2020--機(jī)械能和能源復(fù)習(xí)ppt課件

1、功和功率一一 力做功的計算力做功的計算cosFWFS( (條件條件:F:F為恒力為恒力) )分析分析: :此過程有那些力做了功此過程有那些力做了功, ,分別是多少分別是多少? ?合合外力做功是多少外力做功是多少? ?結(jié)論：合外力做的功等于各力做功的代數(shù)和；結(jié)論：合外力做的功等于各力做功的代數(shù)和；或先求合力，再求合力做的功?；蛳惹蠛狭?，再求合力做的功。求總功求總功 WWWW123總cosWF s總合1.1.當(dāng)當(dāng)0o0o90o90o時，力對物體做正功時，力對物體做正功; ; 當(dāng)當(dāng)90o90o180o180o時時, , 力對物體做負(fù)功力對物體做負(fù)功; ; 當(dāng)當(dāng)=90o=90o力對物體不做功力對物體不

2、做功. . W= Fscos 3.3.一個力對物體做負(fù)功，往往說成一個力對物體做負(fù)功，往往說成“物體克服物體克服這個力做功這個力做功”（取絕對值），這兩種說法的意（取絕對值），這兩種說法的意義是相同的義是相同的. . 功的正負(fù)功的正負(fù)2.2.功是標(biāo)量。正負(fù)功的含義功是標(biāo)量。正負(fù)功的含義: :動力做的功為正功動力做的功為正功, ,使物體的能量增大使物體的能量增大; ;阻力做的功是負(fù)功阻力做的功是負(fù)功, ,使物體的能量減少使物體的能量減少. .例例1、用一水平力拉著一物體運(yùn)動相同的位移，、用一水平力拉著一物體運(yùn)動相同的位移，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

3、粗糙水平面上，則兩次力所做的功則兩次力所做的功 ( )A兩次一樣大兩次一樣大 B第二次較大第二次較大 C第一次較大第一次較大 D無法比較無法比較例例2、在粗糙水平地面上，使同一物體由靜止開始、在粗糙水平地面上，使同一物體由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，第一次斜向上拉，第二次斜做勻加速直線運(yùn)動，第一次斜向上拉，第二次斜向下推，兩次力的作用線與水平方向的夾角相同，向下推，兩次力的作用線與水平方向的夾角相同，力的大小相同位移大小也相同，則兩力的大小相同位移大小也相同，則兩次力所做的功次力所做的功 ( )A兩次一樣大兩次一樣大 B第二次較大第二次較大 C第一次較大第一次較大 D無法比較無法比較AA1.1.

4、重力做功與路徑無關(guān)重力做功與路徑無關(guān), ,僅取決于始末點(diǎn)的位置。僅取決于始末點(diǎn)的位置。2.2.滑動摩擦力和空氣阻力做的功力和路程的乘積?；瑒幽Σ亮涂諝庾枇ψ龅墓α吐烦痰某朔e。兩種特例例例3.3.把一個物體豎直向上拋出去，該物體上升的把一個物體豎直向上拋出去，該物體上升的最大高度是最大高度是h h，若物體的質(zhì)量是，若物體的質(zhì)量是m m，所受空氣阻力，所受空氣阻力是是f,f,則物體從被拋出到落回拋出點(diǎn)的全過程中則物體從被拋出到落回拋出點(diǎn)的全過程中（ ） A A 重力做功為零重力做功為零 B B重力做功是重力做功是2mgh2mghC C空氣阻力做功為零空氣阻力做功為零 D D空氣阻力做功為空氣阻

5、力做功為fhfhA(GWmgh h 是始末兩點(diǎn)的高度差）(fWfs s 是路程而不是位移）B、公式W=Fscos中的s是力的作用時間內(nèi)的位移【例4】工廠車間的流水線,常用傳送帶傳送產(chǎn)品,如下圖,水平的傳送帶以速度v=6 m/s順時針運(yùn)轉(zhuǎn),兩傳動輪M、N之間的距離為L=10 m,若在M輪的正上方,將一質(zhì)量為m=3 kg的物體輕放在傳送帶上,已知物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)=0.3,在物體由M處傳送到N處的過程中,傳送帶對物體的摩擦力做功為g取10 m/s2） A.54 JB.90 J C.45 J D.100 JtWP （計算平均功率）（計算平均功率）二二 功率功率P:P:表示做功的快慢表示做功

