高中物理第五章《機械能及其守恒定律》各節(jié)知識要點點評復習專用人教版必修

1、第五章 機械能及其守恒定律各節(jié)知識要點點評知識網(wǎng)絡第19課時 1.追尋守恒量 2.功課標解讀1.了解守恒思想的重要性，知道守恒關系是自然界中十分重要的關系。通過具體的事例對守恒觀念有初步的認識。2.知道功的概念及兩個要素，理解正、負功的含義，會利用功的公式靈活進行計算機械能功能關系功概念：力和力的方向上位移的乘積公式：特點：是過程量、是標量功率概念：單位時間內(nèi)所完成的功公式：（平均功率或瞬時功率）（平均功率）應用：機車啟動問題彈力做功與彈性勢能的變化：重力做功與重力勢能的變化：動能定理：機械能守恒定律：機械能能彈性勢能：動能：勢能重力勢能：太陽能、地熱能、風能、核能其它形式的能能量守恒定律能源

2、煤、石油、天然氣3.知道在中學階段計算功時，一般以地面為參考系4.會用“微分”的思想計算變力做功點擊例題【例1】物體由于 而具有的 叫做動能(kinetic enoergy)在物體由高處向低處運動的過程中它的 在不斷減少，而它的 在不斷增加，這里體現(xiàn)了動能和勢能之間的 【解】運動,能, 勢能,動能,相互轉化【點評】物體由高處向低處運動的過程中它的速度增大,因而獲得動能,由于高度在減小,勢能減小【例2】以一定的初速度豎直向上拋出一個小球，小球上升的最大高度為h，空氣阻力的大小恒為Ff，則從拋出點至落回到原出發(fā)點的過程中，空氣阻力對小球做的功為( ) A.O B一Ffh C一2Ffh D.一4Ff

3、h【思路點撥】利用功的公式計算恒力功時,準確把握力與位移方向間的夾角是解題的關鍵【解】上升過程,力Ff做的功W1=Ffh 下落過程,力Ff做的功W2=Ffh 整個過程,力Ff做的功W總=2FfhF圖5-1-1【點評】明確阻力做功與物體運動的路徑有關,本題易被誤認為整個過程位移為零, Ff所做的功為零,而錯選A【例3】如圖5-1-1所示，用與斜面平行的力F將質(zhì)量為m的物體在斜面上移動了距離L，已知斜面傾角為，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為，求作用在物體上的各力對物體所做的功【分析】本題要求各力對物體所做的功,所以正確分析物體受力以及各力與位移夾角關系是解題關鍵【解】拉力F做的功W1=FL重力G做的功

4、W2=Lmgsincos1800=mgLsin圖5-1-2 彈力FN做的功W3=FNLcos900=0【舉一反三】如圖5-1-2所示，質(zhì)量為m的物體，靜止在傾角為a的粗糙斜面體上，當兩者一起向右做勻速直線運動，通過水平位移為s的過程中，物體m所受的重力、彈力、摩擦力對物體各做多少功?斜面對物體m做多少功?答案：0,mgscossin,mgscossin考試失分點【例】 一子彈以水平速度射人放置在光滑水平面上原來靜止的木塊，并留在木塊中，在此過程中子彈鉆入木塊的深度為d，木塊的位移為s，木塊對子彈的摩擦力大小為F則摩擦力對木塊和子彈組成的系統(tǒng)做的總功為 ?！军c評】本題學生誤認為木塊和子彈位移大小

5、相等，而認為總功為零。在功的計算公式中，應知道位移的大小和方向是相對的，在具體的題目中應明確所選的參考系是什么。【正確答案】木塊對子彈的摩擦力做的功W1=F（s+d）cos1800=F(s+d) 子彈對木塊的摩擦力做的功W2=Fscos00=Fs則摩擦力對系統(tǒng)做的總功為W=W1+W2=Fd第20課時 功率課標解讀1.理解功率的概念,能運用功率的公式進行有關計算. 2.正確理解公式P=FVcos的意義,并能用來解釋有關現(xiàn)象和計算3.知道什么是瞬時功率和平均功率,會進行有關計算.知道公式通常用于計算平均功率, 公式P=FVcos中的V為平均速度大小時P為平均功率、V為瞬時速度大小時P為瞬時功率。4

