《機械能守恒定律》章末復習課件

第七章機械能守恒定律復習課知識框架：機械能能量守恒追尋守恒量機械能守恒定律機械能守恒定律的驗證能量守恒定律能源的開發(fā)和利用功能關(guān)系功和功率動能、重力勢能、彈性勢能動能定理功是能量轉(zhuǎn)化的量度功和功率1、力做功的條件、功的計算、功的單位功是標量，只有大小，沒有方向，但有正功和負功之分2、功率的物理意義、功率的計算、功率的單位平均功率、瞬時功率、額定功率、實際功率

變力做功的計算功的計算公式W=Flcosα只能用于恒力做功的情況。下面介紹幾種求變力做功的常用方法：

①用公式W=l求變力的功如果物體受到的力的大小是隨位移均勻變化的，則物體受到的平均力大小為，其中F1

、F2分別為物體初、末狀態(tài)時受到的力，彈簧的彈力就屬于這種情況。

②用微元法求變力的功在力沿圓周做功的情況下，力F的方向始終與速度方向相同，若將圓周分成許多極短的可看作直線的小圓弧。力F對質(zhì)點所做的功等于它在每一小段上做功的代數(shù)和。這樣，變力做功的問題就能轉(zhuǎn)化為恒力做功的問題了。

③用圖象法求變力的功在F-l圖象中，圖線與兩坐標軸所圍的“面積”的代數(shù)和表示力F做的功，“面積”有正有負，在l軸上方的“面積”為正，在l軸下方的“面積”為負。

④用等效法求變力的功若某一變力做功等效于某一恒力做功，則就可以轉(zhuǎn)化為計算恒力做功并應用公式W=Flcosα來求。

⑤用動能定理求變力的功動能定理是求解變力做功的常用方法，可根據(jù)動能變化計算合力做功。答案：C利用“流程圖”，弄清各個物理量之間的制約關(guān)系(1)以恒定的功率起動當F減小到等于f時

：Fmin=f→a=0→v不再變化，達到vm

，

之后汽車以vm勻速運動。汽車發(fā)動機的功率、牽引力與速度之間的關(guān)系(2)以恒定的加速度起動之后汽車在恒定的P額下繼續(xù)加速，牽引力F牽隨v的增大而減?。寒擣減小到等于f時

：Fmin=f→a=0→v不再變化，達到vm

，

之后汽車以vm勻速運動。利用“流程圖”，弄清各個物理量之間的制約關(guān)系A(chǔ)．汽車在前5s內(nèi)的牽引力為4×103NB．汽車在前5s內(nèi)的牽引力為6×103NC．汽車的額定功率為60kWD．汽車的最大速度為30m/s2、(多選)一輛汽車在水平路面上由靜止啟動，在前5s內(nèi)做勻加速直線運動，5s末達到額定功率，之后保持額定功率運動，其v－t圖象如圖所示．已知汽車的質(zhì)量為m＝2×103kg，汽車受到地面的阻力為車重的0.1，g取10m/s2，則(

)解析：由題中圖象知前5s的加速度a＝2m/s2，由牛頓第二定律知前5s內(nèi)的牽引力F＝kmg＋ma，得F＝(0.1×2×103×10＋2×103×2)N＝6×103N，故選項B正確，選項A錯誤；又5s末達到額定功率P＝Fv＝6×103×10W＝6×104W＝60kW，汽車的最大速度vmax＝P/(0.1mg)＝30m/s，故選項C、D正確。答案：BCD?重力做功與重力勢能的關(guān)系hh2h1mgABAhh2h1mgABlθB△h1h2h1mgAB△h2△h3CA1A2A3做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程，能量的轉(zhuǎn)化必須通過做功來完成。做了多少功就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化。功是能量轉(zhuǎn)化的量度功能關(guān)系?

彈簧彈力做功與彈性勢能的關(guān)系(1)重力功與重力勢能關(guān)系的延伸，動能定理的鋪墊。(2)對“彈簧的彈性勢能與哪些量有關(guān)”進行科學的猜想。(3)理解彈簧彈力做功的求解方法。3、如圖所示，一輕彈簧一端固定于O點，另一端系一小球，將小球從與懸點O在同一水平面且使彈簧保持原長的A點無初速度地釋放，讓它自由擺下，不計空氣阻力，在小球由A點擺向最低點B的過程中(