6、的快慢F F一定，一定，P P與與V V成正比成正比對機(jī)動車有對機(jī)動車有 P=FVP=FVP P一定，一定，F(xiàn) F與與V V成反比成反比V V一定，一定，F(xiàn) F與與P P成正比成正比額定功率額定功率PmPm：是機(jī)器在正常工作時：是機(jī)器在正常工作時, ,允許達(dá)到的最大功率。允許達(dá)到的最大功率。cosFvP coscosSWFPFtvt推導(dǎo)（計算平均功率和瞬時功率）（計算平均功率和瞬時功率）1 1、汽車上坡時，若保持功率不變、汽車上坡時，若保持功率不變, ,司機(jī)司機(jī)要要 （退、進(jìn)檔？速度（退、進(jìn)檔？速度 （增大、（增大、減少）？減少）？2 2、起重機(jī)在豎直方向勻速吊起某物體、起重機(jī)在豎直方向勻速吊

7、起某物體時，為什么功率大的，速度快？時，為什么功率大的，速度快？退退減少減少1 1、以額定功率起動、以額定功率起動2 2、以恒定牽引力以恒定的加速度起動、以恒定牽引力以恒定的加速度起動.PFv 恒定變加速運(yùn)動變加速運(yùn)動( (勻變速運(yùn)動公式不能用勻變速運(yùn)動公式不能用) )勻加速運(yùn)動勻加速運(yùn)動,P,P增大增大P=Pm,P=Pm,變加速運(yùn)動變加速運(yùn)動Ffam Pfmax當(dāng)a=0時V例例4 4：汽車發(fā)動機(jī)的額定功率為：汽車發(fā)動機(jī)的額定功率為60kw60kw，汽，汽車質(zhì)量為車質(zhì)量為5t5t，汽車在水平路上行駛時，阻，汽車在水平路上行駛時，阻力是車重的力是車重的0.10.1倍，倍，g=10m/s2g=10

8、m/s2汽車保持以額定功率從靜止啟動后能達(dá)到汽車保持以額定功率從靜止啟動后能達(dá)到的最大速度是多少？的最大速度是多少？1 1、以額定功率起動、以額定功率起動2 2、以恒定牽引力以恒定的加速度起動、以恒定牽引力以恒定的加速度起動.PFv 恒定變加速運(yùn)動變加速運(yùn)動( (勻變速運(yùn)動公式不能用勻變速運(yùn)動公式不能用) )勻加速運(yùn)動勻加速運(yùn)動,P,P增大增大P=Pm,P=Pm,變加速運(yùn)動變加速運(yùn)動Ffam Pfmax當(dāng)a=0時V小結(jié)：機(jī)動車不管以什么方式起動，起動完小結(jié)：機(jī)動車不管以什么方式起動，起動完之后，機(jī)動車都會以額定功率之后，機(jī)動車都會以額定功率 勻速運(yùn)動勻速運(yùn)動 ，此時機(jī)動車速度達(dá)到最大。此時機(jī)動

9、車速度達(dá)到最大。勻速運(yùn)動勻速運(yùn)動額定功率額定功率 F牽摩fmPv額牽FmPvf額以額定功率起動以額定功率起動, ,.PFv 恒定Ffam 加速度越來越小加速度越來越小Pfmax當(dāng)a=0時V，最后勻速，最后勻速例例5、一輛汽車始終以額定功率行駛，下面說法、一輛汽車始終以額定功率行駛，下面說法正確的選項是正確的選項是 （ ）A汽車的速度越大，所需牽引力越大汽車的速度越大，所需牽引力越大 B牽引力與汽車速度無關(guān)牽引力與汽車速度無關(guān) C因為功率不變，所以速度和牽引力都不變因為功率不變，所以速度和牽引力都不變 D速度最大時，牽引力一定最小速度最大時，牽引力一定最小例例6、汽車在恒定的功率下，由靜止沿平直

