人教版高中物理必修机械能守恒定律
人教版(新课标)高中物理必修二第七章机械能守恒定律——功和功率
机械能
1 功和功率
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第1讲 功和功率
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考点1 功
1.做功的两个要素 (1)作用在物体上的_力___. (2)物体在__力__的__方__向__上发生的位移. 2.公式:W=_F_x_c_o_s_α__ (1)α是力与__位__移__方向之间的夹角,x为物体对地的位移. (2)该公式只适用于_恒__力__做功.
直线运动
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汽车在平直的公路上以恒定的功率启动,设阻力恒定,则图中 关于汽车运动过程中加速度、速度随时间变化的关系,以下判 断正确的是( )
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A.汽车的加速度—时间图像可用图乙描述
B.汽车的速度—时间图像可用图甲描述
C.汽车的加速度—时间图像可用图丁描述
D.汽车的速度—时间图像可用图丙描述
正功;
当mgtanθ>ma即a<gtanθ时,摩擦力沿斜面向上,摩擦力做
负功.
综上所述,B是错误的.
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4.如图所示,一个物块在与水平方向成α角的恒力F作用下,沿 水平面向右运动一段距离x,在此过程中,恒力F对物块所做的 功为( )
A. Fx
B. Fx
C.Fxsinα
D.Fxcosα
sinα
C. 3 kg 5
D. 9 kg 10
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【解析】选B.设加速过程拉力为F,物体受的阻力为f,由 P=F·v可知,30=F·6,10=f·6,可求得:F=5fN,5 N, 由 甲图可知,0~2 s内物体的加速度 a 6 m / s2 由3 牛m /顿s2, 3
2
第二定律得:F-f=ma,可求得:m 10 k故g,B正确.
人教版高中物理必修二第七章-机械能守恒定律-知识点归纳
第七章《机械能守恒定律》知识点总结一、功1概念:一个物体受到力的作用,并在力的方向上发生了一段位移,这个力就对物体做了功。
功是能量转化的量度。
2条件:. 力和力的方向上位移的乘积3公式:W=F S cos θW ——某力功,单位为焦耳(J )F ——某力(要为恒力),单位为牛顿(N ) S ——物体运动的位移,一般为对地位移,单位为米(m )θ——力与位移的夹角4功是标量,但它有正功、负功。
某力对物体做负功,也可说成“物体克服某力做功”。
当)2,0[πθ∈时,即力与位移成锐角,功为正;动力做功; 当2πθ=时,即力与位移垂直功为零,力不做功; 当],2(ππθ∈时,即力与位移成钝角,功为负,阻力做功; 5 功是一个过程所对应的量,因此功是过程量。
6功仅与F 、S 、θ有关,与物体所受的其它外力、速度、加速度无关。
7几个力对一个物体做功的代数和等于这几个力的合力对物体所做的功。
即W 总=W1+W2+…+Wn 或W 总= F 合Scos θ8 合外力的功的求法:方法1:先求出合外力,再利用W=Flcos α求出合外力的功。
方法2:先求出各个分力的功,合外力的功等于物体所受各力功的代数和。
1概念:功跟完成功所用时间的比值,表示力(或物体)做功的快慢。
2公式:tW P =(平均功率) θυc o s F P =(平均功率或瞬时功率)3单位:瓦特W4分类:额定功率:指发动机正常工作时最大输出功率实际功率:指发动机实际输出的功率即发动机产生牵引力的功率,P 实≤P 额。
5分析汽车沿水平面行驶时各物理量的变化,采用的基本公式是P=Fv 和F-f = ma 6 应用:(1)机车以恒定功率启动时,由υF P =(P 为机车输出功率,F 为机车牵引力,υ为机车前进速度)机车速度不断增加则牵引力不断减小,当牵引力f F =时,速度不再增大达到最大值m ax υ,则f P /max =υ。
(2)机车以恒定加速度启动时,在匀加速阶段汽车牵引力F 恒定为f ma +,速度不断增加汽车输出功率υF P =随之增加,当额定P P =时,F 开始减小但仍大于f 因此机车速度继续增大,直至f F =时,汽车便达到最大速度m ax υ,则f P /max =υ。
人教版高中物理必修第2册 第八章机械能守恒定律 第1节功与功率
分析: 实际功率不一定总等于额定功率,大多数情况下输出的实际功率都比额定
功率小,但在需要时,短时间也可以输出更大的功率。题目中说“受到的阻力不变”,
表明本题对于较低速度行驶时发动机的输出功率只要求估算。
例 发动机的额定功率是汽车长时间行驶时所能输出的最大功率。某型号汽车发动机的额定功率
为60kW,在水平路面上行使时受到的阻力是1800N,求发动机在额定功率下汽车匀速行使的速度.在
D.由P=Fv可知,当发动机功率一定时,牵引力与速度成反比
解析:
A错:功率与做功的时间无直接关系。
B错:据P= 能计算出一段时间内平均功率的大小,不能求出任意时刻的瞬时功率。
W
t
C错:当牵引力一定时,根据P=Fv知,汽车发动机的功率与速度成正比。
D对:由公式P=Fv可知,当汽车输出功率一定时,牵引力与汽车的速度成反比。
W Fl cos
(2)先求出各个力所做的功,再求其代数和.
