机械能和能源复习市公开课一等奖百校联赛获奖课件.pptx

第1页一、力做功计算一、力做功计算(条件条件:F:F为恒力为恒力)分析分析:此过程有那些力做了功此过程有那些力做了功,分别是多少分别是多少?合合外力做功是多少外力做功是多少?结论结论：合外力做功等于各力做功：合外力做功等于各力做功代数和代数和；或先；或先求协力，再求协力做功。求协力，再求协力做功。求总功求总功 第2页1.1.当当0 0o o 9090o o时，力对物体做时，力对物体做正功正功;当当9090o o 180180o o时时,力对物体做力对物体做负功负功;当当=90=90o o力对物体力对物体不做功不做功.W=Fscos 3.3.一个力对物体做负功，往往说成一个力对物体做负功，往往说成“物体克服物体克服这个力做功这个力做功”（取绝对值），这两种说法意义（取绝对值），这两种说法意义是相同是相同.功正负功正负2.2.功是标量。正负功功是标量。正负功含义含义:动力动力做功为正功做功为正功,使物体能量增大使物体能量增大;阻力阻力做功是负功做功是负功,使物体能量降低使物体能量降低.第3页例例1、用一水平力拉着一物体运动相同位移，、用一水平力拉着一物体运动相同位移，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，则两次力所做功则两次力所做功()A两次一样大两次一样大B第二次较大第二次较大C第一次较大第一次较大D无法比较无法比较例例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线运动，第一次斜向上拉，第二次斜做匀加速直线运动，第一次斜向上拉，第二次斜向下推，两次力作用线与水平方向夹角相同，向下推，两次力作用线与水平方向夹角相同，力大小相同位移大小也相同，则两力大小相同位移大小也相同，则两次力所做功次力所做功()A两次一样大两次一样大B第二次较大第二次较大C第一次较大第一次较大D无法比较无法比较AA第4页1.1.重力做功重力做功与路径无关与路径无关,仅取决于始末点位置。仅取决于始末点位置。2.2.滑动摩擦力和空气阻力做功力和旅程乘积。滑动摩擦力和空气阻力做功力和旅程乘积。两种特例例例3.3.把把一一个个物物体体竖竖直直向向上上抛抛出出去去，该该物物体体上上升升最最大大高高度度是是h h，若若物物体体质质量量是是m m，所所受受空空气气阻阻力力是是f,f,则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全全过过程程中中（）A A 重重力力做功为零做功为零 B B重力做功是重力做功是2mgh2mghC C空气阻力做功为零空气阻力做功为零 D D空气阻力做功为空气阻力做功为fhfhA第5页（计算平均功率）（计算平均功率）二、功率二、功率P:P:表示做功快慢表示做功快慢F F一定，一定，P P与与V V成正比成正比对机动车有对机动车有 P=FVP=FVP P一定，一定，F F与与V V成反比成反比V V一定，一定，F F与与P P成正比成正比额定功率额定功率PmPm：是机器在正常工作时是机器在正常工作时,允许到达最大功率。允许到达最大功率。（计算平均功率和瞬时功率）（计算平均功率和瞬时功率）第6页1 1、汽车上坡时，若保持功率不变、汽车上坡时，若保持功率不变,司机要司机要 （退、进）档？速度（退、进）档？速度 （增大、降低）（增大、降低）？2 2、起重机在竖直方向匀速吊起某物体、起重机在竖直方向匀速吊起某物体时，为何功率大，速度快？时，为何功率大，速度快？退退降低降低P=FV=mgVP=FV=mgV，故，故P P正比于正比于V V。