10、公路、汽車在恒定的功率下，由靜止沿平直公路運(yùn)動，對于它的運(yùn)動，對于它的v一一t 圖象，下圖中正確的是（圖象，下圖中正確的是（ ）DC動能定理及其應(yīng)用動能定理及其應(yīng)用一、功和能關(guān)系一、功和能關(guān)系: :力對物體做了多少的功力對物體做了多少的功, , 物體就有多少能量發(fā)生改變。物體就有多少能量發(fā)生改變。 功是能量轉(zhuǎn)化的量度。功是能量轉(zhuǎn)化的量度。21(2kEmvv指速度大小，動能只有正值）二、動能：物體由于運(yùn)動而具有的能。二、動能：物體由于運(yùn)動而具有的能。 1、 一個人站在陽臺上，從陽臺邊緣以相同的速率一個人站在陽臺上，從陽臺邊緣以相同的速率v 0 分別把三個質(zhì)量相同的球豎直上拋、豎直下拋、分別把三個

11、質(zhì)量相同的球豎直上拋、豎直下拋、水平拋出，不計空氣阻力，則三球水平拋出，不計空氣阻力，則三球 拋出時的動能拋出時的動能( ) A、上拋球最大、上拋球最大B、下拋球最大、下拋球最大 C、平拋球最大、平拋球最大D、三球一樣大、三球一樣大D三三. 動能定理：動能定理： 1、合外力所做的功等于物體動能的變化、合外力所做的功等于物體動能的變化當(dāng)合外力做正功時，動能增加；當(dāng)合外力做正功時，動能增加；當(dāng)合外力做負(fù)功時，動能減少。當(dāng)合外力做負(fù)功時，動能減少。2. 動能定理的適用條件：動能定理的適用條件： 不僅適用于恒力做功和直線運(yùn)動，也適用不僅適用于恒力做功和直線運(yùn)動，也適用于變力做功和曲線運(yùn)動。于變力做功和

12、曲線運(yùn)動。 kkktEEEW0合2、一學(xué)生用力踢質(zhì)量為、一學(xué)生用力踢質(zhì)量為1kg的足球，使球從靜的足球，使球從靜止開始以止開始以10m/s的速度水平飛出，設(shè)人踢球時對的速度水平飛出，設(shè)人踢球時對球的平均作用力為球的平均作用力為200N，球在水平方向上運(yùn)動，球在水平方向上運(yùn)動了了20m，則該學(xué)生對球做的功是，則該學(xué)生對球做的功是 ( ) A、50J B、100J C、200J D、4000J優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)1：解決瞬時力做功，而用：解決瞬時力做功，而用W=FSCOSa 無法求解。無法求解。A優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)2：解決變力做功，而用：解決變力做功，而用W=FSCOSa 無法求解。無法求解。3、將質(zhì)量為、將質(zhì)量為2k

13、g的一塊石頭，從離地的一塊石頭，從離地2m的高處由靜止釋放，的高處由靜止釋放，落在沙面和地面相平的沙坑里，陷入沙中的深度為落在沙面和地面相平的沙坑里，陷入沙中的深度為3cm，不計空氣阻力，求沙子對石塊的平均阻力。不計空氣阻力，求沙子對石塊的平均阻力?？偨Y(jié)一下動能定理的應(yīng)用步驟：總結(jié)一下動能定理的應(yīng)用步驟：(1)選取研究對象和要研究的物理過程選取研究對象和要研究的物理過程(2)分析研究對象的受力情況，求出各力做的功，分析研究對象的受力情況，求出各力做的功，然后求出各個外力做功的代數(shù)和然后求出各個外力做功的代數(shù)和(3)確定始、末態(tài)的動能確定始、末態(tài)的動能(未知量用符號表示未知量用符號表示)，(4)

14、列出動能定理的方程列出動能定理的方程:W總總Ek2Ek1 求解方程、分析結(jié)果求解方程、分析結(jié)果4、在離地面一定高度處，以相同的動能向各、在離地面一定高度處，以相同的動能向各個方向拋出多個質(zhì)量相同的小球，這些小球個方向拋出多個質(zhì)量相同的小球，這些小球到達(dá)地面時，有相同的到達(dá)地面時，有相同的 A、動能、動能 B、速度、速度 C、速率、速率 D、位移、位移vvv0As1s2優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)3 3：解決曲線運(yùn)動問題比牛頓定律解題：解決曲線運(yùn)動問題比牛頓定律解題更簡潔方便更簡潔方便AC5 5、如圖，一質(zhì)量為、如圖，一質(zhì)量為m m的鐵球從離地面的鐵球從離地面H H高處自由下落，陷入沙坑高處自由下落，陷入沙坑h h

