能量、机械波复习 PPT课件 课件 人教版

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8、真正的爱，应该超越生命的长度、心灵的宽度、灵魂的深度。
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9、永远不要逃避问题，因为时间不会给弱者任何回报。
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10、评价一个人对你的好坏，有钱的看他愿不愿对你花时间，没钱的愿不愿意为你花钱。
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11、明天是世上增值最快的一块土地，因它充满了希望。
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12、得意时应善待他人，因为你失意时会需要他们。
• 机械能守恒定律：只有重力(弹力)做功时，物体的动能
和重力(弹性)势能互相转换，机械能总量不变。
E k 1 E P 1 E k 2 E P 2 或 E k E P
– 系统内的弹力相互作用不影响机械能总量 – 由功能关系，系统外除重力的做功等于机械能的增量
（08上海）物体做自由落体运动，Ek代表动能，Ep代表势能， h代表下落的距离，以水平地面为零势能面。下列所示图像中， 能正确反映各物理量之间关系的是 ( ) B
FvPP， aP
1
s

v F
P，
P
a
P
14s
(09上海)．做简谐振动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为
原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的1/2，则
单摆振动的
（ C）
（A）频率、振幅都不变
（B）频率、振幅都改变
（C）频率不变、振幅改变
（D）频率改变、振幅不变
17．（6分）在“用单摆测重力加速度”的实验中， （1）某同学的操作步骤为： a．取一根细线，下端系住直径为d的金属小球，上端固定在铁架台上 b．用米尺量得细线长度l c．在摆线偏离竖直方向5°位置释放小球 d．用秒表记录小球完成n次全振动的总时间t，得到周期T＝t/n e按．上用述公方式法得g 出4T 的22l 重计力算加重速力度加值速与度实际值相比_偏小（选填“偏大”、“相同”或 “偏小”）。
例1（08广州）有一轻质弹簧竖直放置在水平面上，它的正上方
有一金属块从高处自由下落，从金属块自由下落到第一次速度
为零的过程中（ ）
A.重力先做正功，后做负功
BCD
B.弹力没有做正功
C.金属块的动能最大时，弹力与重力相平衡
D.金属块的动能为零时，弹簧的弹性势能最大
av
N av
N
a0 v
N
a v0
当 质 点 从 O 点 向 某 一 侧 运 动 时 ， 经 3s第 一 次 过 P 点 ， 再 向 前 运 动
又 经 过 2s第 二 次 过 P 点 ， 则 该 质 点 再 经 ____第 三 次 过 P 点 。
解析：画示意图，通过简谐振动的对称性求解
3s
1s
v F
P，
P
a
P
深入理解简谐振
P
O
P
动的对称性：
b a
S1
S2
（09上海）弹性绳沿x轴放置，左端位于坐标原点，用手握 住绳的左端，当t＝0时使其开始沿y轴做振幅为8cm的简谐振 动，在t＝0.25s时，绳上形成如图所示的波形，则该波的波 速为____2_0____cm/s，t＝___3_s____时，位于x2＝45cm的质 点N恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置。
（2）已知单摆在任意摆角θ时的周期公式可近似为
T
T0
1asin2

2
，式中T0为摆角
趋近于0°时的周期，a为常数。为了用图像法验证该关系式，需要测量 的物理
量有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；若某同学在实验中得到了如图所示的图线，则
图像中的横轴表示＿＿＿＿＿＿。
简谐波
3、波速
定义式： 波速公式：
v x t
v f
T
注意：
介质
波源
(1)波的传播速度与质点振动的速度是两个不同的概念
(2)波速是由介质的性质决定的,与波的频率、质点的振 幅无关，同类波在同一种均匀介质中的波速是一个定 值.
