机械能和能源总复习.ppt

高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源第四章第四章机械能和能源机械能和能源复复习.高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源第第四四章章机机械械能能和和能能源源功功功率功率功功功的概念功的概念功的功的计算算变力做功力做功功率功率功率的概念功率的概念机机车启启动能能重力重力势能能弹性性势能能动能能动能能定定理理功功能能关关系系能量能量守恒守恒机械能守恒机械能守恒能源能源定律及表达式定律及表达式守恒条件守恒条件实验能量守恒定律能量守恒定律能源的开能源的开发与利用与利用.高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源求求变力做功的方法力做功的方法1、平均法：、平均法：适用于力是均匀适用于力是均匀变化化2、微元法：、微元法：力与速度的力与速度的夹角保持不角保持不变3、用功率求功：、用功率求功：机机车启启动问题4、图象法：象法：已知已知FX图象象5、动能定理：能定理：已知始末已知始末态的的动能能6、功能关系：、功能关系：已知始末已知始末态的的动能能7、等效法：、等效法：已知始末已知始末态的的动能能返回返回.高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源机机动车启启动的两种方式的两种方式功率：功率：瞬瞬时功率：功率：平均功率：平均功率：t/sV(m/s)VmF=fP=Pma=0t/sV(m/s)VmF=fa=0P=PmFfP=PmV1.高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源动能定理的能定理的应用用变力做功力做功动能定理能定理功功力力位移位移动能能速度速度多多过程程短短暂过程程受力分析受力分析状状态分析分析过程分析程分析谁做功做功过程分析程分析表示表示动能能抓始末抓始末态表示表示总功功合力做功合力做功恒力做功恒力做功.高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源合力的功等于合力的功等于动能的能的变化化重力功等于重力重力功等于重力势能的能的变化量化量弹力功等于力功等于弹性性势能的能的变化量化量功功、能能关关系系功功是是能能量量变化化的的量量度度除重力、除重力、弹力外力外,其它力做功等于其它力做功等于机械能的机械能的变化化一一对滑滑动摩擦力摩擦力所做的所做的总功等于功等于摩擦摩擦产生的生的热量量.高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源用功能关系解决用功能关系解决问题的流程：的流程：受力分析受力分析运运动过程分析程分析是否只有重力（是否只有重力（弹力）做功力）做功始末状始末状态的的动能和能和势能能应用机械能用机械能守恒定律守恒定律 否否应用用动能定理能定理是是重力系重力系统弹簧系簧系统混合系混合系统哪些力做功哪些力做功大小、正大小、正负总功和始末功和始末状状态的的动能能.高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源在只有在只有动能和能和势能能发生相互生相互转化化时，机械能的，机械能的总量保持不量保持不变E1=E2位置：位置：能的能的转化化增加的增加的动能等于减小的能等于减小的势能能末位置机械能等于初位置机械能末位置机械能等于初位置机械能机械能守恒定律：机械能守恒定律：机械能守恒定律的表达式：机械能守恒定律的表达式：物体物体A减小的机械能等于减小的机械能等于B增加的机械能增加的机械能.高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源例例1、用一水平力拉着一物体运、用一水平力拉着一物体运动相同的位移，相同的位移，第一次在光滑水平面上，第二次在粗糙水平面上，第一次在光滑水平面上，第二次在粗糙水平面上，则两次力所做的功两次力所做的功()A两次一两次一样大大B第二次第二次较大大C第一次第一次较大大D无法比无法比较例例2、在粗糙水平地面上，使同一物体由静止开始、在粗糙水平地面上，使同一物体由静止开始做匀加速直做匀加速直线运运动，第一次斜向上拉，第二次斜，第一次斜向上拉，第二次斜向下推，两次力的作用向下推，两次力的作用线与水平方向的与水平方向的夹角相同，角相同，力的大小相同位移大小也相同，力的大小相同位移大小也相同，则两两次力所做的功次力所做的功()A两次一两次一样大大B第二次第二次较大大C第一次第一次较大大D无法比无法比较AA.