6、能用“極限”的思想推導瞬時功率公式點擊例題【例1】某同學進行體能訓練，用100秒跑上20米高的高樓，試估算他登樓的平均功率最接近下列哪個數(shù)值？（ ）A10W B.100W C.1000W D.10000W【解】設人的質(zhì)量為50kg.則有:P=W=100W【點評】本題是一道實際生活中的估算題,要求同學們對質(zhì)量大小要有比較符合實際的估計,并能靈活運用平均功率公式解題.370圖5-2-1【例2】如圖5-2-1所示,質(zhì)量為2kg的木塊在傾角=370的斜面上由靜止開始下滑,木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.5,(sin370=0.6,cos370=0.8,g=10m/s2).求:(1) 前2秒內(nèi)重力做的功;

7、(2) 前2秒內(nèi)重力的平均功率;(3) 2秒末重力的瞬時功率.【思路點撥】計算平均功率,應先計算該段時間內(nèi)重力所做的功,然后根據(jù)平均功率的公式求解;計算瞬時功率要用公式P=FVcos求解,為此要先計算2秒末的瞬時速度以及速度和該力方向間的夾角.【解】(1)木塊沿斜面下滑的加速度為: m/s2 前2秒內(nèi)木塊的位移:2=4m,所以,重力在前2秒內(nèi)做的功為:W=mgsins=48J; (2)重力在前2秒內(nèi)的平均功率為: =W=24W; (3) 木塊2秒末速度:v=at=4m/s重力在前2秒末的瞬時功率為:P=mgsingv=2100.64W=48W.【點評】計算功率時要分清要求的是瞬時功率還是平均功

8、率,若是瞬時功率,一定要注意速度和力的方向之間的夾角.【舉一反三】質(zhì)量2kg的物體,受到24N豎直向上的拉力,由靜止開始運動,求5秒內(nèi)拉力對物體所做的功;5秒內(nèi)拉力的平均功率和5秒末拉力的瞬時功率.( g=10 m/s2) 答案：600J;120W;240W 考試失分點【例1】設汽車行駛時所受阻力與其速度的平方成正比,如汽車以速度v勻速行駛時,其發(fā)動機功率為P,則汽車以速度2v勻速行駛時, 其發(fā)動機功率為( )A.2P B.4P C.8P D.無法確定【點評】抓住汽車勻速行駛時,牽引力等于阻力這一隱含條件是解題關鍵.阻力可用Ff=kv2表示,有些學生因認為k無法確定,而錯選D.【正確答案】汽車

9、勻速行駛時，發(fā)動機的牽引力等于所受的阻力，則牽引力為F=Ff=kv2，功率P=Fv=kv3 ，所以P/=8P，選C【例2】人的心臟每跳一次大約輸送810-5m3血液,正常人血壓的平均值約為1.5104Pa,心跳約每分鐘70次,椐此估算心臟工作的平均功率約為 W【點評】本題這樣一個實際問題要進行合理的抽象,建立一個簡單、合理的模型，設想人的血液是在一圓柱形管中流動，即連續(xù)流動的血液可等效為質(zhì)點。學生不會建構這一模型和找不到輸送一定體積V的血液所做的功W=PV這一關系式是本題失分的原因。【正確答案】一分鐘內(nèi)心臟做的功約為W=nFL=nF=nPV=84J,則心臟的平均功率P=1.4w第21課時 重力

10、勢能課標解讀1.理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義式進行計算.2.理解重力勢能的變化和重力做功的關系.知道重力做功與路徑無關.3.知道重力勢能的相對性和重力勢能的變化的絕對性.4.知道重力勢能是標量,只有大小而無方向,但有正、負，比較重力勢能大小時，要帶正、負號比較.5.知道重力勢能屬地球和物體的系統(tǒng)所有.圖5-3-10.4m0.8m點擊例題【例1】如圖5-3-1所示，桌面距地面 0.8m，一物體質(zhì)量為2kg，放在距桌面 0.4m的支架上(1)以地面為零勢面，計算物體具有的勢能，并計算物體由支架下落到桌面的過程中，勢能減少多少? (2)以桌面為零勢面，計算物體具有的勢能，并計算物體由支架下

