高三物理靜悟?qū)ёx提綱 （四）動能定理 能量守恒定律 新人教版

1、靜悟?qū)ёx提綱：（四）動能定理 能量守恒定律【考試說明】機械能功和功率動能和動能定理重力做功與重力勢能功能關(guān)系、機械能守恒定律及其應(yīng)用 【知識網(wǎng)絡(luò)】【考試說明解讀】一、功1. 功的計算公式W=F·scos.說明： 式中F是作用在物體上的外力，s是受力物體的位移，是F與s之間的夾角.由功的計算式可知，有力和位移不一定有功(=90°時，W=0) 當(dāng)F、s、確定后，某個力F對物體做的功有確定的值，與物體的運動形式(無論是勻速或變速)無關(guān)，也與物體同時受到的其他力無關(guān).2. 正功和負功.當(dāng)90°時，W0，力對物體做正功，此時力對物體的運動有推動作用，此力叫動力.當(dāng)

2、90°180°時，W0，力對物體做負功，此時力對物體的運動起阻礙作用，此力叫阻力，也可說成物體克服這個力做了功.注意：力(F)和位移(s)都是矢量，功(W)雖然有正負，但功是標(biāo)量。正負既不表示方向，也不表示大小.只表示力在做功過程中所起的作用.二、功率1. 計算功率的兩個公式 公式p=W/t：是功率的定義式，算出的是在時間t內(nèi)力做功的平均功率. 公式P=Fv (F、v在一條直線上)：當(dāng)v為瞬時速度時，算出的是瞬時功率；當(dāng)v為平均速度時，算出的是一段時間內(nèi)的平均功率。若F、v不共線，夾角為時，P=Fvcos.2. 機車起動 以恒定功率起動，其運動情況是：變加速(a)(a=0)

3、勻速； 勻加速起動，其運動情況是：勻加速(a恒定，P增大) 額定Pm后，作變加速(a) (a=0)勻速.【例1】某人用F=100N的恒力，通過滑輪把物體M拉上斜面，如圖所示，用力F方向恒與斜面成60°，若物體沿斜面運動1m，他做的功是 J。 （g取10m/s2） （150 J ）三、動能定理1. 動能：表達式：Ek=mv2/2單位：焦耳(J)理解動能是狀態(tài)量；動能是標(biāo)量；動能具有瞬時性，與某一時刻或位置相對應(yīng).動能具有相對性，對于不同的參考系，物體速度有不同的瞬時值，動能也就有不同的瞬時值.在研究物體的動能時一般都是以地面為參考系的.2. 動能定理內(nèi)容：合外力對物體所做的功等于物體動

4、能的增量.動能定理也可敘述為：合外力對物體所做的功，等于物體動能的增加；物體克服外力所做的功，等于物體動能的減少.公式：W總=mv22/2-mv21/2注意： W總是物體所受各外力對物體做功的代數(shù)和，特別注意功的正負，也可以先求出合外力，再求合外力的功. 公式等號右邊是動能的增量，是末狀態(tài)的動能減初狀態(tài)的動能. 不論作用在物體上的力是恒力還是變力，也不論物體是做直線運動還是曲線運動，動能定理都適用.應(yīng)用動能定理解題，一般比應(yīng)用牛頓第二定律和運動學(xué)公式解題要簡便，當(dāng)題設(shè)條件涉及力的位移效應(yīng)，或求變力做功問題，均優(yōu)先考慮用動能定理求解.【例2】質(zhì)量為m的子彈，以水平速度v射入靜止在光滑水平面上質(zhì)量

5、為M的木塊，并留在其中，下列說法正確的是( BD )A子彈克服阻力做的功與木塊獲得的動能相等B阻力對子彈做的功與子彈動能的減少相等C子彈克服阻力做的功與子彈對木塊做的功相等D子彈克服阻力做的功大于子彈對木塊做的功四機械能守恒定律1.重力做功的特點：由于重力的方向始終豎直向下，因而在物體運動的過程中，重力的功只取決于初、末位置間的高度差，與物體運動的路徑無關(guān)，即WG=mgh2.重力勢能定義：受重力作用的物體，具有的與它相對地球的位置有關(guān)的能量叫重力勢能.重力勢能大小的公式為Ep=mgh注意問題重力勢能是地球和物體組成的系統(tǒng)共有的，而不是物體單獨具有的重力勢能的大小和零勢能面的選取有關(guān).重力勢能是