W1 F1l cos1
W2 F2 l cos 2
W W1 W2 F1l cos1 F2 l cos 2
例 一个质量150kg的雪橇,受到与水平方向成37°角的斜向上方的拉力,大小为500N,在水
W 0
一、功
1、定义:
力对物体所做的功,等于力的大小、位移的大小、力与位移的夹角余弦这三者的乘积.
2、公式: = (适用于恒力做功)
3、单位: 国际单位:焦耳(J) 1 J=1 N×1 m=1N·m
4、标量:遵从代数运算法则。
注意:功的一般表达式运用要注意两点
①力必须是恒力
(1)当
0 90 时,W > 0,力对物体做正功;
新人教版高中物理必修2课件第七章机械能守恒定律1追寻守恒量--能量7.2功
【补偿训练】 1.用50 N的力拉一个质量为10 kg 的物体在水平地面 上前进,如图所示若物体前进了10 m,如果物体与水平 面间动摩擦因数μ=0.1,物体克服阻力做了多少功 (sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10 m/s2) ( )
A.
(1)小孩与雪橇整体的合力所做的功。 (2)对小孩与雪橇整体的拉力所做的功与摩擦力所做的 功。
【思维·建模】
【解析】(1)2 s内雪橇的位移为:
l= 1 at2= 1×0.5×22 m=1 m,
2
2
小孩与雪橇整体所受合力为:F合=ma=40×0.5 N=20 N
合外力对雪橇做的功为:W合=F合l=20×1 J=20 J
(2)拉力F做功为:WF=Flcos α=60×1×0.8 J=48 J 摩擦力做的功为: W=Ff W合-WF=20 J-48 J=-28 J。 答案:(1)20 J (2)48 J -28 J
任务2 计算变力做功的四种方法
方法 转换法
以例说法
用力F把小球从A处缓慢拉到B
处,F做功为WF,则有: WF-mgl(1-cos θ)=0, 得WF=mgl(1-cos θ)
功,C错误;轮胎受到地面的支持力竖直向上,而轮胎的 位移水平向右,则轮胎在竖直方向上没有发生位移,支 持力不做功,D错误。
【规律方法】判断力做正、负功的方法 (1)根据力F和物体位移l方向的夹角α判断——常用于 恒力做功的情形。 (2)根据力与物体瞬时速度方向的夹角θ判断——常用 于曲线运动的情形。
1.动能:物体由于_运__动__而具有的能量。 2.势能:相互作用的物体凭借其_位__置__而具有的能量。 3.能的转化:在伽利略的理想斜面实验中,小球的_势__ _能__和__动__能__可以相互转化。
人教版高中物理必修第2册 第8章 机械能守恒定律 3 动能和动能定理
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第八章 机械能守恒定律
问题 (1)物体在运动过程中受几个力作用?做功情况怎样? (2)从A点到C点,物体初、末状态的动能各是多少? (3)求从A点到C点过程中物体克服摩擦力做的功? 【答案】(1)物体受重力、轨道支持力、摩擦力三个力作用.在圆弧 轨道上运动时,重力做正功,支持力不做功,摩擦力做负功.在水平轨 道上运动时,重力、支持力不做功,摩擦力做负功. (2)物体由A点从静止滑下,最后停在C点,初、末状态的动能都是 零. (3)设克服摩擦力做功为Wf.根据动能定理mgR-Wf=0,故Wf=mgR.