11、落到桌面過程中勢能減少多少?【思路點撥】以分別地面和桌面為零勢能面，物體的相對高度分別為1.2米和0.4米,解題時必須注意這一點.【解】(1)以地面為零勢能面,物體下落前的勢能Ep1=mgh1=23.52J. 物體下落到桌面時的勢能Ep2= mgh2=15.68J. 這一過程中物體重力勢能減少量為:Ep= Ep1Ep2=7.84J. (2) 以桌面為零勢能面, 物體下落前的勢能Ep1=mgh1=7.84J物體下落到桌面時的勢能Ep2=0這一過程中物體重力勢能減少量為:Ep= Ep1Ep2=7.84J.【點評】計算重力勢能必須首先明確參考平面,否則重力勢能沒有意義,這是重力勢能的相對性.而重力勢

12、能的變化與參考平面的選取無關【舉一反三】如圖5-3-2所示,桌面高為h,質(zhì)量為m的小球從距離桌面高H處自由落下,以桌面處為參考平面,則小球落到地面時的重力勢能為( )hH圖5-3-2A.mgh B.mgH C.mg(h+H) D. mgh答案:D【例2】起重機以的加速度將質(zhì)量為m的物體勻減速地沿豎直方向提升高度h，則起重機鋼索的拉力對物體做的功為多少?物體克服重力做功為多少?物體的重力勢能變化了多少?(空氣阻力不計)【分析】由物體運動的加速度,根據(jù)牛頓第二定律確定物體所受的合力及鋼索對物體的拉力,再由功的公式及功能關系求解.【解】根據(jù)牛頓第二定律得: , 方向豎直向上.所以拉力做的功為:，重力

13、做的功WG=mgh,物體克服重力做的功為mgh, 重力做負功,所以重力勢能增加了mgh.考試失分點【例】如圖5-3-3所示,一人造地球衛(wèi)星繞地球作橢圓軌道運行,試比較該衛(wèi)星在近地點和遠地點時重力勢能大小.地AB圖5-3-3【點評】有的學生根據(jù)EP=mgh,由于hAhB,得出A點的重力勢能小于B點的重力勢能.這樣分析得出的結果固然正確,但是沒有注意到A、B兩處的重力加速度并不相等，重力勢能的計算不能用此公式?！菊_答案】衛(wèi)星從A點向B點運動，引力做負功，動能減小，重力勢能增大，所以A點的重力勢能小于B點的重力勢能。第22課時 5.探究彈性勢能的表達式6.探究功與物體速度變化的關系課標解讀1.明確

14、彈性勢能的含義2.知道重力做功與彈力做功的區(qū)別和聯(lián)系,用類比法得出彈性勢能和彈力做功關系。3.掌握借助圖象探究彈性勢能表達式方法.4.通過實驗掌握功與物體速度變化的關系.5.明確實驗原理,學會數(shù)據(jù)處理的基本方法6.這兩節(jié)重點是掌握探究過程、方法，而把結論放到相對次要位置，這是“新大綱”突出特點之一，應引起注意。點擊例題【例1】在探究出彈性勢能的表達式之前，你猜測彈簧彈力功的表達式是什么形式?彈性勢能的表達式是什么形式?【思路點撥】與重力做功相比，重力是恒力，而彈力是變力，所以彈性勢能的表達式應該和重力勢能表達式不同，注意到彈力與反映物體位置的量的關系，可以猜測彈性勢能的表達式中應含有反映物體位

15、置的量的二次方，然后想到可以用的平均力功表示變力做功，進一步猜測彈性勢能的表達式可能為EP=。【解】設彈簧的伸長由x1變化到x2，彈力做的功可能是W彈=F（x1x2），彈力F=kx.由此可以構想出彈力做的功W彈=kx21kx22，彈性勢能的表達式可能為EP=?！军c評】類比法在物理學中經(jīng)常用到，但用此方法時，一定要抓住它們的本質(zhì)特征，既找出其共性，又能找出其不同點。本題就是要抓住重力是恒力，與空間位置無關，而彈力與空間位置有關?！纠?】一個人騎自行車在平直的路面上運動，當人停止蹬車后，車繼續(xù)向前運動，運動過程中受到的阻力可以認為是大小不變的試根據(jù)人騎自行車這一運動過程，研究外力對物體的功和物體運