6、標(biāo)量，但有正、負做功跟重力勢能改變的關(guān)系：重力做正功，重力勢能減??；重力做負功，重力勢能增加，總之，重力做功等于勢能增量的負值，即WG=-EP.3.彈性勢能定義：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能.大?。簭椥詣菽艿拇笮∨c形變量及勁度系數(shù)有關(guān)，彈簧的形變量越大，勁度系數(shù)越大，彈簧的彈性勢能越大.4.機械能守恒定律（1）內(nèi)容：在只有重力(或彈力)做功的條件下，物體的重力勢能(或彈性勢能)和動能相互轉(zhuǎn)化，但機械能總量保持不變.（2）公式： Ek+Ep= Ek+Ep或E1=E2或E=0（3）機械能守恒定律成立的條件：對單個物體：只有重力做功,其他力不做功或做功的代數(shù)和為零.對系統(tǒng)：不僅要看外力功，還要看內(nèi)

7、力功。因為內(nèi)力做功也可引起系統(tǒng)機械能的變化。【例3】如圖所示，在水平臺面上的A點，一個質(zhì)量為m的物體以初速度v0被拋出，不計空氣阻力，求它到達B點時速度的大小。 (vB= )五、功能關(guān)系1做功使不同形式的能發(fā)生轉(zhuǎn)化；2功是能量轉(zhuǎn)化的標(biāo)志和量度；3功和能的區(qū)別.能是狀態(tài)量，功是過程量；功和能不能相互轉(zhuǎn)化.4. 功是能量轉(zhuǎn)化的標(biāo)志重力做功重力勢能的改變電場力做功電勢能的改變合外力做功動能的改變彈簧中彈力做功彈性勢能的改變除重力之外的力做功機械能的改變5. 功是能量轉(zhuǎn)化的量度做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程，做了多少功，就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化，反之轉(zhuǎn)化了多少能量就說明做了多少功.注意：功和能是兩個密切相

8、關(guān)的物理量，但功和能有本質(zhì)的區(qū)別，功是反映物體間在相互作用過程中能量變化多少的物理量，是一個過程量；能是用來反映物體運動狀態(tài)的物理量，處于一定運動狀態(tài)(如速度和相對位置)的物體就有一定的能量.功和能的單位相同，在國際單位制中，都是焦(J).6. 應(yīng)用能量守恒定律解題的步驟分清有多少種形式的能(如動能、勢能、內(nèi)能、電能等)在變化；分別列出減少的能量和增加的能量的表示式；列方程E減=E增進行求解.【例4】一物塊從圖所示的弧型軌道上的A點，由靜止開始滑下，由于軌道不光滑，它僅能滑到B點.由B點返回后，僅能滑到C點，已知A、B高度差為h1，B、C高度差為h2，則下列關(guān)系正確的是( C ) Ah1=h2

9、 Bh1h2Ch1h2 Dh1、h2大小關(guān)系不確定六、實驗驗證機械能守恒定律1.實驗?zāi)康尿炞C機械能守恒定律.2.實驗原理在只有重力做功的自由落體運動中，物體的重力勢能和動能互相轉(zhuǎn)化，但總的機械能守恒，若物體某時刻速度為v，下落高度為h，恒有：mgh=mv2/2故只需借助打點計時器，通過紙帶測出重物某時刻的下落高度h和該時刻的瞬時速度，即可驗證機械能是否守恒. 測定第n點的瞬時速度的方法是：測出第n點相鄰的前、后兩段相等時間T內(nèi)下落的距離Sn和Sn+1，然后由公式vn=（Sn+Sn+1）/2T或由vn=（dn+1-dn-1）/2T算出（如圖所示）. 3.實驗器材鐵架臺(帶鐵夾)，打點計時器，重錘(帶紙帶夾子)，紙帶幾條，復(fù)寫紙片，導(dǎo)線，直尺，學(xué)生電源.4.注意事項1.實驗中打點計時器的安裝，兩紙帶限位孔必須在同一豎直線上，以減少摩擦阻力.2.實驗時，必須先接通電源，讓打點計時器工作正常后才松手讓紙帶重錘下落.3.打點記時器必須接交流電源.4.重錘的選擇應(yīng)是質(zhì)量較大，從而使重力遠大于下落過程中所受的阻力，實現(xiàn)減小實驗誤差的目的.5.選用紙帶時應(yīng)盡量挑第一、二點間距離接近2mm的紙帶.6.計算下落高度時，都必須從起始點算起。不能搞錯，為了減小測量h的相對誤差，選取的各