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第八章 机械能守恒定律
物体的动能会小于零吗? 【答案】不会 动能总大于或等于零.
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第八章 机械能守恒定律
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第八章 机械能守恒定律
【解析】子弹的质量 m1=20 g=0.02 kg,故子弹的动能为 Ek1=12m1v21= 12×0.02×6002=3 600 J;鸵鸟的动能为 Ek2=12m2v22=12×80×102=4 000 J, 则可知鸵鸟的动能较大,故 A 正确,B、C、D 错误.
用下,从P点运动到Q点,水平拉力F做的功为W2.已知θ=30°,则W1和
W2大小关系为
人教版高中物理必修第2册 第八章 机械能守恒定律 4.机械能守恒定律
• b.如图8.4-5乙所示,各接触面光滑,A自B上端自 由下滑的过程中,只有重力和A、B间的弹力做功,A、 B组成的系统机械能守恒。但对A来说,B对A的弹力做 负功,这个力对A来说是外力,A的机械能不守恒。
•主题探究二 机械能守恒定律的应用
•【重难释解】 • 1.机械能守恒定律的不同表达式
机械能守恒定律
表达式
物理意义
从不同状态看 从转化角度看 从转移角度看
Ek1+Ep1=Ek2+Ep2或 初状态的机械能等于末状态的机
E初=E末
械能
Ek2-Ek1=Ep1-Ep2或 动能的增加量等于势能的减少量 ΔEk=-ΔEp
• ③结论:这一事实说明某个量是守恒的,在物理学上 我们把能这量个量叫能作_____或者____。 • (2)动能与势能的相互转化
• ①动能与重力势能间的转化:只有重力做功时,若重
力做正功,则__________转化为动能;若重力做负功,则
_____重转力化势为能 重力势能。
动能
• ②动能与弹性势能间的转化:只有弹簧的弹力做功时,
()
×
• (2)通过重力做功,动能和重力势能可以相互转化。
√
()
• (3)物体的机械能一定是正值。
×
()
• 3.想一想
•毛泽东的诗词中曾写到“一代天骄,成吉思汗……弯弓射 大雕”。试分析在弯弓射雕过程中,涉及机械能中哪些能 量之间的转化?
•提示:箭被射出的过程中,弓的弹性势能转化为箭的动能; 箭上升的过程中,箭的动能转化为重力势能;箭下落的过 程中,箭的重力势能转化为动能。
新教材人教版高中物理必修第二册 第八章 机械能守恒定律 优秀教案教学设计
第八章机械能守恒定律8.1功与功率 ................................................................................................................... - 1 - 8.2重力势能 ................................................................................................................. - 11 - 8.3动能和动能定理...................................................................................................... - 20 - 8.4机械能守恒定律...................................................................................................... - 29 - 8.5实验:验证机械能守恒定律.................................................................................. - 40 -8.1功与功率教学过程一.导入新课:起重机竖直提升重物时,重物运动的方向与力的方向一致,则力对物体做的功为力的大小与重物移动距离的乘积。