15、深處，求沙深處，求沙子對鐵球的平均阻力？子對鐵球的平均阻力？Hh優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)4 4：用動能定理解決多過程動力學(xué)問題，：用動能定理解決多過程動力學(xué)問題，可化繁為簡，比牛頓定律解題更簡潔方便可化繁為簡，比牛頓定律解題更簡潔方便Hhfmgh7、 兩個物體兩個物體A、B的質(zhì)量之比為的質(zhì)量之比為m A ：m B =2 ：1，二者動能相同，它們和水平桌面的，二者動能相同，它們和水平桌面的動摩擦因數(shù)相同，則二者在桌面上滑行到停止動摩擦因數(shù)相同，則二者在桌面上滑行到停止經(jīng)過的距離之比為（經(jīng)過的距離之比為（ ）A、 s A ：s B =2 ：1B、s A ：s B =1 ：2C、 s A ：s B =4 ：1D、s

16、 A ：s B =1 ：46、一質(zhì)量為、一質(zhì)量為1kg的物體被人用手由靜止向上的物體被人用手由靜止向上提升提升1m，這時物體的速度為，這時物體的速度為2m/s，則下列，則下列說法中錯誤的是說法中錯誤的是( )g取取10m/s2A、手對物體做功、手對物體做功12J； B、合外力對物體做功、合外力對物體做功12J；C、合外力對物體做功、合外力對物體做功2J;D、物體克服重力做功、物體克服重力做功10J、BB8水平恒力水平恒力F作用在物體上，物體在光滑水平面上作用在物體上，物體在光滑水平面上沿力的方向移動沿力的方向移動s距離，恒力做功為距離，恒力做功為 , 物體獲得的動能為物體獲得的動能為 . 若該

17、恒力作用在同一物體上，物體在粗糙水平若該恒力作用在同一物體上，物體在粗糙水平面上移動相同距離，恒力做功為面上移動相同距離，恒力做功為 , 物體獲得的動能為物體獲得的動能為 . 那么（）BCDAC9、一物體做變速運(yùn)動時，下列說法正確的是、一物體做變速運(yùn)動時，下列說法正確的是( ) A、合外力一定對物體做功，使物體動能改變、合外力一定對物體做功，使物體動能改變B、物體所受合外力一定不為零、物體所受合外力一定不為零C、合外力一定對物體做功，、合外力一定對物體做功， 但物體動能可能不變但物體動能可能不變D、物體加速度一定不為零、物體加速度一定不為零BD10、 在光滑的地板上，用水平拉力分別使兩個在光滑

18、的地板上，用水平拉力分別使兩個物塊由靜止獲得相同的動能，那么可以肯定（物塊由靜止獲得相同的動能，那么可以肯定（ ） A、水平拉力相等、水平拉力相等 B、兩物塊質(zhì)量相等、兩物塊質(zhì)量相等C、兩物塊速度變化相等、兩物塊速度變化相等D、水平拉力對兩物塊做功相等、水平拉力對兩物塊做功相等D勢能勢能機(jī)機(jī)械械能能212kEmv動能：物體由于運(yùn)動而具有的能動能：物體由于運(yùn)動而具有的能重力勢能：物體由于所處的位置具有的能。重力勢能：物體由于所處的位置具有的能。彈性勢能：物體由于所處的狀態(tài)而具有的能。彈性勢能：物體由于所處的狀態(tài)而具有的能。pEmghh是物體相對參考平面的高度。機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用機(jī)械能守恒定律

19、及其應(yīng)用一、機(jī)械能一、機(jī)械能Ep=0Ep=0Ep=0桌面厚度忽略不計桌面厚度忽略不計pEmghh是物體相對參考平面的高度。重力勢能的大小和零勢能面的選取有關(guān)。重力勢能的大小和零勢能面的選取有關(guān)。重力勢能是標(biāo)量，但有正負(fù)之分。重力勢能是標(biāo)量，但有正負(fù)之分。重力勢能是物體和地球組成的系統(tǒng)共有的。重力勢能是物體和地球組成的系統(tǒng)共有的。重力做正功，重力勢能減少；重力做正功，重力勢能減少；重力做負(fù)功，重力勢能增加。重力做負(fù)功，重力勢能增加。v0h1h2ABv1v2AABBh1h2v1v2h1h2v1v2質(zhì)量為的質(zhì)量為的m物體自由下落、平拋、光滑斜面滑下物體自由下落、平拋、光滑斜面滑下2122212121