16、動速度的關系要求寫出探究思路、所需器材、測量數(shù)據(jù)，探究結果【分析】使自行車獲得某一速度后，停止蹬車，讓自行車沿直線滑行。用秒表測出滑行時間t和滑行的距離s,用平均速度的2倍表示停止蹬車時速度v，阻力做功W=fs.重復實驗，測出多組s、t值，即可得到阻力的功和速度變化的關系。【點評】這是一道探究題，應掌握探究的基本過程、方法，另外研究兩個物理量間的關系常用比例法，用比例法的好處是不須測出具體數(shù)值，便于對數(shù)據(jù)的處理，希望廣大考生注意使用。【舉一反三】課本上關于探究功與物體速度變化的關系實驗中，下列敘述正確的是( ) A每次實驗必須設法算出橡皮筋對小車做功的具體數(shù)值 B每次實驗中，橡皮筋拉伸的長度沒

17、有必要保持一致C放小車的長木板應該盡量使其水平 D先接通電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出答案：D考試失分點【例】如圖5-4-1所示，輕彈簧的原長為L0，勁度系數(shù)為k，現(xiàn)用水平拉力拉彈簧，使其緩慢伸長x，求拉力做的功。F圖5-4-1【點評】本題如不能抓住彈簧緩慢伸長這一隱含條件，從而考慮拉力是變力，直接把F=kx帶入公式W=Fxcos，就會求得W=kx2這一錯誤結果?！菊_答案】彈簧緩慢伸長，力的作用點緩慢移動，拉力與彈力大小相等，拉力與位移成正比，拉力對位移的平均值為F=kx，所以拉力的功為W=Fx=kx2第23課時 動能和動能定理課標解讀1.明確動能的表達式及含義.(1)動能是標量.(2)

18、動能具有瞬時性.(3)動能具有相對性,對不同的參考系,具有不同的動能,一般都以地面為參考系.2.掌握動能定理及應用.(1)對恒力和變力均適用. (2)對直線運動和曲線運動均適用.(3)動能定理的研究過程既可以是某一中間過程,也可以是全過程.(4)動能定理的計算式為標量式, v為相對同一參考系的速度.3.動能定理歷年高考均涉及，故應認真復習，加強訓練。點擊例題【例1】一輛汽車以v1=6m/s的速度沿水平路面行駛時，急剎車后能滑行s1=3.6 m，如果汽車以v2=8m/s的速度行駛，在同樣路面上急剎車后滑行的距離s2應為( ) A.6.4m B.5.6m C.7.2m D.10.8 m【思路點撥】

19、緊急剎車后,在水平方向上,車只受恒定的阻力作用,車的末速均為零,已知初末速度,故可用動能定理求解.【解】對兩種情況分別使用動能定理列出表達式為: fs1=0mv12 fs2=0mv22兩式相比得: s2=6.4 m. 【點評】本題汽車所受的合外力為恒力,故可用牛頓定律求解,但比較而言,用動能定理解題更為簡潔,這是使用動能定理的優(yōu)越性之一.一般地,已知(或涉及)始末速度的問題都要優(yōu)先考慮使用動能定理. 【舉一反三】有兩個物體a和b,其質(zhì)量分別為ma和mb,且mamb,它們具有相同的動能,若a和b分別受到恒定的阻力Fa和Fb作用,經(jīng)過相同的位移后停下來,則Fa Fb答案:=【例2】一運動員將質(zhì)量為

20、8kg鉛球推出10m遠, 鉛球落地后將地面擊一坑,有經(jīng)驗的專家根據(jù)坑的深度和形狀推測鉛球落地時的速度為12m/s.若鉛球出手高度是2m,求運動員對鉛球所做的功. 【分析】此題考查學生對實際問題的理解和處理能力.分析時應首先明確:運動員對球做功,使其獲得一定的初速后,球在重力作用下做拋體運動至落到地面,表示出該過程的總功和動能的變化,利用動能定理列式即可求解.【解】從鉛球被拋出至落到地面整個過程用動能定理:W人+mgh=mv2得: W人=mv2mgh=416J說明:本題也可以分兩個過程分別用動能定理列式求解.考試失分點OPQF圖5-5-1【例】如圖5-5-1所示，一質(zhì)量為m的小球,用長為L的輕繩

21、懸掛于O點,小球在水平力F作用下,從最低點P緩慢地移到Q點,則力F在這一過程中所做的功為( )A.mgLcos B.mgL(1cos) C.FL cos D.FLsin【點評】本題學生容易誤選D,造成這一錯誤的原因是沒有抓住隱含條件: 小球從最低點P緩慢地移到Q點,或?qū)@一隱含條件不能深刻的理解,即小球的動能不變,而力F是變力.【正確答案】對小球從最低點P緩慢地移到Q點用動能定理: WFmgL(1cos)=0,得: WF=mgL(1cos),故應選B【舉一反三】一質(zhì)量為m的小球,用長為L的輕繩懸掛于O點,用水平恒力F把小球從最低點P移到Q點,如圖,則力F在這一過程中所做的功為( )A.mgLc