更普遍的情形是物体运动的方向与力的方向不一致,例如马拉雪橇时拉力方向和雪橇运动方向间有一个角度。
这时应当怎样计算功呢?【教师引导】回忆初中学过的功的计算公式和做功条件(1)表达式W=FS。
(2)做功条件:力和物体在力的方向上发生的位移,两者缺一不可。
讲授新课:(1)功【教师引导】当力F的方向与运动方向成某一角度时,如图,可以把力F分解为两个分力:与位移方向一致的分力1F,与位移方向垂直的分力2F。
人教版高中物理必修第2册 第八章 4 机械能守恒定律
时它的速度是v1,经过一段时间后,物体下落到高度为h2的另一位置B,这时
它的速度是v2。物体受到重力和曲面支持力的作用,因为支持力方向与运
动方向垂直,支持力不做功,所以,只有重力做功,用W表示这一过程中重力
1
1
2
做的功,由动能定理知,W= 2 − 1 2 。
角度看
或ΔEA=-ΔEB
系统只有A、B两物体时,A
增加的机械能等于B减少的
机械能
零势能面
不必选零
势能面
2.应用机械能守恒定律解题的步骤
迁移应用
例2 (2021山东青岛高一检测)小丽同学用实验研究“圆珠笔的上跳”,一支可
伸缩的圆珠笔,内有一根弹簧,尾部有一个小帽,压一下小帽,笔尖就伸出。
手握笔杆,使笔尖向上,小帽抵在桌面上,在压下后突然放手,笔杆将竖直向
(2)1.55
m/s
解析 (1)圆珠笔弹簧的弹性势能减小,转化为圆珠笔的动能,离开桌子后,圆
珠笔减少的动能转化成圆珠笔增加的重力势能,圆珠笔运动到最高点时,圆
珠笔的重力势能最大,动能为零。
1
(2)由机械能守恒定律得:mgh= 0 2 ,代入数据得 v0=1.55 m/s。
2
变式训练2 以10 m/s的速度将质量为m的物体从地面上竖直向上抛出,若忽
现让圆环由静止开始下滑,已知弹簧原长为L,圆环下滑到最大距离时弹簧
的长度变为2L(未超过弹性限度),重力加速度为g,则在圆环下滑到最大距
离的过程中(
)
A.圆环的机械能守恒
B.弹簧的弹性势能增加了 √3 mgL
再减小,只是初、末状态相等。
1.伽利略斜面实验
机械能守恒定律公式高中
机械能守恒定律公式高中
一、机械能守恒定律
1、机械能守恒定律:指在物理系统中,机械能量不会消失,而是在物
体之间转化形式并被保存下来,由此可知机械能量总和是保持不变的,即机械能量守恒定律。
2、机械能守恒定律:机械能定义为物体因受到力而产生的运动状态,
当物体上受力时,物体的机械能会发生转化,例如动能、位能等形式
的能量,而机械能守恒定律就是指机械能量总和在单一物理系统中是
保持稳定的,也就是说,产生的能量和消耗的能量是相等的,不会出
现能量消失和出现的现象。
二、机械能守恒定律的应用
1、电器机械能损耗:电器在传递电能的过程中,会有磁铁吸力和制动
器的阻力,这就会使得电器机械能产生损耗,而根据机械能守恒定律,损耗的机械能转化为其他形式的能量,如噪声、摩擦损耗、热损耗等。
2、滑行损耗:当机械设备在运行过程中,尤其是滑动体的受力情况下,会产生滑行损耗,而根据机械能守恒定律,滑行损耗会转化为热能,
这就是导致机械设备热量损耗的原因之一。
三、机械能守恒定律的实验
1、机械能守恒定律实验:使用小铁球悬挂在木棍上,并在球上加载相
同的重量,先将小铁球每组向两边移动相同的距离,再将铁球放生,
此时木棍由水平位置发生摆动,根据机械能守恒定律,得出了摆动速度不变的定律。