高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源1.1.重力做功重力做功与路径无关与路径无关,仅取决于始末点的位置。取决于始末点的位置。2.2.滑滑动摩擦力和空气阻力做的功力和路程的乘摩擦力和空气阻力做的功力和路程的乘积。两种特例例例3.3.把把一一个个物物体体竖直直向向上上抛抛出出去去，该物物体体上上升升的的最最大大高高度度是是h h，若若物物体体的的质量量是是m m，所所受受空空气气阻阻力力是是f,f,则物物体体从从被被抛抛出出到到落落回回抛抛出出点点的的全全过程程中中（）A A 重力做功重力做功为零零 B B重力做功是重力做功是2mgh2mghC C空气阻力做功空气阻力做功为零零 D D空气阻力做功空气阻力做功为fhfhA.高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源1 1、汽、汽车上坡上坡时，若保持功率不，若保持功率不变,司机要司机要 （退、（退、进）档？速度）档？速度 （增大、减少）（增大、减少）？2 2、起重机在、起重机在竖直方向匀速吊起某物体直方向匀速吊起某物体时，为什么功率大的，速度快？什么功率大的，速度快？退退减少减少.高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源例例4 4：汽：汽车发动机的机的额定功率定功率为60kw60kw，汽，汽车质量量为5t5t，汽，汽车在水平路上行在水平路上行驶时，阻，阻力是力是车重的重的0.10.1倍，倍，g=10m/sg=10m/s2 2汽汽车保持以保持以额定功率从静止启定功率从静止启动后能达到后能达到的最大速度是多少？的最大速度是多少？.高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源例例5、一、一辆汽汽车始始终以以额定功率行定功率行驶，下面，下面说法法正确的是正确的是（）A汽汽车的速度越大，所需的速度越大，所需牵引力越大引力越大B牵引力与汽引力与汽车速度无关速度无关C因因为功率不功率不变，所以速度和，所以速度和牵引力都不引力都不变D速度最大速度最大时，牵引力一定最小引力一定最小例例6、汽、汽车在恒定的功率下，由静止沿平直公路在恒定的功率下，由静止沿平直公路运运动，对于它的于它的v一一t图象，下象，下图中正确的是（中正确的是（）DC.高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源2、一学生用力踢、一学生用力踢质量量为1kg的足球，使球从静的足球，使球从静止开始以止开始以10m/s的速度水平的速度水平飞出，出，设人踢球人踢球时对球的平均作用力球的平均作用力为200N，球在水平方向上运，球在水平方向上运动了了20m，则该学生学生对球做的功是球做的功是()A、50J B、100J C、200J D、4000J优点点1：解决瞬：解决瞬时力做功，而用力做功，而用W=FSCOSa 无法求解。无法求解。A优点点2：解决：解决变力做功，而用力做功，而用W=FSCOSa 无法求解。无法求解。.高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源4、在离地面一定高度、在离地面一定高度处，以相同的，以相同的动能向各能向各个方向抛出多个个方向抛出多个质量相同的小球，量相同的小球，这些小球些小球到达地面到达地面时，有相同的，有相同的 A、动能能 B、速度、速度 C、速率、速率 D、位移、位移vvv0As1s2优点点3 3：解决曲：解决曲线运运动问题比牛比牛顿定律解定律解题更更简洁方便方便AC.高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源5 5、如如图，一，一质量量为m m的的铁球从离地面球从离地面H H高高处自由下落，陷入沙坑自由下落，陷入沙坑h h深深处，求沙，求沙子子对铁球的平均阻力？球的平均阻力？Hh优点点4 4：用：用动能定理解决多能定理解决多过程程动力学力学问题，可化繁可化繁为简，比牛，比牛顿定律解定律解题更更简洁方便方便.