22、os B.mgL(1cos) C.FL cos D.FLsin答案:D第24課時 機械能守恒定律課標解讀1.明確機械能守恒定律的內(nèi)容及表達式，常見機械能守恒定律的表達式有：(1)初狀態(tài)的動能與勢能之和等于末狀態(tài)的動能與勢能之和，Ek1+Ep1=Ek2+Ep2;(2)動能的增量等于勢能的減少量，Ek=Ep;(3)A物體增加的機械能等于B物體減少的機械能，EA=EB2.掌握機械能守恒定律的條件:(1)從能量轉化的角度看,只有系統(tǒng)內(nèi)的動能和勢能相互轉化,無其它形式能量參與轉化;(2)從功的角度看,只有重力和系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功.3.熟練應用機械能守恒定律解題. 機械能守恒定律的應用,歷年高考均涉及,常常

23、出現(xiàn)在計算題中,所以考生要熟練掌握,不可機械照搬.點擊例題圖5-6-1【例1】如圖5-6-1所示,質(zhì)量為0.2kg的小球從高處落到輕彈簧的頂端,然后壓縮彈簧直到速度為零,彈簧被壓縮至h2=0.1m.開始下落時,小球距離彈簧頂端h1=0.2m,求:(1) 小球剛接觸彈簧時的動能是多大?重力勢能減少了多少?(2) 最大彈性勢能是多大?【思路點撥】小球整個下落過程可分為兩個階段：第一階段為小球從開始下落至與彈簧接觸，該過程只有重力做功，機械能守恒，重力勢能轉化為動能；第二階段從小球與彈簧接觸至彈簧被壓縮到最短，該過程中小球與彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，動能和重力勢能轉化為彈性勢能。【解】（1）第一階段

24、，由機械能守恒定律：所以動能為=0.4J重力勢能減少0.4J（2）第二階段, 由機械能守恒定律： 最大彈性勢能為:=0.6J【點評】彈性勢能增加量等于彈力做功的負值,但因彈力是變力,不便于直接求彈力做功,所以用機械能守恒定律求解.【例2】在下列幾個實例中, 機械能守恒的是( )A.在平衡力作用下運動的物體B.在光滑水平面上用細線拉住小球使其做勻速圓周運動C.沿斜面勻速下滑的物體D.正在墻內(nèi)運動的子彈【分析】在平衡力作用下運動的物體機械能不一定守恒,如:勻速下落的物體,其重力勢能減少.在光滑水平面上做勻速圓周運動的小球,因其速度大小不變,所以動能不變;高度不變,重力勢能不變,所以機械能守恒.C選

25、項和A選項相同. 子彈在墻內(nèi)運動時由于受到摩擦力作用,有大量的機械能轉化為內(nèi)能【解】正確選項為:B【舉一反三】下列關于機械能是否守恒的敘述正確的是( )A.做勻速直線運動的物體機械能一定守恒B.做勻變速直線運動的物體機械能可能守恒C.合外力對物體做功為零, 物體機械能一定守恒D.只有重力對物體做功, 物體機械能一定守恒答案:BD考試失分點【例1】某同學身高1.8m,參加跳高比賽時,身體橫著越過1.8m高度的橫竿.據(jù)此估算他起跳時的速度約為( )A.2m/s B.4m/s C.6m/s D.8m/s【點評】此題容易出現(xiàn)的錯誤是漏掉人的身高,誤認為重心從地面升高而錯選C,由于是估算題,要注意忽略一

26、些次要因素.【正確答案】選擇地面為參考面.設起跳時身體重心高度h1=0.9m, 越過橫竿時身體重心高度h2=1.8m,由機械能守恒定律得:v圖5-6-2 4.2m/s,故選B【例2】在光滑水平面上壓縮彈簧運動的小球,如圖5-6-2所示,試分析小球的機械能是否守恒.【點評】本題學生誤認為小球的機械能守恒,產(chǎn)生這一錯誤的原因是:研究對象不夠明確,把彈簧和小球(地球)組成的系統(tǒng)與小球（地球）組成的系統(tǒng)相混淆.【正確答案】在光滑水平面上壓縮彈簧運動的小球,因彈簧的彈性勢能變化,故小球的機械能不守恒 ,或彈簧的彈力對小球做功, 故小球的機械能不守恒,但小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒.第25 課時能量守恒