2、弹性碰撞实验:将实体固定静止,将另外一个实体放入某一方向,给予足够的动能,使它发生弹性碰撞,实验得出动能和弹性能之间的关系,即 manifesting 了守恒定律。
因而可以确认两个物体在弹性碰撞中,机械能守恒定律成立。
高中物理必修2-机械能守恒定律
机械能守恒定律知识集结知识元机械能守恒定律知识讲解一、机械能1.内容:物体的动能和势能(包括:重力势能和弹性势能)之和.2.表达式:E=E k+E p.3.机械能的理解:(1)机械能是状态量;标量,单位为焦耳;数值有正负(2)相对性:势能具有相对性(须确定零势能参考平面),同时,动能也具有相对性(与所选参考系有关),故机械能具有相对性.二、机械能守恒定律1、内容:在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以互相转化,而总的机械能保持不变.2、表达式:E k+E p=Ek+Ep.3、适用对象:系统.4、适用条件:只有系统内的重力或弹力做功,其他力不做功或做功的代数和为0.5、解题的基本步骤:(1)明确所选取的研究对象(物体或系统)(2)分析研究对象的受力情况及各力做功情况,判断是否符合机械能守恒的条件.(3)恰当地选取参考平面,确定研究对象在研究过程的初、末状态的机械能(包括动能和势能).(4)根据机械能守恒定律列方程,进行求解.例题精讲机械能守恒定律例1.下列说法正确的是()A.物体所受合力不为零,则其速度一定不为零B.物体所受合力不为零,则其速度方向一定发生变化C.合外力对物体做了功,物体的速度一定发生变化D.合外力对物体不做功,物体的机械能一定不变例2.下列说法正确的是()A.物体处于平衡状态时,机械能一定守恒B.物体的机械能守恒时,一定只受重力作用C.不计空气阻力,小孩沿滑梯匀速滑下过程中机械能守恒D.不计空气阻力,被投掷出的铅球在空中运动过程中机械能守恒例3.关于机械能守恒,下列说法正确的是()A.做自由落体运动的物体,机械能一定守恒B.人乘电梯加速上升的过程,机械能守恒C.物体必须在只受重力作用的情况下,机械能才守恒D.物体以g的加速度竖直向上做匀减速运动例4.如图所示,一根长为L,重为G的均匀软绳悬于O点,若将其下端向上提起使绳双折,至少要做功()A.GL B.C.D.例5.如图所示,质量相同的两物体a和b,用不可伸长的轻绳跨接在同一光滑的轻质滑轮两侧,b在水平粗糙桌面上。
人教版高中物理必修第2册 第八章 机械能守恒定律 第4节 机械能守恒定律
课时1 机械能守恒定律的理解及应用
刷易错
易错点1 不能正确理解机械能守恒定律
8.[江苏连云港 2021 高一下期末]如图所示,轻质弹簧竖直放置,下端与水平地面相连,让小球从距离 弹簧上端一定高度自由下落,直至弹簧被压缩到最短的整个下落过程中(弹簧始终在弹性限度内且不计空气 阻力的影响),下列说法正确的是( D )
物理 必修第二册 RJ
04
第4节 机械能守恒定律
01
课时1 机械能守恒定律的理解及应用
课时1 机械能守恒定律的理解及应用
刷基础
题型1 对机械能、能量转化的理解
1.[浙江杭州外国语中学 2021 高一下期末改编]奥运会比赛项目撑杆跳高如图所示,下列说法不正确的 是( D )
A.助跑过程中,运动员的动能逐渐增大 B.从杆触地到起跳后上升过程中,杆的弹性势能先增大后减小 C.在起跳后上升过程中,运动员的重力势能逐渐增大 D.在最高点杆的弹性势能最大
课时1 机械能守恒定律的理解及应用
刷易错
易错分析
一般情况下物体的碰撞或绳子的拉伸等,都会使物体一部分机械能转化为内能,此时物体机械能必定不 守恒,而学生做题时容易将这一点忽略,从而造成错解.本题易犯的错误是误认为小球运动的整个过程中机 械能守恒,从而得到 mgh=1mv2,代入数据可得小球运动到最低点 A 时的速度 v= 3gl,导致出现错解.
