高一物理動(dòng)能定理的應(yīng)用機(jī)械能守恒定律人教實(shí)驗(yàn)

高一物理動(dòng)能定理的應(yīng)用機(jī)械能守恒定律人教實(shí)驗(yàn)版【本講教育信息】一.教學(xué)內(nèi)容：動(dòng)能定理的應(yīng)用機(jī)械能守恒定律二.知識(shí)要點(diǎn)：1.進(jìn)一步掌握用動(dòng)能定理解決問題的方法2.理解動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化3.掌握機(jī)械能守恒的表達(dá)式三.重點(diǎn)、難點(diǎn)解析〔一〕動(dòng)能定理1、內(nèi)容：合力的功等于物體動(dòng)能的變化。2、表達(dá)式：當(dāng)W>0時(shí)動(dòng)能增加W<0動(dòng)能減少3、合力的功的計(jì)算，因?yàn)楣κ菢?biāo)量，當(dāng)物體同時(shí)受到幾個(gè)力的作用時(shí)，合力的功等于各個(gè)力做功的代數(shù)和即W＝W1＋W2＋……＋Wn當(dāng)然合力假設(shè)是恒力時(shí)，也可以由功的計(jì)算公式直接去求合力功。說明：〔1〕動(dòng)能定理雖然是在物體受到恒力的作用且物體做直線運(yùn)動(dòng)的情況下得到的，但可以證明，對(duì)于物體受到變力作用做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)能定理也是適用的。這也正是動(dòng)能定理的廣泛應(yīng)用于解決有關(guān)力學(xué)問題的優(yōu)點(diǎn)?！?〕有了動(dòng)能定理，就可以來(lái)借助于它求變力做功問題了。4、應(yīng)用動(dòng)能定理解題的根本方法〔1〕確定研究對(duì)象，明確它的運(yùn)動(dòng)過程?！?〕分析物體在運(yùn)動(dòng)過程中的受力情況，明確各個(gè)力是否做功，是正功還是負(fù)功?！?〕明確起始狀態(tài)和終了狀態(tài)的動(dòng)能〔可分段，也可以全過程考慮〕?！?〕用列方程求解，注意：末狀態(tài)的動(dòng)能與初狀態(tài)的動(dòng)能之差?！捕硠?dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化1、物體自由下落或沿光滑斜面下滑時(shí)，重力對(duì)物體做正功，物體的重力勢(shì)能減少，物體的動(dòng)能增加；2、將物體以一定的初速度豎直上拋或沿光滑斜面上升時(shí)，重力做負(fù)功，物體的重力勢(shì)能增加，動(dòng)能減少；3、被壓縮的彈簧，將跟它接觸的物體彈出去的過程中，彈力做正功，物體的動(dòng)能增加，彈簧的彈性勢(shì)能減少；4、將物體以一定的初速度豎直向上拋出,物體在上升過程中,重力對(duì)物體做負(fù)功,物體的高度升高重力勢(shì)能增加;物體的速度減小，動(dòng)能減少;物體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成重力勢(shì)能?？偨Y(jié)：由上述事例說明，在一定條件下物體的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化；根據(jù)以上事例，分析一下物體動(dòng)能和勢(shì)能發(fā)生轉(zhuǎn)化的條件：只有重力做功或只有彈力做功。討論：只有重力〔或彈力〕做功與只受重力〔或彈力〕是一回事嗎？有幾種情況？請(qǐng)舉例說明。〔看教材P23例題〕5、通過重力或彈力做功,機(jī)械能可以從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式?！踩硻C(jī)械能守恒定律1、動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能，其中的勢(shì)能包括重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能2、內(nèi)容：見課本3、表達(dá)式：E1＝E2或Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2例l.質(zhì)量為M＝500t的機(jī)車，以恒定功率從靜止起動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t＝5min時(shí)，在水平軌道上行駛了l＝2.25km，速度到達(dá)了最大vm＝15m／s，試求〔1〕機(jī)車的功率P?！?〕機(jī)車運(yùn)動(dòng)過程中所受的平均阻力。解析：機(jī)車以恒定的功率起動(dòng)，由于速度越來(lái)越大，牽引力的功可由求解故〔1〕①其中為機(jī)車所受平均阻力，當(dāng)機(jī)車速度到達(dá)0m時(shí)應(yīng)有②由②得③×105W代入③得〔N〕例2.如下列圖，質(zhì)量m＝1kg的木塊靜止在高h(yuǎn)＝1.2m的平臺(tái)上，木塊與平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)＝0.2，用水平推力F＝20N，使木塊產(chǎn)生位移l1＝3m時(shí)撤去，木塊又滑行l(wèi)2＝lm時(shí)飛出平臺(tái)，求木塊落地時(shí)速度的大小?解析：取木塊為研究對(duì)象，其運(yùn)動(dòng)分為三個(gè)階段，先勻加速前進(jìn)l1后勻減速l2，再做平拋運(yùn)動(dòng)，用牛頓運(yùn)動(dòng)定律來(lái)解計(jì)算麻煩，而物體在各個(gè)運(yùn)動(dòng)階段，受力情況明確，宜用動(dòng)能定理求解。