第七章《機(jī)械能守恒定律》復(fù)習(xí)課件

1、機(jī)械能守恒定律全章復(fù)習(xí)一、功2、做功的兩個(gè)必要條件力物體在力的方向上發(fā)生位移1、功的概念：力和力的方向上的位移的乘積。3、公式：當(dāng)時(shí)， ，表示力對(duì)物體不做功當(dāng)時(shí)，表示力對(duì)物體做正功（動(dòng)力）當(dāng)時(shí)， ，表示力對(duì)物體做負(fù)功（阻力）、特點(diǎn)功是過程量，做功的過程是能量轉(zhuǎn)化的過程功是標(biāo)量，注意正、負(fù)功的意義、求功的二種方法（求恒力的功）利用動(dòng)能定理（求恒力、變力的功）6 、合力的功 W=F合L W= W1W2W3Wn二、功率、概念：功跟完成功所用時(shí)間的比值、公式：平均功率：瞬時(shí)功率： 3如圖所示，質(zhì)量分別為ml和m2的兩個(gè)物體，m1m2，在大小相等的兩個(gè)力F1和F2的作用下沿水平方向移動(dòng)了相同的距離，若F

2、1做的功為W1，F(xiàn)2做的功為W2則：A、 W1W2 B W1W2CW1=W2； D條件不足，無法確定 （ C ）4如圖，物體重10N，置于水平地面上，線繩一端系在物體上，另一端跨過定滑輪，用16 N的力F，沿與豎直成600角的方向拉過0.5m，則拉力對(duì)物體做的功是A、8J； B5J； C4J； D0（ A ）跳繩是一種健身運(yùn)動(dòng)，設(shè)某運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量是50kg，他一分鐘跳繩180次，假定在每次跳躍中，腳與地面的接觸時(shí)間占跳躍一次所需時(shí)間的 ，則該運(yùn)動(dòng)員跳繩時(shí)克服重力做功的平均功率是W。（g取10m/s2 )功率的計(jì)算分析：運(yùn)動(dòng)員每次克服重力所做的功就等于他重力勢能的增量。跳一次的時(shí)間t=60/180

3、=1/3 s，每次在空中的時(shí)間t=1/33/5=1/5 s。每次跳起的高度 得平均功率：機(jī)動(dòng)車兩種啟動(dòng)方式： 對(duì)機(jī)動(dòng)車等交通工具，在啟動(dòng)的時(shí)候，通常有兩種啟動(dòng)方式，即以恒定功率啟動(dòng)和以恒定加速度啟動(dòng)現(xiàn)比較如下：兩種方式以恒定功率啟動(dòng)以恒定加速度啟動(dòng)Pt 圖和vt 圖3、一質(zhì)量為4.0103kg、發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為60kw的汽車從靜止開始以a=0.5m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。它在水平面上運(yùn)動(dòng)過程中所受的阻力為車重的0.1倍，求：（g取10m/s2 ) （1）起動(dòng)后2s末發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率； （2）它以0.5m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)所能行駛的時(shí)間； （3）汽車在此路面上所能行駛的最大速度

4、？ (1) 6kw (2) 20s (3) 15m/s三、機(jī)械能、動(dòng)能、重力勢能（與參考平面選取有關(guān)）重力做功只與初末位置的高度有關(guān)，與路徑無關(guān)。、彈性勢能四、功能關(guān)系、動(dòng)能定理：力在一個(gè)過程中對(duì)物體所做的功,等于物體在這個(gè)過程中動(dòng)能的變化。 表達(dá)式:W=EK(如果物體受到幾個(gè)力的共同作用,動(dòng)能定理中的W即為合力做的功)、重力的功與重力勢能變化的關(guān)系應(yīng)用動(dòng)能定理解題的步驟 （1）確定研究對(duì)象和研究過程。動(dòng)能定理的研究對(duì)象只能是單個(gè)物體，如果是系統(tǒng)，那么系統(tǒng)內(nèi)的物體間不能有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 （2）對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析。（研究對(duì)象以外的物體施于研究對(duì)象的力都要分析，含重力）。 （3）寫出該過程中合外力