第7页1 1、以额定功率起动、以额定功率起动2 2、以恒定牵引力（以恒定加速度）起动、以恒定牵引力（以恒定加速度）起动变加速运动变加速运动(匀变速运动公式不能用匀变速运动公式不能用)匀加速运动匀加速运动,P,P增大增大 P=Pm,P=Pm,变加速运动变加速运动第8页例例4 4：汽车发动机额定功率为：汽车发动机额定功率为60kw60kw，汽车，汽车质量为质量为5t5t，汽车在水平路上行驶时，阻力，汽车在水平路上行驶时，阻力是车重是车重0.10.1倍，倍，g=10m/sg=10m/s2 2汽车保持以额定功率从静止开启后能到达汽车保持以额定功率从静止开启后能到达最大速度是多少？最大速度是多少？第9页1 1、以额定功率起动、以额定功率起动2 2、以恒定牵引力（以恒定加速度）起动、以恒定牵引力（以恒定加速度）起动变加速运动变加速运动(匀变速运动公式不能用匀变速运动公式不能用)匀加速运动匀加速运动,P,P增大增大 P=Pm,P=Pm,变加速运动变加速运动第10页小结：机动车不论以什么方式起动，起动完小结：机动车不论以什么方式起动，起动完之后，机动车都会以之后，机动车都会以额定功率额定功率 匀速运动匀速运动 ，此时机动车此时机动车速度到达最大。速度到达最大。匀速运动匀速运动额定功率额定功率以额定功率起动以额定功率起动,加速度越来越小加速度越来越小，最终匀速，最终匀速第11页例例5、一辆汽车一直以额定功率行驶，下面说法、一辆汽车一直以额定功率行驶，下面说法正确是正确是（）A汽车速度越大，所需牵引力越大汽车速度越大，所需牵引力越大B牵引力与汽车速度无关牵引力与汽车速度无关C因为功率不变，所以速度和牵引力都不变因为功率不变，所以速度和牵引力都不变D速度最大时，牵引力一定最小速度最大时，牵引力一定最小例例6、汽车在恒定功率下，由静止沿平直公路、汽车在恒定功率下，由静止沿平直公路运动，对于它运动，对于它v一一t图象，下列图中正确是（图象，下列图中正确是（）DC第12页一、功和能关系一、功和能关系:力对物体做了多少功力对物体做了多少功,物体就有物体就有多少能量发生改变。功是能量转化量度。多少能量发生改变。功是能量转化量度。二、动能：物体因为运动而含有能。二、动能：物体因为运动而含有能。1、一个人站在阳台上，从阳台边缘以相同速率一个人站在阳台上，从阳台边缘以相同速率v0分别把三个质量相同球竖直上抛、竖直下抛、水分别把三个质量相同球竖直上抛、竖直下抛、水平抛出，不计空气阻力，则三球平抛出，不计空气阻力，则三球抛出时动能抛出时动能()A、上抛球最大、上抛球最大B、下抛球最大、下抛球最大C、平抛球最大、平抛球最大D、三球一样大、三球一样大D动能定理及其应用动能定理及其应用第13页三、动能定理：三、动能定理：1、合外力所做功等于物体动能改变、合外力所做功等于物体动能改变当合外力做当合外力做正功正功时，时，动能增加动能增加；当合外力做当合外力做负功负功时，时，动能降低动能降低。2.动能定理适用条件：动能定理适用条件：不但适合用于恒力做功和直线运动，也适合不但适合用于恒力做功和直线运动，也适合用于变力做功和曲线运动。用于变力做功和曲线运动。第14页2、一学生用力踢质量为、一学生用力踢质量为1kg足球，使球从静止足球，使球从静止开始以开始以10m/s速度水平飞出，设人踢球时对球平速度水平飞出，设人踢球时对球平均作用力为均作用力为200N，球在水平方向上运动了，球在水平方向上运动了20m，则该学生对球做功是，则该学生对球做功是()A、50J B、100J C、200J D、4000J优点：处理瞬时力做功，而用优点：处理瞬时力做功，而用W=FSCOSa 无法求解。无法求解。A第15页总结一下动能定理应用步骤：总结一下动能定理应用步骤：(1)选取研究对象和要研究物理过程选取研究对象和要研究物理过程(2)分析研究对象受力情况，求出各力做功，分析研究对象受力情况，求出各力做功，然后求出各个外力做功代数和然后求出各个外力做功代数和(3)确定始、末态动能确定始、末态动能(未知量用符号表示未知量用符号表示)，(4)列出动能定理方程列出动能定理方程:W总总Ek2Ek1求解方程、分析结果求解方程、分析结果第16页3、在离地面一定高度处，以相同动能向各个、在离地面一定高度处，以相同动能向各个方向抛出多个质量相同小球，这些小球抵达方向抛出多个质量相同小球，这些小球抵达地面时，有相同（地面时，有相同（）A、动能、动能 B、速度、速度 C、速率、速率 D、位移、位移vvv0As1s2优点：处理曲线运动问题比牛顿定律解题优点：处理曲线运动问题比牛顿定律解题更简练方便更简练方便AC第17页4 4、如图，一质量为如图，一质量为m m铁球从离地面铁球从离地面H H高高处自由下落，陷入沙坑处自由下落，陷入沙坑h h深处，求沙子深处，求沙子对铁球平均阻力？