設(shè)木塊落地時(shí)的速度為v，各力做功的情況分別為，由動(dòng)能定理得代入數(shù)據(jù)例3.一個(gè)質(zhì)點(diǎn)放在光滑水平面上，在水平恒力F作用下，由靜止開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度到達(dá)w時(shí)，立即換成一個(gè)方向相反，大小為3F的恒力作用，經(jīng)過一段時(shí)間后，質(zhì)點(diǎn)回到出發(fā)點(diǎn)，求質(zhì)點(diǎn)回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)的速度。解析：解法一：以恒力F的方向作為正方向，設(shè)質(zhì)點(diǎn)在恒力F的作用下發(fā)生的位移為l，那么根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有，，當(dāng)恒力改為3F且方向相反時(shí)有，聯(lián)立以上各式，可得，根據(jù)題意應(yīng)舍去，取解法二：根據(jù)動(dòng)能定理可列出以下公式①②聯(lián)立①②式可解得可得，應(yīng)取，【模擬試題】1.對(duì)水平面上的物體施以水平力F，從靜止開始運(yùn)動(dòng)了位移L，撤去力F，這以后又經(jīng)過了位移L而停止下來(lái)，假設(shè)物體的質(zhì)量為m，那么：〔〕A.它所受阻力為F B.它所受阻力為F／2C.力F做的功為零 D.力F做的功為FL／4m2.水平桌面上有一物體，受一水平方向的恒力F的作用，由靜止開始無(wú)摩擦地運(yùn)動(dòng)經(jīng)過路程l1，速度到達(dá)v；又經(jīng)過路程l2，速度到達(dá)2v，那么在l1和l2兩段路程中F所做的功之比為〔〕A.1：1 B.1：2 C.1：3 D.1：43.一學(xué)生用100N的力將質(zhì)量為0.5kg的小球，以8m／s的初速沿水平方向踢出20m遠(yuǎn)，那么該學(xué)生對(duì)小球做的功為〔〕A.200J B.16J C.1000J D.無(wú)法確定4.以初速度v0豎直上拋一個(gè)質(zhì)量為m的小球，小球運(yùn)動(dòng)過程中所受阻力f大小不變，上升最大高度為A，那么拋出過程中，人手對(duì)小球做的功為〔〕A. B.mgh C. D.5.在以下事例中，物體的機(jī)械能守恒的是A.做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體B.沿光滑斜面自由下落的物體C.沿光滑斜面向上加速運(yùn)動(dòng)的物體D.沿某一斜面勻速下滑的物體6.物體在以下運(yùn)動(dòng)過程中，機(jī)械能守恒的是A.在空中勻速下落的跳傘運(yùn)發(fā)動(dòng)B.以加速度g向上做勻加速運(yùn)動(dòng)的電梯C.光滑曲面上自由運(yùn)動(dòng)的物體D.忽略空氣阻力，豎直向上拋出的物體7.如下列圖，桌面高為h，質(zhì)量為m的小球從離桌面高H處自由落下，不計(jì)空氣阻力，以桌面為參考平面，那么小球到地面前瞬間的機(jī)械能為〔〕A.mghB.mgHC.mg〔h＋H〕 D.－mgh8.以下關(guān)于機(jī)械能是否守恒的表達(dá)正確的選項(xiàng)是〔〕A.做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體的機(jī)械能一定守恒B.做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體的機(jī)械能可能守恒C.合外力對(duì)物體做功為零時(shí)，機(jī)械能一定守恒D.只有重力對(duì)物體做功，物體機(jī)械能一定守恒9.質(zhì)量為m的物體，從靜止開始以2g的加速度豎直向下運(yùn)動(dòng)了h高度，以下說法中正確的選項(xiàng)是〔〕A.物體的勢(shì)能減小了2mgh B.物體的機(jī)械能保持不變C.物體的動(dòng)能增加2mgh D.物體的機(jī)械能增加mgh10.如下列圖一條重鐵鏈長(zhǎng)2m，質(zhì)量為10kg，放在光滑的水平地面上，拿住一端勻速提起鐵鏈到鐵鏈全部離開地面的瞬間，拉力所做的功為_________。11.如下列圖，AB與CD兩個(gè)斜面，分別與一個(gè)光滑的圓弧軌道相切，圓弧的圓心角為＝，半徑R＝2m，質(zhì)量為m＝lkg的物塊在距底面h＝3m的A點(diǎn)以vA＝4m／s的速度滑下，假設(shè)物塊與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)＝0.02，求物體在斜面上〔除圓弧外〕共能運(yùn)動(dòng)多長(zhǎng)路程?12.如下列圖，繃緊的傳送帶在電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下，始終保持v0＝2m／s的速度勻速運(yùn)行，傳送帶與水平地面的夾角＝，現(xiàn)把一質(zhì)量m＝10kg的工件輕輕地放在傳送帶底端，由傳送帶傳送至h＝2m的高處。工件與傳送帶間動(dòng)摩擦因數(shù)＝，g取10m／s2?！?〕試通過計(jì)算分析工件在傳送帶上做怎樣的運(yùn)動(dòng)?〔2〕工件從傳送帶底端運(yùn)動(dòng)至最高處的過程中摩擦力對(duì)工件做了多少功?13.電動(dòng)機(jī)通過一繩吊起一質(zhì)量為8kg的物體，繩的拉力不能超過120N，電動(dòng)機(jī)的功率不能超過1200W。要將此物體由靜止起用最快的方式將物體吊