27、定律與能源課標解讀1 知道能量的含義（1）概念：一個物體能夠?qū)ν庾龉Γ覀兙驼f這個物體具有能量。（2）功是能量轉化的量度：重力做功：重力勢能和其它形式能相互轉化彈力做功：彈性勢能和其它形式能相互轉化合外力做功：動能和其它形式能相互轉化2 明確能量守恒定律的含義（1）定律的表達式：E初=E終；E增=E減（2）說明：該定律是貫穿整個物理學的基本規(guī)律之一，是學習物理的一條主線，利用該定律解題時，要分清系統(tǒng)中有多少種形式的能發(fā)生轉化或轉移3 知道能源的合理利用及能量耗散的概念點擊例題【例1】在密閉的室內(nèi)有一臺正在工作的電冰箱，能指望利用這臺電冰箱降低整個室內(nèi)空間(不是部分空間)的溫度嗎?為什么?【分析

28、】把電冰箱和整個室內(nèi)空間看作一個系統(tǒng)，考查這個系統(tǒng)和外界能量交換情況，判斷室內(nèi)空間溫度變化。此題要注意室內(nèi)空間是密閉的這一條件?！窘狻坎荒埽驗殡姳浜驼麄€室內(nèi)空間這一系統(tǒng)從外界吸收能量（電能）使系統(tǒng)溫度升高。ADBC圖5-7-1【例2】一質(zhì)量均勻不可伸長的繩索，重為G，A、B兩端固定在天花板上，如圖5-7-1所示，現(xiàn)在最低點C施加一豎直向下的力將繩緩慢拉至D點，在此過程中，繩索AB的重心位置（ ）A逐漸升高 B.逐漸降低C.先降低后升高 D.始終不變【思路點撥】功是能量轉化的量度，外力對繩做正功，繩的能量一定增加，即繩的重力勢能一定增加?！窘狻坑昧⒗K上C點緩慢拉至D點，繩的動能不變，外力對

29、繩做正功，繩的重力勢能增加，所以其重心升高?！军c評】用能量的觀點分析問題，往往具有簡便、適用范圍廣等優(yōu)點。在具體問題中一定要分清有哪些形式的能量參與轉化以及對應的力做的功，不能有疏漏?！九e一反三】質(zhì)量為4kg的物體由靜止開始向上被提升0.25m后,速度達1m/s,則下列判斷正確的是( )A.拉力對物體做功為12JB.合外力對物體做功為2JC.物體克服重力做功為10JD.拉力對物體做功等于物體增加的動能答案:A、B、C考試失分點ABv圖5-7-2【例】如圖5-7-2所示，傳送帶保持4m/s的速度水平勻速運動，將質(zhì)量為1kg的物體無初速放在A端，若物體與皮帶間的動摩擦因數(shù)為0.2,A、B兩端相距6

30、m，則物體從A到B的過程中，產(chǎn)生的熱量是多少？【點評】本題很多學生忽視了物體速度達到4m/s時，物體與皮帶之間不再有相對滑動，而錯誤地認為摩擦力與A、B間距離的乘積12J為產(chǎn)生的熱量。【正確答案】物體與皮帶間的摩擦力f=mg=2N，物體的加速度為a=2m/s2,當其速度達到4m/s時，經(jīng)歷的時間t=2s,對地的位移為s1,則有：，得s1=4m相對位移s相=vts1=4m產(chǎn)生的熱量Q熱=mgs相=8J第26課時 實驗:驗證機械能守恒定律課標解讀1.利用自由落體運動驗證機械能守恒定律,知道實驗原理、方法、過程.實驗安排在學習了機械能守恒定律之后,使學生不僅從理論上理解機械能守恒定律,而且通過實際觀

31、測從感性上增加了認識,深化了對機械能守恒定律的理解.課文中重點介紹速度測量的另一種方法,學生一定要明白道理.2.注意對實驗結果進行討論及誤差分析. 重物和紙帶下落過程中要克服阻力,計時器平面與紙帶平面不平行,是阻力增大的原因.終結位置的點可選擇倒數(shù)第一或倒數(shù)第二個點,從這一點向前數(shù)4到6個點當作開始點,可以減小這兩個點瞬時速度及兩點之間距離測量的誤差.點擊例題【例1】在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，取當?shù)氐闹亓铀俣?g=9.8m/s2。，測得所用的重物的質(zhì)量為1.00 kg，實驗中得到一條點跡清晰的紙帶，把第一個點記作O，另選連續(xù)的4個點A、B、C、