对铁球平均阻力？Hh优点：用动能定了解决多过程动力学问题，可化繁为简，比牛顿定律解题更简洁方便第18页5、两个物体两个物体A、B质量之比为质量之比为mA：mB=2：1，二者动能相同，它们和水平桌面，二者动能相同，它们和水平桌面动摩擦因数相同，则二者在桌面上滑行到停顿动摩擦因数相同，则二者在桌面上滑行到停顿经过距离之比为（经过距离之比为（）A、sA：sB=2：1B、sA：sB=1：2C、sA：sB=4：1D、sA：sB=1：46、一质量为、一质量为1kg物体被人用手由静止向上物体被人用手由静止向上提升提升1m，这时物体速度为，这时物体速度为2m/s，则以下，则以下说法中错误是说法中错误是()g取取10m/s2A、手对物体做功、手对物体做功12J；B、合外力对物体做功、合外力对物体做功12J；C、合外力对物体做功、合外力对物体做功2J;D、物体克服重力做功、物体克服重力做功10J、BB第19页7、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方向移动沿力方向移动s距离，恒力做功为距离，恒力做功为,物体取得动能为物体取得动能为.若该恒力作用在同一物体上，物体在粗糙水平若该恒力作用在同一物体上，物体在粗糙水平面上移动相同距离，恒力做功为面上移动相同距离，恒力做功为,物体取得动能为物体取得动能为.则（）BCDAC第20页8、一物体做、一物体做变速变速运动时，以下说法正确是运动时，以下说法正确是()A、合外力一定对物体做功，使物体动能改变、合外力一定对物体做功，使物体动能改变B、物体所受合外力一定不为零、物体所受合外力一定不为零C、合外力一定对物体做功，、合外力一定对物体做功，但物体动能可能不变但物体动能可能不变D、物体加速度一定不为零、物体加速度一定不为零BD9、在光滑地板上，用水平拉力分别使两个、在光滑地板上，用水平拉力分别使两个物块由静止取得相同动能，那么能够必定（物块由静止取得相同动能，那么能够必定（）A、水平拉力相等、水平拉力相等B、两物块质量相、两物块质量相等等C、两物块速度改变相等、两物块速度改变相等D、水平拉力对两物块做功相等、水平拉力对两物块做功相等D第21页势能势能机机械械能能动能：物体因为运动而含有能动能：物体因为运动而含有能重力势能：物体因为所处重力势能：物体因为所处位置位置含有能。含有能。弹性势能：物体因为所处弹性势能：物体因为所处状态状态而含有能。而含有能。h是物体相对参考平面高度。是物体相对参考平面高度。机械能守恒定律及其应用机械能守恒定律及其应用一、机械能一、机械能第22页Ep=0Ep=0Ep=0桌面厚度忽略不计桌面厚度忽略不计h是物体相对是物体相对参考平面高度。参考平面高度。重力势能大小和零势能面选取相关。重力势能大小和零势能面选取相关。重力势能是标量，但有正负之分。重力势能是标量，但有正负之分。重力势能是物体和地球组成系统共有。重力势能是物体和地球组成系统共有。重力做正功，重力势能降低；重力做正功，重力势能降低；重力做负功，重力势能增加。重力做负功，重力势能增加。第23页二、机械能守恒定律二、机械能守恒定律1 1内内容容：在在只只有有重重力力或或（弹弹簧簧）弹弹力力做做功功情情形形下下，物物体体动动能能和和重重力力势势能能(或或弹弹性性势势能能）发发生生相相互互转转化，但机械能总量保持不变化，但机械能总量保持不变2 2守恒条件：只有重力或（弹簧）弹力做功守恒条件：只有重力或（弹簧）弹力做功(E(E2 2=E=E1 1)3 3、若除了重力和弹力做功以外还有其它力、若除了重力和弹力做功以外还有其它力做功则：机械能不守恒做功则：机械能不守恒其它力做正功，机械能增加；其它力做正功，机械能增加；其它力做负功，机械能降低。