高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源7、两个物体两个物体A、B的的质量之比量之比为mA：mB=2：1，二者，二者动能相同，它能相同，它们和水平桌面的和水平桌面的动摩擦因数相同，摩擦因数相同，则二者在桌面上滑行到停止二者在桌面上滑行到停止经过的距离之比的距离之比为（）A、sA：sB=2：1B、sA：sB=1：2C、sA：sB=4：1D、sA：sB=1：46、一、一质量量为1kg的物体被人用手由静止向上的物体被人用手由静止向上提升提升1m，这时物体的速度物体的速度为2m/s，则下列下列说法中法中错误的是的是()g取取10m/s2 A、手、手对物体做功物体做功12J；B、合外力、合外力对物体做功物体做功12J；C、合外力、合外力对物体做功物体做功2J;D、物体克服重力做功、物体克服重力做功10J、BB.高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源8水平恒力水平恒力F作用在物体上，物体在光滑水平面上作用在物体上，物体在光滑水平面上沿力的方向移沿力的方向移动s距离，恒力做功距离，恒力做功为,物体物体获得的得的动能能为.若若该恒力作用在同一物体上，物体在粗糙水平恒力作用在同一物体上，物体在粗糙水平面上移面上移动相同距离，恒力做功相同距离，恒力做功为,物体物体获得的得的动能能为.则（）BCDAC.高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源9、一物体做、一物体做变速速运运动时，下列，下列说法正确的是法正确的是()A、合外力一定、合外力一定对物体做功，使物体物体做功，使物体动能改能改变B、物体所受合外力一定不、物体所受合外力一定不为零零C、合外力一定、合外力一定对物体做功，物体做功，但物体但物体动能可能不能可能不变D、物体加速度一定不、物体加速度一定不为零零BD10、在光滑的地板上，用水平拉力分在光滑的地板上，用水平拉力分别使两个使两个物物块由静止由静止获得相同的得相同的动能，那么可以肯定（能，那么可以肯定（）A、水平拉力相等、水平拉力相等B、两物、两物块质量相量相等等C、两物、两物块速度速度变化相等化相等D、水平拉力、水平拉力对两物两物块做功相等做功相等D.高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源Ep=0Ep=0Ep=0桌面厚度忽略不桌面厚度忽略不计h是物体相是物体相对参考平面的高度。参考平面的高度。重力重力势能的大小和零能的大小和零势能面的能面的选取有关。取有关。重力重力势能是能是标量，但有正量，但有正负之分。之分。重力重力势能是物体和地球能是物体和地球组成的系成的系统共有的。共有的。重力做正功，重力重力做正功，重力势能减少；能减少；重力做重力做负功，重力功，重力势能增加。能增加。.高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源1 1、在下列的物理、在下列的物理过程中，机械能守恒的有程中，机械能守恒的有A A把一个物体把一个物体竖直向上匀速提升的直向上匀速提升的过程程B B人造人造卫星沿星沿椭圆轨道道绕地球运行的地球运行的过程程C C汽汽车关关闭油油门后沿水平公路向前滑行的后沿水平公路向前滑行的过程程D D从高从高处竖直下落的物体落在直下落的物体落在竖立的立的轻弹簧上，簧上，压缩弹簧的簧的过程，程，对弹簧、物体和地球簧、物体和地球这一系一系统（BD BD ）Avv.高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源2 2、如、如图所示，桌面离地高所示，桌面离地高为h h，质量量为m m的小的小球从离桌面高球从离桌面高H H处自由下落，不自由下落，不计空气阻力，空气阻力，假假设桌面桌面为零零势能的参考平面，能的参考平面，则小球落地前小球落地前瞬瞬间的机械能的机械能为A Amgh mgh B BmgH mgH C Cmg(h+H)Dmg(h+H)D mg(H-h)mg(H-h)（B B）.高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源3 3、跳、跳伞运运动员从高空下落从高空下落时，在他，在他张伞后，后，所受的空气阻力等于运所受的空气阻力等于运动员和和伞的的总重力重力时，运运动员具有的机械能：具有的机械能：A A动能、能、势能和能和总机械能都不机械能都不变B B重力重力势能减少，能减少，动能增加，能增加，总机械能不机械能不变C C重力重力势能减少，能减少，动能不能不变，总机械能减少机械能减少D D重力重力势能不能不变，动能能为零，零，总机械能不机械能不变 （C C）.