人教版物理（中職）類 第二單元 機(jī)械能 課件

第二單元機(jī)械能目錄010203功、功率勢(shì)能、機(jī)械能守恒定律動(dòng)能、動(dòng)能定理01功、功率第一章一、功二、功率一個(gè)物體受到力的作用，如果在力的方向上發(fā)生了一段位移，就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做了功。功的計(jì)算：如果物體在恒力F作用下，沿力F的方向發(fā)生的位移是s，則力F對(duì)物體做的功為第一章一、功二、功率功是標(biāo)量，它沒(méi)有方向。在國(guó)際單位制中，功的單位是焦耳，簡(jiǎn)稱焦(J，J=N·m)。如圖2-1所示我們可以把力F分解成與位移方向平行的分力F1和與位移方向垂直的分力F2，由于物體在F2的方向上沒(méi)有發(fā)生位移，因此F2對(duì)物體做的功等于零。第一章一、功二、功率在物體發(fā)生位移s的過(guò)程中，F(xiàn)1對(duì)物體做功W=F1s，所以，力F對(duì)物體做的功等于F1對(duì)物體做的功，而F1=Fcosθ，得出功的表達(dá)式為：第一章一、功二、功率上式中，0°≤θ≤180°（1）正功。當(dāng)0°≤θ＜90°時(shí)，力對(duì)物體做正功。當(dāng)θ=0°時(shí)，力對(duì)物體做的正功最大。（2）零功。當(dāng)θ=90°時(shí)，力對(duì)物體不做功。（3）負(fù)功。當(dāng)90°＜θ≤180°時(shí)，力對(duì)物體做負(fù)功。第一章一、功二、功率

【例題2-1】一個(gè)質(zhì)量是2kg的物體，受到與水平方向成60°角斜向上方的拉力F=10N,在水平地面上移動(dòng)的距離s=2m,物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力Ff=4N。求：（1）拉力對(duì)物體做的功。第一章一、功二、功率（2）摩擦力做的功。（3）合力所做的總功。第一章一、功二、功率功跟完成這些功所用時(shí)間的比值，叫做功率，用P表示。在物理學(xué)中，用功率來(lái)表示做功的快慢程度，如果在時(shí)間t內(nèi)完成的功是W，那么功率是標(biāo)量。在國(guó)際單位制中，功率的單位是瓦特（W）。在工程技術(shù)上，還常用千瓦做功率的單位，其換算關(guān)系為：1kW=1000W。第一章一、功二、功率起重機(jī)要對(duì)被吊起的貨物做功，電動(dòng)機(jī)要對(duì)被帶動(dòng)的車床做功，等。機(jī)器對(duì)外做功的功率叫做輸出功率，也就是機(jī)器的有用功率。機(jī)器正常工作時(shí)允許的最大輸出功率，叫做額定功率，就是機(jī)器設(shè)備銘牌上或說(shuō)明書里所標(biāo)示的功率。機(jī)器工作時(shí)實(shí)際的輸出功率，可以小于額定功率，但不能較長(zhǎng)時(shí)間地超過(guò)額定功率。機(jī)器的實(shí)際輸出功率，叫做實(shí)際功率。第一章一、功二、功率把W=Fs、v=st代入功率的公式，可得功率等于力和物體運(yùn)動(dòng)速度的乘積。第一章一、功二、功率

【例題2-2】一艘輪船，發(fā)動(dòng)機(jī)的額定輸出功率是1.8×105kW,以最大速度航行時(shí)所受的阻力是1.2×107N，輪船的最大航行速度是多少？02動(dòng)能動(dòng)能定理第二章一、動(dòng)能二、動(dòng)能定理能的概念

如果一個(gè)物體能夠?qū)ν饨缱龉Γ蛘哒f(shuō)具有做功的本領(lǐng)，就說(shuō)這個(gè)物體具有能量，簡(jiǎn)稱能。在轉(zhuǎn)化過(guò)程中能的總量是守恒的。功是能量轉(zhuǎn)化的量度