(3)当波从一种介质中进入另一种介质中时，频率不变， 波速改变，波长与波速成正比发生改变。
– 复杂情况下，明确各个力的做功的阶段，分别计算。 – 由物体的过程始末的动能变化量与外力做功（位移变化量）立方
程求解。
合理地选择运动过程是动能定理解题的关键。
（06上海）质量为 10 kg的物体在F＝200 N的水平推力作 用下，从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动，斜面固定 不动，与水平地面的夹角θ＝37O．力F作用2秒钟后撤去， 物体在斜面上继续上滑了1．25秒钟后，速度减为零．求： 物体与斜面间的动摩擦因数μ和物体的总位移S。 （已知 sin37o＝0．6，cos37O＝0．8，g＝10 m/s2）
能量、机械波
本讲内容
• 能量、功率的相关计算 • 动能定理及机械能守恒定律 • 机械振动与机械波
• 功和功率
功的计算 W Fscos
P W Fvcos
t
平均功率 P W
PFv
t
（力是衡力，速度是平均速度）
瞬时功率、额定功率、机械的效率
(07上海)物体沿直线运动的v-t关系如图所示，已知在第1秒内 合外力对物体做的功为W，则（CD） （A）从第1秒末到第3秒末合外力做功为4W。 （B）从第3秒末到第5秒末合外力做功为－2W。 （C）从第5秒末到第7秒末合外力做功为W。 （D）从第3秒末到第4秒末合外力做功为－0.75W。
波动图象与振动图象
振动图像
波动图象
研究对象 研究内容
一个振动质点
质点在振动过程中，位移随时间 而变化的规律
波的传播方向上所有的振动质 点
某一时刻连续介质中各质点相 对于平衡位置的位移规律
图象
物理意义 描述的是某一质点在各个时刻偏 描述的是某一时刻各个质点偏
离平衡位置的位移
离平衡位置的位移
判断振动 质点方向
I
II
S
x
L
L
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1、再长的路一步一步得走也能走到终点，再近的距离不迈开第一步永远也不会到达。
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2、从善如登，从恶如崩。
பைடு நூலகம்
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3、现在决定未来，知识改变命运。
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4、当你能梦的时候就不要放弃梦。
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5、龙吟八洲行壮志，凤舞九天挥鸿图。
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6、天下大事，必作于细；天下难事，必作于易。
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7、当你把高尔夫球打不进时，球洞只是陷阱；打进时，它就是成功。
v/ms－1
0 1 2 3 4 5 6 7 t/s
机车启动模型
汽车发动机的功率为60 kW,汽车的质量为4 t,当它行驶在坡 度为sinα=0.02的长直公路上时,如图所示,所受阻力为车重的 0.1倍（g取10 m/s2）,求: （1）汽车所能达到的最大速度vm. （2）若汽车从静止开始以0.6 m/s2的加速度做匀加速直线运 动,则此过程能维持多长时间？ （3）当汽车以0.6 m/s2的加速度匀加速行驶的速度达到最大 值时,汽车做功多少？
动能定理
• 基本公式：W合Ek2Ek1
– 求总功时，可以用合外力做功，也可以用所有外力做功之和 – 研究对象若为系统，则需要所有系统外的力对系统做功之和 – 计算合外力做功时，系统内部的弹力相互作用不需要考虑，重力
和滑动摩擦力相互作用需要考虑进去
• 解题思路
– 确定运动过程，若为多过程运动，可以分段考虑，也可选择全过 程作为整体。
mg
mg
mg
mg
例2（05上海）如图，某人乘雪橇从雪坡经A点滑至B
点，接着沿水平路面滑至C点停止。人与雪橇总质量
为70kg。表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据，请
根据图标中的数据解答下列问题：
（1）人与雪橇从A到B的过程中，损失的机械能为多少？
（2）设人与雪橇在BC段所受阻力恒定，求阻力大小
（g取10m/s2）
μ =0.4, S=6.5m
（08上海）总质量为80kg的跳伞运动员从离地500m的直升 机上跳下，经过2s拉开绳索开启降落伞，如图所示是跳伞过 程中的v－t图，试根据图像求：（g取10m/s2） （1）t＝1s时运动员的加速度和所受阻力的大小。 （2）估算14s内运动员下落的高度及克服阻力做的功。 （3）估算运动员从飞机上跳下到着地的总时间。
(1) 12.5m/s (2) 125/9s (3) 4.17E5 J
一辆小汽车在水平路面上由静止启动,在前5 s内做匀加速直 线运动,5 s末达到额定功率,之后保持以额定功率运动.其v—t 图象如图所示.已知汽车的质量为m=2×103 kg,汽车受到地面 的阻力为车重的0.1倍,则以下说法不正确的是 (BCD) A.汽车在前5 s内的牵引力为4×103 N B.汽车在前5 s内的牵引力为6×103 N C.汽车的额定功率为60 kW D.汽车的最大速度为30 m/s
A
位置
A BC
速度（m/s） 2.0 12.0 0
时间（s） 0 4 10
20m
(1) 9100J
B
C
(2) 140N
如图所示,质量为m的小球被系在轻绳的一端,以O为圆心在竖 直平面内做半径为R的圆周运动.运动过程中,小球受到空气阻 力的作用.设某时刻小球通过圆周的最低点A,此时绳子的张力 为7mg,此后小球继续做圆周运动,经过半个圆周恰能通过最高 点B,则在此过程中小球克服空气阻力所做的功是多少?