2
课时1 机械能守恒定律的理解及应用
刷提升
1.[江苏南京 2021 高一下期末]小明在体验蹦极运动时,把一端固定的长弹性绳绑在脚踝关节处,从高 处由静止落下.将小明的蹦极过程近似为在竖直方向的运动,在运动过程中,把小明视作质点,不计空气阻 力及绳重.下列判断中正确的是( B )
7-8-2 机械能守恒定律的应用-高中物理课件(人教版必修二)
(2)系统间的相互作用力做功,不能使其它形式的能参与和机械能的 转换。系统内物体的重力所做的功不会改变系统的机械能。
系统间的相互作用力分为三类: 刚体产生的弹力:比如轻绳的弹力,斜面的弹力,轻杆产生的弹
则 Ek1 , 0
Ek
2
, 1
2
mv2
Ep1, mgl(1 cos ) Ep2 0
由于该运动过程机械能守恒,则 Ek2 Ek1 Ep1 Ep2
解得 v 2gl(1 cos )
【例】以10m/s的速度将质量为m的物体竖直上抛出,则: ⑴物体上升的最大高度是多少? ⑵上升时在何处重力势能和动能相等?(阻力忽略)
新课标导学
几种常见的机械能守恒的物理模型
必修② · 人教版
物理情境
做抛体运动的物体(不计空气阻力)
如图,不计空气阻力,小球来回摆动 过程
研究对象 物体
做功或能量转化情况 只有重力做功
结论 运动过程中物体的机械能守恒
小球
只有重力做功(绳的拉力不做功) 小球摆动过程中,机械能守恒
如图,不计空气阻力,小球来回摆动 过程
分析:对M、m和细绳所构成的系统,受到外界四个力的作用。 它们分别是:M所受的重力Mg,m所受的重力mg,斜面对M的支持力N, 滑轮对细绳的作用力F。
M、m的重力做功不会改变系统的机械能,支持力N垂直于M的 运动方向对系统不做功,滑轮对细绳的作用力由于作用点没有位移 也对系统不做功,所以满足系统机械能守恒的外部条件,系统内部 的相互作用力是细绳的拉力,拉力做功只能使机械能在系统内部进 行等量的转换也不会改变系统的机械能,故满足系统机械能守恒的 外部条件。
高中物理必修二人教版2019第8章机械能守恒定律本章整合
① = (求恒力的功)
求功的三种方法 ② = (为平均功率)
③动能定理
概念:功跟做功所用时间的比值
功率
平均功率: =
=
公式: =
瞬时功率: =
二、机械能
①动能: =
机
②重力势能: = (为物体相对参考平面的高度)
(3)落地时,重物的速度v'=ωR,对于重物开始
下落至落地的过程,由机械能守恒定律得
2
m'gh= m'v' +4× mv2
'+
解得 h=
'
(ωR)2。
科学思维 多物体的机械能守恒问题分析技巧
1.对多物体,一般用“转化法”和“转移法”来判断其机械能是
否守恒。
2.注意寻找用绳或杆相连接的物体间的速度关系和位移关
力做竖直向下的减速运动,设水对他的阻力大小恒为2 600
N,g取10 m/s2,那么在他减速下降2 m的过程中,下列说法正确
的是( B )
A.他的动能减少了5 200 J
B.他的重力势能减少了1 200 J
C.他的机械能减少了4 000 J
D.他的机械能保持不变
解析:在运动员减速下降2 m的过程中,运动员受重力和阻力,
关系得损失的机械能为Q=μmgcos θ·s=0.5×10×0.8×2.0 J
=8 J,选项D错误。
科学思维 功能关系的选用原则
1.若只涉及动能的变化,则用动能定理分析。
2.若只涉及重力势能的变化,则用重力做功与重力势能变化
的关系分析。
【变式训练4】 在奥运比赛项目中,高台跳水是我国运动员
人教版高中物理必修二第八章机械能守恒定律功 与 功 率
【思考·讨论】 下面三种情境中,人是否对物体做功?
(物理观念)
(1)举重运动员举着杠铃不动。 (2)一人在水平地面上匀速搬运一盆花。 (3)小孩拉箱子沿水平地面向右运动一段位移。
提示:(1)杠铃没有发生位移,举杠铃的力对杠铃不做功 。 (2)搬花盆的力与花盆的位移垂直,人对花盆不做功。 (3)箱子在拉力的方向上发生了一段位移,拉力对箱子 做了功。
【典例示范】 水平路面上有一辆汽车向左运动,车厢内有一个固定
斜面,一个人坐在斜面上,车与人始终相对静止。下列 说法正确的是 ( )
A.汽车匀速行驶时,斜面对人的支持力不做功 B.汽车减速行驶时,斜面对人的支持力做负功 C.汽车减速行驶时,斜面对人的摩擦力一定做负功 D.汽车加速行驶时,斜面对人的摩擦力一定做正功
【规律方法】判断力做正、负功的方法 (1)根据力F和物体位移l方向的夹角α 判断——常用于 恒力做功的情形。 (2)根据力与物体瞬时速度方向的夹角θ 判断——常用 于曲线运动的情形。
如图所示:
①若夹角θ 是锐角,力做正功。 ②若夹角θ 是钝角,力做负功。 ③若夹角θ 是直角,力不做功。