其它力做负功，机械能降低。第24页1 1、在以下物理过程中，机械能守恒有（、在以下物理过程中，机械能守恒有（）A A把一个物体竖直向上匀速提升过程把一个物体竖直向上匀速提升过程B B人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行过程人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行过程C C汽车关闭油门后沿水平公路向前滑行过程汽车关闭油门后沿水平公路向前滑行过程D D从高处竖直下落物体落在从高处竖直下落物体落在竖立轻弹簧上，压缩弹簧过程，竖立轻弹簧上，压缩弹簧过程，对弹簧、物体和地球这一系统对弹簧、物体和地球这一系统BDBDAvv第25页2 2、如图所表示，桌面离地高为、如图所表示，桌面离地高为h h，质量为，质量为m m小小球从离桌面高球从离桌面高H H处自由下落，不计空气阻力，处自由下落，不计空气阻力，假设桌面为零势能参考平面，则小球落地前假设桌面为零势能参考平面，则小球落地前瞬间机械能为（瞬间机械能为（）A Amgh mgh B BmgH mgH C Cmg(h+H)Dmg(h+H)D mg(H-h)mg(H-h)B B第26页3 3、跳伞运动员从高空下落时，在他张伞后，、跳伞运动员从高空下落时，在他张伞后，所受空气阻力等于运动员和伞总重力时，运动所受空气阻力等于运动员和伞总重力时，运动员含有机械能（员含有机械能（）A A动能、势能和总机械能都不变动能、势能和总机械能都不变B B重力势能降低，动能增加，总机械能不变重力势能降低，动能增加，总机械能不变C C重力势能降低，动能不变，总机械能降低重力势能降低，动能不变，总机械能降低D D重力势能不变，动能为零，总机械能不变重力势能不变，动能为零，总机械能不变 C C第27页应用机械能守恒定律解题普通步骤：应用机械能守恒定律解题普通步骤：1、明确研究对象，是由哪些物体组成系、明确研究对象，是由哪些物体组成系统；统；并正确分析系统内每个物体受力情并正确分析系统内每个物体受力情况。况。2、判明各力做功情况。判断是否符合机、判明各力做功情况。判断是否符合机械能守适用条件。械能守适用条件。3、取零势能面，找出系统各物体初，末态动能、取零势能面，找出系统各物体初，末态动能和势能。和势能。4、应用机械能守恒定律列出表示式，解题过程、应用机械能守恒定律列出表示式，解题过程中注意统一单位制。中注意统一单位制。第28页功效关系功效关系:力对物体做了多少功力对物体做了多少功,物体就有多少能物体就有多少能量发生改变量发生改变一、动能与动能定理一、动能与动能定理二二 、重力做功改变了物体重力势能、重力做功改变了物体重力势能三、三、只有重力做功只有重力做功,机械能守恒机械能守恒四四 、除了重力之外力做功改变了物体机械能、除了重力之外力做功改变了物体机械能第29页6 6 6 6、如图，物体沿一曲面从、如图，物体沿一曲面从、如图，物体沿一曲面从、如图，物体沿一曲面从A A A A点无初速下滑，滑至曲面点无初速下滑，滑至曲面点无初速下滑，滑至曲面点无初速下滑，滑至曲面最低点最低点最低点最低点B B B B时，下滑高度为时，下滑高度为时，下滑高度为时，下滑高度为5 m5 m5 m5 m，若物体质量为，若物体质量为，若物体质量为，若物体质量为1kg1kg1kg1kg，到，到，到，到B B B B点时速度为点时速度为点时速度为点时速度为6m/s6m/s6m/s6m/s，则在下滑过程中，物体克服阻力所，则在下滑过程中，物体克服阻力所，则在下滑过程中，物体克服阻力所，则在下滑过程中，物体克服阻力所作功是多少？作功是多少？作功是多少？作功是多少？AB第30页