32、D作為測量的點經(jīng)測量知道A、B、C、D各點到O的距離分別為62.99 cm、70.18 cm、77.76 cm、85.73 cm。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點運動到C點，重力勢能的減少量等于 J，動能的增加量等于 J(取3位有效數(shù)字)【思路點撥】本題的關鍵是如何計算動能的增加量，即怎樣求打下C點時重物的速度,可用B、D間的平均速度表示打下C點時重物的速度。【解】重力勢能的減少量=7.62J; 打下C點時重物的速度=3.888m/s,所以重物動能增加量:=7.56J【點評】在驗證機械能守恒定律的實驗中,誤差的主要來源于紙帶與限位孔之間的摩擦,故重力勢能減小量大于重物動能增加量.【舉一反三】在利用

33、打點計時器驗證自由下落物體機械能守恒的實驗中，設物體在打0點時釋放打點計時器打A點時物體速度為v，一同學在實驗報告中填寫如下：v=2.36 ms，h=28.76 cm，=2.718 m2s2，gh=2.718 m2s2由以上數(shù)據(jù)說明機械能守恒 老師批閱：“數(shù)據(jù)非實驗所得!” 老師作此批閱的理由是 .答案：實驗中的誤差是不可避免的，重力勢能減小量應大于重物動能增加量圖5-8-1【例2】為了測定一根輕彈簧壓縮到最短時能儲存的彈性勢能的大小，可以將彈簧固定在一帶有凹槽軌道一端，并將軌道固定在水平桌面邊緣上,如圖5-8-1所示，用鋼球?qū)椈蓧嚎s到最短，最后突然釋放，鋼球?qū)⒀剀壍里w出桌面，實驗時:(1)

34、需要測定的物理量為 。 (2)計算彈簧最短時彈性勢能的關系式是Ep= 【分析】小球離開水平桌面后做平拋運動,根據(jù)平拋運動規(guī)律可求出平拋運動的初速度,然后求出小球離開彈簧時的動能,即為彈簧壓縮最短時儲存的彈性勢能.【解】(1)需要測定的物理量有:鋼球質(zhì)量m、桌面高度h和鋼球落地點與飛出點的水平距離s;（2）根據(jù)平拋運動規(guī)律：，得：，所以有：考試失分點【例】在利用打點計時器驗證自由下落物體機械能守恒的實驗中，某同學利用計算紙帶上A點對應的速度。你認為這種辦法可以嗎？【點評】速度不能用或計算，因為只要認為重力加速度為g，就已經(jīng)認定機械能守恒。事實上由于各種阻力的存在，物體下落的加速度小于g。【正確答

35、案】不可以,由于物體受到阻力作用,其加速度小于g第27課時習題課知識網(wǎng)絡實踐案例【例1】一桿長為L，在桿一端施加與桿垂直且大小不變的力F，使桿繞另一端轉動。求桿轉動一周過程中力F所做的功。【思路點撥】桿繞一端轉動，力的方向不斷變化，不能盲目套用公式計算。可以把整個圓周分成許多小段，這樣在每一小段上可以看作是恒力做功且力的方向與位移方向相同?！窘狻織U轉動一周力F做的總功為：因為：所以，【點評】本題容易誤認為桿轉動一周過程中力的作用點的位移為零，所以力F所做的功為零。產(chǎn)生這一錯誤的原因是忽視了力F是變力。CABS1vS2圖5-9-1【舉一反三】如圖5-9-1所示，一質(zhì)量為m的木塊從A處沿水平桌面向B處的墻壁運動，與B處的墻壁相碰后被反彈到C處。已知木塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為，A、B間的水平距離為s1，B、C間的水平距離為s2,求：木塊從A處到B處摩擦力所做的功。答案：【例2】汽車發(fā)動機的額定功率為60kw，汽車質(zhì)量為5t，運動過程中所受的阻力恒為5000N。若汽車以額定功率啟動，所能達到的最大速度是多少？當汽車速度為5m/s時汽車的加速度是多大？【思路點撥】汽車以恒定功率啟動時，是加速度逐漸減小的加速運動，當牽引力