5、做的功，或分別寫出各個(gè)力做的功（注意功的正負(fù)）。如果研究過程中物體受力情況有變化，要分別寫出該力在各個(gè)階段做的功。 （4）寫出物體的初、末動(dòng)能。 （5）按照動(dòng)能定理列式求解。基礎(chǔ)過關(guān)4. 如圖所示，斜面傾角為，長為L，AB段光滑，BC段粗糙，且BC=2 AB。質(zhì)量為m的木塊從斜面頂端無初速下滑，到達(dá)C端時(shí)速度剛好減小到零。求物體和斜面BC段間的動(dòng)摩擦因數(shù)。 CBA解答過程:木塊在AB段與CD段滑動(dòng)時(shí)受力情況如圖FNGABFNGFfBC考慮木塊在斜面上的整個(gè)下滑過程,根據(jù)動(dòng)能定理W合=Ek根據(jù)動(dòng)能定理列式求解確定研究過程受力分析確定研究對(duì)象5.在平直公路上,汽車由靜止開始作勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度達(dá)到

6、某一值時(shí)，立即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后滑行至停止，其v-t圖像如圖所示.汽車牽引力為F，運(yùn)動(dòng)過程中所受的摩擦阻力恒為f，全過程中牽引力所做的功為W1，克服摩擦阻力所做的功為W2，則下列關(guān)系中正確的是(). (A)F:f=1:3 (B)F:f=4:1 (C)W1:W2=1:1 (D)W1:W2=1:3BC基礎(chǔ)過關(guān)五、機(jī)械能守恒定律 在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能與勢能可以互相轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變.這就是機(jī)械能守恒定律、條件：只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈力做功、表達(dá)式： 用機(jī)械能守恒定律解題的一般步驟 1選取研究對(duì)象系統(tǒng)或物體 2根據(jù)研究對(duì)象所經(jīng)歷的物理過程進(jìn)行受力、做功分析，判斷機(jī)械能是否守恒 3恰當(dāng)?shù)?/p>

7、選取參考平面，確定研究對(duì)象在過程的初末狀態(tài)時(shí)的機(jī)械能 4根據(jù)機(jī)械能守恒定律列方程，進(jìn)行求解 子彈與木塊構(gòu)成的系統(tǒng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的小球光滑固定凹槽上運(yùn)動(dòng)的小球F1F2光滑水平面上兩物塊和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)，受到大小相等的兩作用力拉動(dòng)過程中基礎(chǔ)過關(guān)7.判斷下列情況中機(jī)械能是否守恒基礎(chǔ)過關(guān)9、如圖所示，質(zhì)量m為2千克的物體，從光滑斜面的頂端A點(diǎn)以v0=5 m / s的初速度滑下，在D點(diǎn)與彈簧接觸并將彈簧壓縮到B點(diǎn)時(shí)的速度為零，已知從A到B的豎直高度h=5米，求彈簧的彈力對(duì)物體所做的功。解答過程:雖然彈簧的彈力是變力，由于斜面光滑，只有重力或彈力做功，物體機(jī)械能守恒，取B所在水平面為零參考面，彈簧原長處D

8、 點(diǎn)為彈性勢能的零參考點(diǎn)，研究對(duì)象判斷是否滿足機(jī)械能守恒條件受力及做功分析恰當(dāng)選參考平面確定初狀態(tài)和末狀態(tài)的機(jī)械能建方程則狀態(tài)A：EA= mgh+mv02/2狀態(tài)B：EB=Ep+0由機(jī)械能守恒定律得：EA=EBW彈=0Ep=（mgh+mv02/2）=125（J）。Ep= mgh+mv02/2彈力對(duì)物體做負(fù)功，彈簧的彈性勢能增加，且彈力做的功的數(shù)值與彈性勢能的增加量相等。六、能量守恒定律 能量既不會(huì)消滅，也不會(huì)創(chuàng)生， 它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變基礎(chǔ)過關(guān)例11.下列說法中正確的是（ ）A. 不同形式能量的轉(zhuǎn)化是通過做功來

9、實(shí)現(xiàn)的B. 做功的過程總是伴隨著能量的變化C. 某種形式的能量增加10J，一定有其他形式的能量減少10JD. 某個(gè)物體的能量減少10J，一定有其他物體的能量增加10JA B C D實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律研究在自由落體運(yùn)動(dòng)中：？OABCD方案1：從起點(diǎn)開始計(jì)算方案2：從一般位置開始計(jì)算測量這些物理量，需要哪些器材？實(shí)驗(yàn)器材重物、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、交流電源、鐵架臺(tái)、夾子、毫米刻度尺1、選擇重物時(shí)，選輕一點(diǎn)的好還是重一點(diǎn)的好？為什么？ 我們要求重物作自由落體運(yùn)動(dòng)，而阻力是不可避免地存在的，為了減少阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，應(yīng)采用密度較大的重物。實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)2、安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)注意什么問題？ 計(jì)時(shí)器平

