高中物理机械能守恒定律章末小结知识整合与阶段检测省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

专题归纳例析专题归纳例析阶段质量检测阶段质量检测章末章末小结小结知知识识整整合合与与阶阶段段检检测测第第七七章章机机械械能能守守恒恒定定律律第1页返回第2页返回第3页返回第4页返回 专题一功了解和计算专题一功了解和计算 1功正负判断方法功正负判断方法 (1)利用公式利用公式WFlcos 计算确定，此法惯用于恒力做计算确定，此法惯用于恒力做功情况。功情况。(2)利用力利用力F与运动速度与运动速度v方向夹角方向夹角来判断：来判断：090时时力力F做正功，做正功，90时时F不做功，不做功，90180时时F做负功。做负功。(3)利用功效关系来判断，利用重力功与重力势能改变，利用功效关系来判断，利用重力功与重力势能改变，弹力功与弹性势能改变、协力功与动能改变，除重力以外弹力功与弹性势能改变、协力功与动能改变，除重力以外其它力功与机械能改变等各关系依据能量改变来确定功正其它力功与机械能改变等各关系依据能量改变来确定功正负。负。第5页返回 2功正负了解功正负了解 (1)功为标量，其正负不表示方向，也不表示大小。功为标量，其正负不表示方向，也不表示大小。(2)某个力做正功，表明这个力为动力，力做负功表示此某个力做正功，表明这个力为动力，力做负功表示此力为阻力。力为阻力。3功求法功求法 (1)利用定义式来求。利用定义式来求。若恒力做功，可用定义式若恒力做功，可用定义式WFlcos 求恒力功，其中求恒力功，其中F、l为力大小和位移大小，为力大小和位移大小，为力为力F与位移与位移l方向上夹角，且方向上夹角，且0180。第6页返回 (2)利用功率求功。利用功率求功。若某力做功或发动机功率若某力做功或发动机功率P一定，则在时间一定，则在时间t内做功可用内做功可用WPt来求。来求。(3)利用功效关系来求。利用功效关系来求。常见功效关系为重力做功与重力势能改变关系，弹力做常见功效关系为重力做功与重力势能改变关系，弹力做功与弹性势能改变关系，协力做功与物体动能改变关系，除功与弹性势能改变关系，协力做功与物体动能改变关系，除重力和系统内弹力外其它力功与机械能关系。依据以上功效重力和系统内弹力外其它力功与机械能关系。依据以上功效关系，若能求出某种能量改变，就能够求出对应功数值。关系，若能求出某种能量改变，就能够求出对应功数值。第7页返回 例证例证1如图如图71所表示，质量所表示，质量m1.0 kg物体从半径物体从半径R5 m圆弧圆弧A端，端，在拉力在拉力F作用下从静止沿圆弧运动到顶点作用下从静止沿圆弧运动到顶点B。圆弧圆弧AB在竖直平面内，拉力在竖直平面内，拉力F大小为大小为15 N，方向一直与物体运动方向一致。若物体抵达方向一直与物体运动方向一致。若物体抵达B点时速度点时速度v5 m/s，圆弧，圆弧AB所对应圆心角所对应圆心角60，BO边在竖直方向上，取边在竖直方向上，取g10 m/s2。在这一过程中，求：。在这一过程中，求：(1)重力重力mg做功；做功；(2)拉力拉力F做功；做功；(3)圆弧面对物体支持力圆弧面对物体支持力FN做功；做功；(4)圆弧面对物体摩擦力圆弧面对物体摩擦力Ff做功。做功。图图71第8页返回第9页返回答案答案(1)25 J(2)78.5 J(3)0(4)41 J第10页返回 专题二动能定理与机械能守恒定律应用专题二动能定理与机械能守恒定律应用 1动能定理动能定理 (1)动能定理既适合用于直线运动又适合用于曲线运动，动能定理既适合用于直线运动又适合用于曲线运动，既适合用于恒力作用又适合用于变力作用。既适合用于恒力作用又适合用于变力作用。(2)动能定理明确了做功与物体动能改变因果和数量关动能定理明确了做功与物体动能改变因果和数量关系。系。(3)应用动能定了解题时，无需深究物体运动过程中细应用动能定了解题时，无需深究物体运动过程中细节改变，只需考虑整个过程功及过程始末动能。