20、mvmvhhmg）（根據(jù)動能定理得：2221212121mghmvmghmv2211PKPKEEEE(E1=E2(E1=E2）從A到B的過程中，二、機(jī)械能守恒定律二、機(jī)械能守恒定律1 1內(nèi)容：在只有重力或彈簧彈力做功的情形內(nèi)容：在只有重力或彈簧彈力做功的情形下，物體的動能和重力勢能下，物體的動能和重力勢能( (或彈性勢能發(fā)生或彈性勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變2 2守恒條件：只有重力或彈簧彈力做功守恒條件：只有重力或彈簧彈力做功1122PKPKEEEE(E2=E1)(E2=E1)1 1、在下列的物理過程中，機(jī)械能守恒的有、在下列的物理過程中，機(jī)械能守恒

21、的有A A把一個物體豎直向上勻速提升的過程把一個物體豎直向上勻速提升的過程B B人造衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運(yùn)行的過程人造衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運(yùn)行的過程C C汽車關(guān)閉油門后沿水平公路向前滑行的過程汽車關(guān)閉油門后沿水平公路向前滑行的過程D D從高處豎直下落的物體落在從高處豎直下落的物體落在豎立的輕彈簧上，壓縮彈簧的過程，豎立的輕彈簧上，壓縮彈簧的過程，對彈簧、物體和地球這一系統(tǒng)對彈簧、物體和地球這一系統(tǒng)（ BD BD ）Avv2 2、如下圖，桌面離地高為、如下圖，桌面離地高為h h，質(zhì)量為，質(zhì)量為m m的小球的小球從離桌面高從離桌面高H H處自由下落，不計空氣阻力，假處自由下落，不計空氣阻力，假設(shè)桌

22、面為零勢能的參考平面，則小球落地前設(shè)桌面為零勢能的參考平面，則小球落地前瞬間的機(jī)械能為瞬間的機(jī)械能為A Amgh mgh B BmgH mgH C Cmg(h+H) Dmg(h+H) D mg(H-h) mg(H-h)（ B B ）二、機(jī)械能守恒定律二、機(jī)械能守恒定律1 1內(nèi)容：在只有重力或彈簧彈力做功的情形內(nèi)容：在只有重力或彈簧彈力做功的情形下，物體的動能和重力勢能下，物體的動能和重力勢能( (或彈性勢能發(fā)生或彈性勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變2 2守恒條件：只有重力或彈簧彈力做功守恒條件：只有重力或彈簧彈力做功1122PKPKEEEE(E2=E1)

23、(E2=E1)3 3、若除了重力和彈力做功以外還有其他力、若除了重力和彈力做功以外還有其他力做功則：機(jī)械能不守恒做功則：機(jī)械能不守恒其他力做正功，機(jī)械能增加；其他力做正功，機(jī)械能增加；其他力做負(fù)功，機(jī)械能減少。其他力做負(fù)功，機(jī)械能減少。3 3、跳傘運(yùn)動員從高空下落時，在他張傘后，、跳傘運(yùn)動員從高空下落時，在他張傘后，所受的空氣阻力等于運(yùn)動員和傘的總重力時，所受的空氣阻力等于運(yùn)動員和傘的總重力時，運(yùn)動員具有的機(jī)械能：運(yùn)動員具有的機(jī)械能：A A動能、勢能和總機(jī)械能都不變動能、勢能和總機(jī)械能都不變B B重力勢能減少，動能增加，總機(jī)械能不變重力勢能減少，動能增加，總機(jī)械能不變C C重力勢能減少，動能不變，總機(jī)械能減少重力勢能減少，動能不變，總機(jī)械能減少D D重力勢能不變，動能為零，總機(jī)械能不變重力勢能不變，動能為零，總機(jī)械能不變 （ C C ）應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題的一般步驟：應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題的一般步驟：1、明確研究對象，是由哪些物體組成的、明確研究對象，是由哪些物體組成的系統(tǒng)；系統(tǒng)； 并正確分析系統(tǒng)內(nèi)每個物體的受并正確分析系統(tǒng)內(nèi)每個物體的受力情況。力情況。 2、判明各力做功情況。判斷是否符合機(jī)、判明各力做功情況。判斷是否符合機(jī)械能守的適用條件。械能守的適用條件。 3、取零勢能面，找出系統(tǒng)各物體初，末態(tài)的動、取零勢能面，