10、面與紙帶限位孔調(diào)整在豎直方向，計(jì)時(shí)器要穩(wěn)定在鐵架臺(tái)上，并將計(jì)時(shí)器伸出桌外。3、這樣做的目的是什么? 減小紙帶與限位孔的摩擦帶來的實(shí)驗(yàn)誤差；保證重物有足夠的下落空間，以便在紙帶上能夠打出較多的點(diǎn)，有利于進(jìn)行計(jì)算 4、實(shí)驗(yàn)時(shí)，接通電源和釋放紙帶的順序怎樣？先通電源，再釋放紙帶5、釋放紙帶時(shí)應(yīng)注意什么問題？ 釋放重物前，重物應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，以便能打出較多的點(diǎn)。拉穩(wěn)紙帶的上端，確保重物由靜止釋放。按如下實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)1.按照課本所示裝置安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器2.將紙帶穿過計(jì)時(shí)器，下端與重物相連3.接通電源，待計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后釋放紙帶4.及時(shí)切斷電源，取下紙帶，標(biāo)上紙帶號(hào)5.更換紙帶，重復(fù)以上步驟6.整理器

11、材，使器材復(fù)位實(shí)驗(yàn)步驟與操作驗(yàn)證： 計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)作為起始點(diǎn)，適當(dāng)大距離后選一個(gè)點(diǎn)作終點(diǎn)Vh數(shù)據(jù)處理注意：必須保證紙帶上的第一個(gè)點(diǎn)跡清晰，且是放手時(shí)打下的第一個(gè)點(diǎn)。誤差分析 因重物下落中要克服阻力做功，實(shí)驗(yàn)的動(dòng)能增加量必定稍小于重力勢能減少量第7章 機(jī)械能及其守恒定律6、探究功與物體速度變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)：探究做功與小車速度變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^實(shí)驗(yàn)探究橡皮筋對(duì)小車做功與小車速度的關(guān)系實(shí)驗(yàn)器材：橡皮筋、小車、木板、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、鐵釘?shù)认鹌そ钚≤嚧螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶木板鐵釘思考小車在木板上運(yùn)動(dòng)的過程中，哪一階段橡皮筋對(duì)小車做功？橡皮筋對(duì)小車?yán)ψ龅墓δ芊裰苯訙y量？橡皮筋的彈力是變力，且彈力與伸長量的

12、關(guān)系也不嚴(yán)格遵守胡克定律 ，不容易計(jì)算。?C B A橡皮筋被拉伸直到恢復(fù)原長的過程中怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)才能解決這一問題?解決方案第一次用一條橡皮筋拉小車第二次用兩條完全相同的橡皮筋并聯(lián)起來栓到小車上拉小車，且使每條橡皮筋的伸長都和第一次的伸長量一樣做功W做功2W依次類推，并聯(lián)三條、四條橡皮筋，且拉伸的長度都一樣，做的功為3W、4W思考小車在木板上做什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)？先加速后勻速再減速我們要取的速度是哪個(gè)階段的速度？這個(gè)速度該如何測量？橡皮筋恢復(fù)原長時(shí)的速度。利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，用橡皮筋恢復(fù)原長時(shí)的一段位移與所用時(shí)間的比值近似計(jì)算該點(diǎn)的瞬時(shí)速度如何使拉力做的功等于合力做的功？即如何抵消摩擦力。思考橡皮筋對(duì)小

13、車做的功是合力做的功嗎？把木板的一端墊高，使重力沿斜面向下的力與摩擦力平衡F阻FGF阻FN還有摩擦力做功FF2F14、在上述實(shí)驗(yàn)中打出的5 條紙帶中，分別找出小車開始近似做勻速運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)，并分別測出勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度v1 、v2 、v3 、v4 、v5 。3、用2 條、3 條、4 條、5 條橡皮筋分別代替1 條橡皮筋重做實(shí)驗(yàn)，保證每次釋放小車的位置相同，即橡皮筋被拉長的長度相同。1、將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在一塊平板上，讓紙帶的一端夾在小車后端，另一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。將平板安裝有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端適當(dāng)墊高，調(diào)整高度，直至輕推小車后使小車恰能在板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)為止。2、將橡皮筋固定在小車前端。拉長橡皮筋使小車位于靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，記下小車位置。接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，釋放小車。實(shí)驗(yàn)過程?C B A數(shù)據(jù)記錄實(shí)驗(yàn)次數(shù)橡皮筋做的功位移l /m時(shí)間間隔t /s勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度v /(m/s)123454WW2W3W5W. . . . . . . . . . 彈力做功剛完畢時(shí)小車的速度用什么