运动轨迹是直线，回复力就是合外力，在平衡位置回复力为0，合 外力为0。
（2）单摆
运动轨迹是曲线，回复力是合外力沿切线 方向的分力，在平衡位置回复力为0，合外 力不为0。
T 2 L g
最大摆角小于100
T与m及A无关——等时性
例 7 (08郑 州 )一 个 做 简 谐 振 动 的 质 点 在 平 衡 位 置 O 点 附 近 振 动 ，
(1) a=8 m/s2 f=160N
(2)4*39=156m, W=1.23E5 J
(3)71.3s
机械能守恒
• 重力势能：EPmgh h为物体相对参考平面的高度
• 功能关系：功是能量变化的量度，不同的功对应不同的
能量变化
W合 Ek WG EP
W 合 W G E k E P
vA
vB
a
a
解析：vT,假设TA时间内，B波经过n个周期，则TB
TA n
4a 2a
所以有：vA:vB
3 TA
:3 TA
2:n
n
例 9 ( 0 5 上 海 ) 如 图 所 示 ， 实 线 表 示 两 个 相 干 波 源 S 1 ， S 2 发 出 的 波 的 波 峰 位 置 ， 则 图 中 的 _ _ _ _ 点 为 振 动 加 强 的 位 置 ， 图 中 的 _ _ _ _ 点 为 振 动 减 弱 的 位 置 。
看下一时刻质点的位置
“逆向爬坡”法
例 8(05上 海 )如 A， B两 列 波 某 时 刻 的 波 形 如 图 所 示 ， 经 过 tTA
时 间 （ TA为 波 A的 周 期 ） ， 两 波 再 次 出 现 如 图 波 形 ， 则 两 波 的 波
速 之 比 vA: vB可 能 是 （）
(A)1:3 (B)1:2 (C)2:1 (D)3:1
某同学分析如下：既然两列波的波峰存在重合处，那么波谷与波
谷重合处也一定存在。只要找到这两列波半波长的最小公倍数，……， 即可得到波谷与波谷重合处的所有位置。
你认为该同学的分析正确吗？若正确，求出这些点的位置。若不
正确，指出错误处并通过计算说明理由。
（07上海）如图所示，位于介质I和II分界面上的波源S，产 生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波。若在两种介 质中波的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2，则（ B ） （A）f1＝2f2，v1＝v2。 （B）f1＝f2，v1＝0.5v2。 （C）f1＝f2，v1＝2v2。 （D）f1＝0.5f2，v1＝v2。
W=mgR/2
1、特征 2、特点
简谐运动
动力学特征：
F回= - kx x=Asinωt
运动学特征：
v=vmcosωt
周期性： 对称性：
T 2
端 点：
m k
x、F回、a、Ep最大
v、Ek为0
平衡位置：
x、F回、a、Ep为0
v、Ek最大 x、F回、a、 v、t有对称性
弹簧振子与单摆
（1）弹簧振子
y/cm
8
N
0
10 20 30 40 x/cm
－8
（07上海）沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时的波形如 图所示，P、Q两个质点的平衡位置分别位于x＝3.5m和x＝ 6.5m处。在t1＝0.5s时，质点P恰好此后第二次处于波峰位 置；则t2＝____0._6 __s时，质点Q此后第二次在平衡位置且向 上运动；当t1＝0.9s时，质点P的位移为____2_____cm。
y/cm 2
0 12 －2
P 3 45
Q 6 7 x/m
(08上海)有两列简谐横波a、b在同一媒质中沿x轴正方向传播，波速均为v ＝2.5m/s。在t＝0时，两列波的波峰正好在x＝2.5m处重合，如图所示。 （1）求两列波的周期Ta和Tb。 （2）求t＝0时，两列波的波峰重合处的所有位置。 （3）辨析题：分析并判断在t＝0时是否存在两列波的波谷重合处。