高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源.高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源1 1、如、如图，放在斜面上的物体，一端与，放在斜面上的物体，一端与劲度系数度系数k=400N/mk=400N/m的的弹簧相簧相连，施以沿斜面向上的力拉，施以沿斜面向上的力拉弹簧簧的上端，作用点移的上端，作用点移动10cm10cm时物体开始滑物体开始滑动，继续缓慢拉慢拉弹簧，当物体位移簧，当物体位移为0.4m0.4m时，求拉力所做的，求拉力所做的总功。功。F18J例例题：.高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源一一辆汽汽车以速度以速度v1沿沿倾斜坡路向上匀速行斜坡路向上匀速行驶，若保，若保持持发动机功率不机功率不变，沿此坡路向下匀速行，沿此坡路向下匀速行驶的速度的速度为v2，若汽，若汽车以同以同样的功率在水平路面匀速行的功率在水平路面匀速行驶时，假，假设所受阻力不所受阻力不变，在水平路面行，在水平路面行驶的的车速是多速是多少？少？.高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源如如图所示，所示，质量分量分别为m m1 1和和m m2 2的可当作的可当作质点的小球点的小球（m m1 1mm2 2），用），用细绳相相连后跨在半径后跨在半径为R R的光滑的光滑圆柱柱体上，先用手托住体上，先用手托住m m1 1使之静止而使之静止而绳刚好拉直，放手好拉直，放手后，两球开始运后，两球开始运动，求：当，求：当m m2 2运运动到到圆柱体的最高柱体的最高点点A A点的点的过程中，程中，m m1 1、m m2 2总的重力的重力势能能变化量。化量。m2m1RA试问：此：此时两球的速度两球的速度为多大？多大？.高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源.高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源.高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源ABC.高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源如如图所示，把一根内壁光滑的所示，把一根内壁光滑的细管弯成管弯成圆弧形状，弧形状，且且竖直放置，一个小球从管口的正上方直放置，一个小球从管口的正上方h h1 1高高处自自由下落，小球恰能到达最高管口由下落，小球恰能到达最高管口处，若小球从管，若小球从管口的正上方口的正上方h h2 2处自由下落，自由下落，则它能从管口运它能从管口运动到管口又落回管口到管口又落回管口试求：求：h h1 1与与h h2 2的比的比值是多是多少？少？h1.高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源4 4、如如图所示，所示，ABCABC和和ABDABD为一两个光滑固定一两个光滑固定轨道，道，ABEABE在同一水平面上，在同一水平面上，C C、D D、E E同一同一竖直直线上，上，D D点点距水平面的高度距水平面的高度为h h，C C点的高度点的高度为2h2h一滑一滑块从从A A点点以初速度以初速度v v0 0分分别沿两沿两轨道滑行到道滑行到C C或或D D处后水平抛出。后水平抛出。求滑求滑块落到水平面落到水平面时，落点与，落点与E E点是的距离点是的距离X XC C和和X XD D；为实现XCXD,v0应满足什么条件？足什么条件？h2hCDEBAv0.高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源如如图所示，半径分所示，半径分别为R和和r的甲、乙两个光滑的的甲、乙两个光滑的圆形形轨道安置在同一道安置在同一竖直平面上，直平面上，轨道之道之间有一条水有一条水平平轨道道CD相通，一小球以一定的速度先滑上甲相通，一小球以一定的速度先滑上甲轨道，道，通通过动摩擦因数摩擦因数为的的CD段，又滑上乙段，又滑上乙轨道，最后道，最后离开两离开两圆轨道，若小球在两道，若小球在两圆轨道的最高点道的最高点对轨道道的的压力都恰好力都恰好为零，零，试求求CD段的段的长度。度。甲乙DC.