例如，用手拋出一個(gè)籃球，對(duì)籃球做了功，體內(nèi)的能就轉(zhuǎn)化為籃球的動(dòng)能，拋球時(shí)對(duì)籃球做了多少功，籃球就獲得了多少動(dòng)能，你體內(nèi)的能就消耗了多少。第二章一、動(dòng)能二、動(dòng)能定理第二章一、動(dòng)能二、動(dòng)能定理末動(dòng)能：根據(jù)牛頓第二定律F=ma和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v2=2as，可得動(dòng)能的表達(dá)式：第二章一、動(dòng)能二、動(dòng)能定理這就是說(shuō)，物體的動(dòng)能等于它的質(zhì)量跟它的速度平方的乘積的一半。動(dòng)能是標(biāo)量。在SI中，它的單位是J，跟功的單位相同。第二章一、動(dòng)能二、動(dòng)能定理如圖2-3所示，質(zhì)量為m的物體，初速度為v1，在水平恒力F和Ff的作用下，物體沿水平面向右運(yùn)動(dòng)。設(shè)物體的加速度為a，經(jīng)過(guò)位移s后，速度為v2。第二章一、動(dòng)能二、動(dòng)能定理動(dòng)能定理

合外力對(duì)物體做的總功，等于物體動(dòng)能的改變量。表達(dá)式為第二章一、動(dòng)能二、動(dòng)能定理當(dāng)W合=0時(shí)，ΔEk=0，表示物體的動(dòng)能不變；當(dāng)W合>0時(shí)，ΔEk>0，表示物體的動(dòng)能增加；當(dāng)W合<0時(shí)，ΔEk<0，表示物體的動(dòng)能減少。第二章一、動(dòng)能二、動(dòng)能定理

【例題2-3】質(zhì)量為25kg的小車，以2m/s的初速度在光滑水平路面上行進(jìn)，小車在恒定外力F作用下經(jīng)過(guò)3m的位移后速度增大到4m/s，求小車所受推力的大小。第二章一、動(dòng)能二、動(dòng)能定理

【例題2-4】質(zhì)量為0.5kg的小球，從離地面20m高處落下，落地時(shí)小球的速度為18m/s，求下落過(guò)程中空氣對(duì)小球的平均阻力。03勢(shì)能機(jī)械能守恒定律第三章一、勢(shì)能二、機(jī)械能守恒定律物體由于被舉高而具有的能量叫做重力勢(shì)能。質(zhì)量為m的物體從地面勻速豎直地舉到高度h處，外力所做的功W=mgh，以地面處為零重力勢(shì)能的位置（叫零勢(shì)能面），以Ep表示物體在高度h處的重力勢(shì)能，則第三章一、勢(shì)能二、機(jī)械能守恒定律勢(shì)能也是一個(gè)標(biāo)量。它的單位跟功的單位相同，在國(guó)際單位制中都是J。物體下落過(guò)程中：重力對(duì)物體做正功，物體的重力勢(shì)能減少，減少的重力勢(shì)能等于重力對(duì)物體所做的功。物體上升過(guò)程中：物體克服重力做功，物體的重力勢(shì)能就會(huì)增加，增加的重力勢(shì)能等于物體克服重力所做的功。一般情況下，選地面為零勢(shì)能面。第三章一、勢(shì)能二、機(jī)械能守恒定律任何發(fā)生彈性形變的物體，也都具有勢(shì)能，在它們恢復(fù)原狀的時(shí)候都能對(duì)外界做功，這種勢(shì)能叫做彈性勢(shì)能。一般地說(shuō)，當(dāng)物體間存在引力、斥力或彈力等相互作用時(shí)，由物體間相對(duì)位置決定的能量，都叫做勢(shì)能。第三章一、勢(shì)能二、機(jī)械能守恒定律機(jī)械能動(dòng)能與勢(shì)能的總和叫機(jī)械能。不同形式的機(jī)械能之間是可以互相轉(zhuǎn)化的。在小球上升過(guò)程中，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能；在小球下降過(guò)程中，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。第三章一、勢(shì)能二、機(jī)械能守恒定律如圖2-4所示，設(shè)一個(gè)質(zhì)量為m的物體自由下落，經(jīng)過(guò)高度為h1的A點(diǎn)時(shí)，速度為v1,下落到高度為h2的B點(diǎn)速度為v2。在自由落體運(yùn)動(dòng)中，物體只受重力的作用，由動(dòng)能定理可知，重力做功第三章一、勢(shì)能二、機(jī)械能守恒定律第三章一、勢(shì)能二、機(jī)械能守恒定律另一方面由功的公式可得，重力做功

W=mg(h1-h2)根據(jù)動(dòng)能定理，重力對(duì)物體所做的功應(yīng)等于物體動(dòng)能的改變量，所以第三章一、勢(shì)能二、機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律

物體在只有重力或彈力做功的情況下，動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變。

【例題2-5】如圖2-5所示，物體從長(zhǎng)2m，高1m的光滑斜面頂端，由位置1靜止開始無(wú)摩擦地滑下，到達(dá)斜面底端位置2時(shí)的