节改变，只需考虑整个过程功及过程始末动能。第11页返回 2机械能守恒定律机械能守恒定律 机械能守恒定律明确了在只有重力和系统内弹力做功机械能守恒定律明确了在只有重力和系统内弹力做功条件下，物体或系统动能与势能之间联络。应用机械能守条件下，物体或系统动能与势能之间联络。应用机械能守恒定律优越性是依据力做功情况直接判断初、末状态机械恒定律优越性是依据力做功情况直接判断初、末状态机械能是否相等，而无须考虑中间过程。能是否相等，而无须考虑中间过程。第12页返回 例证例证2如图如图72所表示是简化后所表示是简化后跳台滑雪雪道示意图。整个雪道由跳台滑雪雪道示意图。整个雪道由倾斜助滑雪道倾斜助滑雪道AB和着陆雪道和着陆雪道DE以及以及水平起跳平台水平起跳平台CD组成，组成，AB与与CD圆圆滑连接。运动员从助滑雪道滑连接。运动员从助滑雪道AB上由静止开始，在重力作上由静止开始，在重力作用下，滑到用下，滑到D点水平飞出，不计空气阻力，经点水平飞出，不计空气阻力，经2 s在水平方在水平方向飞行了向飞行了60 m，落到着陆雪道，落到着陆雪道DE上。已知从上。已知从B点到点到D点运点运动员速度大小不变，动员速度大小不变，(g取取10 m/s2，不计，不计CD段摩擦力段摩擦力)求：求：图图72第13页返回 (1)运动员在运动员在AB段下滑到段下滑到B点速度大小；点速度大小；(2)若不计阻力，运动员在若不计阻力，运动员在AB段下降高度；段下降高度；(3)若运动员质量为若运动员质量为60 kg，在，在AB段实际下降段实际下降50 m，求克，求克服阻力所做功。服阻力所做功。第14页返回答案答案(1)30 m/s(2)45 m(3)3 000 J第15页返回 专题三功效关系了解及应用专题三功效关系了解及应用 1能量是物体对外做功本事能量是物体对外做功本事 能量详细值往往无多大意义，我们关心大多是能量改能量详细值往往无多大意义，我们关心大多是能量改变量。能量改变必须经过做功才能实现，某种力做功往往与变量。能量改变必须经过做功才能实现，某种力做功往往与某一详细能量改变相联络，即所谓功效关系。某一详细能量改变相联络，即所谓功效关系。第16页返回 2功是能量转化量度功是能量转化量度 (1)合外力对物体所做功等于物体动能改变。合外力对物体所做功等于物体动能改变。W合合Ek2Ek1，即动能定理。，即动能定理。(2)重力做功对应重力势能改变。重力做功对应重力势能改变。WGEpEp1Ep2，重力做正功，重力势能降低；重力做负功，重力势能，重力做正功，重力势能降低；重力做负功，重力势能增加。增加。(3)弹簧弹力做功与弹性势能改变相对应。弹簧弹力做功与弹性势能改变相对应。WFEpEp1Ep2，弹力做正功，弹性势能降低；弹力做负功，弹力做正功，弹性势能降低；弹力做负功，弹性势能增加。弹性势能增加。第17页返回 (4)除重力除重力(或系统内弹力或系统内弹力)以外其它力做功与物体机械以外其它力做功与物体机械能增量相对应，即能增量相对应，即WE。(5)一对相互作用滑动摩擦力做功代数和绝对值等于系一对相互作用滑动摩擦力做功代数和绝对值等于系统内能增量，即统内能增量，即Ffs相对相对Q。第18页返回3用功效关系处理两类问题用功效关系处理两类问题(1)已知功求能量转化或能量数值。已知功求能量转化或能量数值。(2)已知能量转化数值求某个力做功。已知能量转化数值求某个力做功。第19页返回图图73第20页返回第21页返回答案答案(1)225 J(2)270 J第22页返回1.如图如图74所表示，一辆玩具小车静止所表示，一辆玩具小车静止 在光滑水平导轨上，一个小球用细在光滑水平导轨上，一个小球用细 绳挂在小车上，由图中位置无初速度绳挂在小车上，由图中位置无初速度 释放，则小球在下摆过程中，以下释放，则小球在下摆过程中，以下 说法正确是说法正确是 ()A绳拉力对小球不做功绳拉力对小球不做功 B绳拉力对小球做正功绳拉力对小球做正功 C小球协力不做功小球协力不做功 D绳拉力对小球做负功绳拉力对小球做负功图图74第23页返回解析：解析：方法一依据力与位移方向夹方法一依据力与位移方向夹角判断。