【母题追问】 1.(多选)在【典例示范】情境中,若车厢内的斜面改为水 平面,人坐在水平面上,车与人始终相对静止。则下列说法 正确的是 ( ) A.汽车匀速行驶时,水平面对人的支持力不做功 B.汽车减速行驶时,水平面对人的支持力做负功 C.汽车减速行驶时,水平面对人的摩擦力一定做负功 D.汽车加速行驶时,水平面对人的摩擦力一定做正功
(2)瞬时功率。 ①大小:某一时刻功率的瞬时值,能精确地描述做功的 快慢。 ②意义:表示_某__一__瞬__时__做功的快慢程度,对应的是某一 时刻(或某一位置)。
一 功的含义和正负判断 1.做功的两个条件:做功的力和物体在力的方向上发生 的位移,两个条件缺一不可。 2.决定功大小的因素:由功的公式W=Flcosα 可得,功的 大小决定于做功的力的大小及受力物体在力的方向上 发生的位移大小,与物体的质量大小、物体所处环境、 物体的运动状态等因素无关,即力做功具有独立性。
高中物理必修二人教版2019第8章机械能守恒定律1功与功率
A.W1=W2
B.W1<W2
C.W1>W2
D.无法确定
答案:A
解析:由题意可知W=Fl,力F对物体所做的功W只与F、l有
关,与物体的运动情况及接触面的粗糙程度等均无关,故答案
为A。
知识点二 功率的定义式和计算式
问题引领
如图所示,用吊车将一辆坦克从码头上吊起
装上舰船。
(1)将质量为m的坦克匀速吊起,坦克在时
第八章
机械能守恒定律
1.功与功率
自主预习·新知导学
合作探究·释疑解惑
课 堂 小 结
随 堂 练 习
课标定位
1.理解功与功率的概念,会运用功与功率的公式求解相关问
题。
2.掌握汽车启动问题的分析方法。
素养阐释
1.通过功、功率的学习,形成物理观念。
2.通过推导P=Fv及相关公式的运用,掌握科学思维的方法。
由 v=at 得这一过程维持的时间
t= = . s=16 s。
(3)当汽车以额定功率启动达到2 m/s的速度时,牵引力
×
'
F'= =
N=3×104 N,
由牛顿第二定律得汽车的加速度
'-
a'=
=
× -×
×
m/s2=5 m/s2。
科学思维 机车启动问题中几个物理量的求法
(2)在3 s末力F对物体做功的瞬时功率。
答案:(1)18 W (2)36 W
2
解析:(1)物体的加速度 a= =
m/s2=2 m/s2
t=3 s 内物体的位移 l=at =×2×32 m=9 m
高中物理机械能守恒定律人教必修
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答案 B
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动能
势能
Ep+Ek
弹性势能
重力势能
重力或弹力
保持
不变
Ek2+Ep2
ΔEp
ΔEB减
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高度差
机械能
被举高
mgh
标量
大小
减少
增加
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-△Ep
弹性形变
越大
越大
-△Ep
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图 3 本课栏目开关 第3课时
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答案 见解析
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图 4 本课栏目开关 第3课时
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答案 D
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图 5 本课栏目开关 第3课时
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EA EB
3、如何判断机械能是否守恒
方法一:是不是只有重力或弹力做功。
注:“只有”的含义:其它力不做功或 其它力做功的代数和为零
(做功的角度)
(1)对某一物体,只有重力做功, 其它力不做功,或其它力做功和为0
举例:所有的抛体运动(不计空气阻力) 机械能守恒。
甲
乙
丙
A. 甲图中,物体A将弹簧压缩的过程中,A的机械 能不守恒 B. 乙图中,物体B沿固定光滑的斜面上下滑时,物体B 的机械能守恒 (若斜面不固定呢?)
人教版高中物理必修2第七章7.8机械 能守恒 定律 (共26张PPT)
例题讲解2:
❖ 如图所示,物体A、B用绳 子连接穿过定滑轮,已知
mA=2mB, 绳子的质量不计,
忽略一切摩擦,此时物体A、
B距地面高度均为H,释放
A,求当物体A刚到达地面 时的速度多大(设物体B到
滑轮的距离大于H)?