)A．重力做正功，彈力不做功B．重力做正功，彈力做正功C．若用與彈簧原長相等的細繩代替彈簧后，重力做正功，彈力不做功D．若用與彈簧原長相等的細繩代替彈簧后，重力做功不變，彈力不做功解析：用細繩拴住小球向下擺動時重力做正功，彈力不做功，C對．用彈簧拴住小球下擺時，彈簧要伸長，重力做正功，且做功多，小球軌跡不是圓弧，彈力做負功，A、B、D錯．答案：C知識導圖：動能、動能定理推

導動能定理既適用于恒力做功，也適用于變力做功；既適用于直線運動，也適用于曲線運動4、如圖所示，斜槽軌道下端與一個半徑為0.4m的圓形軌道相連接。一個質(zhì)量為0.1kg的物體從高為H＝2m的A點由靜止開始滑下，運動到圓形軌道的最高點C處時，對軌道的壓力等于物體的重力。求物體從A運動到C的過程中克服摩擦力所做的功。(g取10m/s2)解析：物體運動到C點時受到重力和軌道對它的壓力，由圓周運動知識可知，又FN＝mg，聯(lián)立兩式解得在物體從A點運動到C點的過程中，由動能定理有代入數(shù)據(jù)解得Wf＝0.8J答案：0.8J機械能守恒定律1．內(nèi)容：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與勢能可以互相轉(zhuǎn)化，而總的機械能保持不變。2．機械能守恒定律表達式：3．守恒條件：合力做功分析系統(tǒng)內(nèi)只有重力或彈力做功，機械能守恒(如拋體運動)能量轉(zhuǎn)化分析系統(tǒng)內(nèi)只有動能、重力勢能或彈性勢能的轉(zhuǎn)化，機械能守恒(如物體自由下落壓縮彈簧)

規(guī)律內(nèi)容機械能守恒定律動能定理表達式E1＝E2ΔEk＝－ΔEpΔEA＝－ΔEBW＝ΔEk應用范圍只有重力或彈力做功時無條件限制物理意義重力或彈力做功的過程是動能與勢能轉(zhuǎn)化的過程合外力對物體做的功是動能變化的量度關(guān)注角度守恒的條件和始末狀態(tài)機械能的形式及大小動能的變化及合外力做功情況機械能守恒定律和動能定理的比較應用機械能守恒定律的基本思路5、(多選)如圖所示，固定的傾斜光滑桿上套有一個質(zhì)量為m的小球，小球與一輕質(zhì)彈簧一端相連，彈簧的另一端固定在地面上的A點．已知桿與水平面之間的夾角θ<45°，當小球位于B點時，彈簧與桿垂直，此時彈簧處于原長．現(xiàn)讓小球自C點由靜止釋放，在小球滑到桿底端的整個過程中，關(guān)于小球的動能、重力勢能和彈簧的彈性勢能，下列說法正確的是(

)A．小球的動能與重力勢能之和保持不變B．小球的動能與重力勢能之和先增大后減小C．小球的動能與彈簧的彈性勢能之和增大D．小球的重力勢能與彈簧的彈性勢能之和保持不變解析：以彈簧為研究對象，小球運動過程中，彈簧的形變量先變小到原長，后變大，所以彈簧的彈性勢能Ep1先減小后增大。再以彈簧和小球組成的系統(tǒng)為研究對象，只有重力、彈力做功，所以系統(tǒng)的機械能守恒，則彈簧的彈性勢能Ep1、小球的動能Ek和重力勢能Ep2之和保持不變，即Ek＋Ep1＋Ep2＝恒量。由于Ep1先減小后增大，故選項A錯誤，選項B正確。由于Ep2一直減小，所以Ek與Ep1之和一直增大，選項C正確；由題意可知，小球的速度先增大后減小，即Ek先增大后減小，所以Ep1與Ep2之和先減小后增大，選項D錯誤。答案：BC能量守恒定律與能源

能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，而在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中，能量的總量保持不變．最普遍，最重要，最可靠的自然規(guī)律之一。能量耗散反映了能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有方向性。

節(jié)能減排低碳環(huán)保從我做起多坐公交，少開車，減少化石燃料的燃燒低碳生活隨手關(guān)水龍頭，隨手關(guān)燈不使用一次性筷子使用節(jié)能燈規(guī)律力的瞬時作用力的空間積累作用力的時間積累作用牛頓第二定律動能定理機械能守恒動量定理動量守恒研究對象單個質(zhì)點任一時間單個質(zhì)點一段位移質(zhì)點系一段位移單個質(zhì)點一段時間質(zhì)點系一段時間受力分析特點分析每個外