角判断。在小球向下摆动过程中，小车向右运在小球向下摆动过程中，小车向右运动，如图所表示。由图能够看出，绳拉力与小车位移夹角动，如图所表示。由图能够看出，绳拉力与小车位移夹角小于小于90，故绳拉力对小车做正功，小车动能增加；绳拉，故绳拉力对小车做正功，小车动能增加；绳拉力与小球位移夹角大于力与小球位移夹角大于90，故绳拉力对小球做负功，小，故绳拉力对小球做负功，小球机械能降低。球机械能降低。第24页返回方法二从能量转化角度判断。方法二从能量转化角度判断。在小球向下摆动过程中，小车动能增加，即小车机械能增在小球向下摆动过程中，小车动能增加，即小车机械能增加，因为小球和小车组成系统机械能守恒，所以小球机械加，因为小球和小车组成系统机械能守恒，所以小球机械能一定降低，故绳拉力对小球做负功。能一定降低，故绳拉力对小球做负功。A、B、C错误，错误，D正确。正确。答案：答案：D第25页返回2.如图如图75所表示，固定光滑竖直杆上套所表示，固定光滑竖直杆上套 着一个滑块，用轻绳系着滑块绕过光滑着一个滑块，用轻绳系着滑块绕过光滑 定滑轮，以大小恒定拉力定滑轮，以大小恒定拉力F拉绳，使滑块拉绳，使滑块 从从A点起由静止开始上升。若从点起由静止开始上升。若从A点上升至点上升至 B点和从点和从B点上升至点上升至C点过程中拉力点过程中拉力F做做 功分别为功分别为W1、W2，滑块经，滑块经B、C两点动能分别为两点动能分别为EkB、EkC，图中图中ABBC，则一定有，则一定有 ()AW1W2BW1EkC DEkBEkC图图75第26页返回解析：解析：普通在讨论某个力做功情况时候，就要看这个力在位普通在讨论某个力做功情况时候，就要看这个力在位移方向累积情况。此题中力移方向累积情况。此题中力F大小恒定。滑块从大小恒定。滑块从A到到B再到再到C过程中，力过程中，力F与竖直杆之间夹角逐步变大，所以力与竖直杆之间夹角逐步变大，所以力F在竖直杆在竖直杆方向分力不停减小。这么，在位移大小相同情况下，力方向分力不停减小。这么，在位移大小相同情况下，力F在在AB段累积功当然多。关于滑块在段累积功当然多。关于滑块在B、C两点动能大小判断，两点动能大小判断，应由协力在对应过程所做功来确定。因为此题中力应由协力在对应过程所做功来确定。因为此题中力F在在AB、BC两段沿竖直杆方向分力大小与重力大小关系不能确定，所两段沿竖直杆方向分力大小与重力大小关系不能确定，所以协力在以协力在AB、BC两段做功正、负情况不能确定。当然也就两段做功正、负情况不能确定。当然也就不能确定滑块在不能确定滑块在AB、BC两段动能改变情况，也就不能判断两段动能改变情况，也就不能判断滑块在滑块在B、C两点动能大小。两点动能大小。答案：答案：A第27页返回图图76第28页返回第29页返回第30页返回答案：答案：(1)10 m/s(2)10 m/s(3)24 m/s第31页返回4(福建高考福建高考)如图如图77所表示，用跨过光滑定滑轮所表示，用跨过光滑定滑轮缆绳将海面上一艘失去动力小船沿直线拖向岸边。已知缆绳将海面上一艘失去动力小船沿直线拖向岸边。已知拖动缆绳电动机功率恒为拖动缆绳电动机功率恒为P，小船质量为，小船质量为m，小船受到阻，小船受到阻力大小恒为力大小恒为f，经过，经过A点时速度大小为点时速度大小为v0，小船从，小船从A点沿点沿直线加速运动到直线加速运动到B点经历时间为点经历时间为t1，A、B两点间距离为两点间距离为d，缆绳质量忽略不计。求：，缆绳质量忽略不计。求：图图77第32页返回(1)小船从小船从A点运动到点运动到B点全过程克服阻力做功点全过程克服阻力做功Wf；(2)小船经过小船经过B点时速度大小点时速度大小v1；(3)小船经过小船经过B点时加速度大小点时加速度大小a。第33页返回第34页返回第35页返回第36页