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本题说明:
❖本题重点要突出物体在变力作 用下运动,又不涉及加速度和 时间问题,在满足机械能守恒 的前提下,用机械能守恒定律 来解方便、快捷,避免了使用 牛顿运动定律的困难。
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已知轨道半径R=10cm,不
计摩擦,求小球刚离开轨道 底端B点时的速度大小?
分析:以小球为研究对象,小球在轨道上作变速圆周运 动,受到重力和支持力作用,支持力是一个大小、方向 均改变的力,但因其方向始终垂直于小球的运动方向, 所以支持力对小球不做功(这是难点),全程只有重力 作功,所以该题可用机械能守恒定律求解。
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❖ 解:选取B点所在水平面 为零势能面,以小球在A 点时为初态,经过B点时 为末态,则依据机械能守 恒定律可知:
∴小球刚离开轨道底端B点时的速度大小为:
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机械能守恒定律
回忆:
1、本章我们学习了哪几种形式的能?
动能、重力势能、弹性势能
2、动能和重力势能如何表示?
Ek
1 m: 动能、重力势能、弹性势能的统称。
总机械能为动能和势能之和。
2、表达式:E Ek EP
3、机械能是标量,具有相对性:
先选取参考系和0势能面才能确定 机械能。(一般选地面)
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二、机械能守恒定律
1、内容:
条件
在只有重力或弹力做功的物体系统
内,动能和势能可以互相转化,而
总的机械能保持不变。
2、表达式:
Ek 2 E p 2 Ek1 E p1
EK EP
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C.丙图中,小球沿水平面做匀速圆锥摆动时,小球的 机械能守恒。
(2)对某一系统,只有重力和弹力做功, 其它力不做功或做功的和为0
甲图
乙图
甲图中,物体A将弹簧压缩的过程中,A的机械能
不守恒,但A和弹簧组成的系统机械能守恒。
乙图中,地面光滑,物体沿不固定光滑斜面下滑时, 物体B的机械能不守恒,但B与斜面组成的系统机械能 守恒。
方法二:看研究对象是否向外界 提供能量,或外界向研究对提供
能量。(能量的角度)
举例:
物体间只有动能和势能的相互转化,系 统跟外界没有发生机械能的传递,也没有转 化成其他形式的能(如内能),则系统的机
械能守恒。
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例题讲解1:
把一个小球用细线悬挂起来,就成为一 个摆,如图所示,摆长为L,最大偏角为θ。 如果阻力可以忽略,小球运动到最低位置 时的速度是多大?
1 2
mv22
mgh2
1 2
mv12
mgh1
Ek 2 E p2 Ek1 E p1
此表达式 具有普遍 意义吗?
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结 人教版高中物理必修2第七章7.8机械能守恒定律 (共26张PPT) 论
在只有重力做功的物
体系统内,物体的动
能和重力势能可以相
情景分析:在下面所给的物理现象中 能量是如何转化的?
❖A、从树下掉下来的苹果 ❖B、弹簧栓着物体在光滑的水平面上
来回往复运动。
❖动能和势能之间可以相互转化
在动能势能的转
化过程中,动能和势 能是否存在某种定量 的关系?
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只有重力对物体做功的情况
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❖ 分析:以物体A为研究对象,它受 到重力和拉力作用,其中重力做正 功,拉力做负功,物体A的机械能 不守恒。以物体B为研究对象,它 受到重力和拉力作用,其中重力做 负功,拉力做正功,物体B的机械 能不守恒。
分析:小球从最高点
到最低点的过程中机
θ
械能守恒
v 2gl(1 cos)
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练习:
❖ 如图所示,在竖直平面内有 一段四分之一圆弧轨道,半 径OA在水平方向,一个小球 从顶端A点由静止开始下滑,
由动能定理,有:
m
A
h1
B
h2
WG
1 2
mv2
2
1 2
mv12
以地面为0势能面,根据重力 做功与重力势能变化的关系有:
mgh1
mgh2
1 2
mv22
1 2
mv12
移项得:
1 2
mv22
mgh2
1 2
mv12
mgh1
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互转化,但机械能的
总量保持不变
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如图:弹簧振子在光滑的水平面上。
小球的动能和弹簧的弹性势能在相互转化 过程中机械能的总量保持不变,即机械能守 恒。
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