确的是确的是A、子弹的机械能守恒。、子弹的机械能守恒。B、木块的机械能守恒。、木块的机械能守恒。C、子弹和木块的总机械能守恒。、子弹和木块的总机械能守恒。D、以上说法都不对、以上说法都不对6.质量质量为为m的物体，从静止开始以的物体，从静止开始以2g的加速度竖直向的加速度竖直向下加速运动距离下加速运动距离h，则则A、物体的重力势能减少、物体的重力势能减少mgh B、物体的动能增加、物体的动能增加2mghC、物体的机械增加、物体的机械增加mgh D、物体的机械能保持不变、物体的机械能保持不变