人教版高一物理必修2第七章重力势能、弹性势能、动能定理知识点复习
人教版高一物理必修二第七章功、功率复习知识点
功、功率复习知识点第二节功1.追寻守恒量(1)伽利略的斜面实验探究如图所示。
①过程:不计一切摩擦,将小球由斜面A上某位置滚落,它就要继续滚上另一个斜面B。
②现象:无论斜面B比斜面A陡些或缓些,小球的速度最后总会在斜面上的某点变为0,这一点距斜面底端的竖直高度与它出发时的高度相同。
③结论:这一事实说明某个量是守恒的。
在物理学中我们把这个量叫做能量或能。
(2)势能:相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。
(3)动能:物体由于运动而具有的能量。
(4)能量转化:小球从斜面A上下落的过程势能转化为动能;沿斜面B升高时,动能转化为势能。
2.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。
(2)做功的三个因素:A 、作用在物体上的力;B 、力的作用点以地面为参照物的位移(相对于地面静止的物体均可作为参考物);C 、力和位移夹角的余弦值说明:A 、功和物体运动的快慢、运动的性质、接触面是否光滑、物体质量的大小等都无关系。
B 、功是一个过程量,功描述了力的作用效果在空间上的积累,它总与一个具体运动过程相对应。
(3)做功的公式:W =Fl cos α,(4)单位:国际单位制中,功的单位是焦耳,简称焦,符号是J 。
(5)适用于恒力做功3.正功和负功功是标量,由W =Fl cos α可知:(1)当α=π2时,W =0,力对物体不做功,力既不是阻力也不是动力。
(2)当0≤α<π2时,W >0,力对物体做正功,做功的力是动力。
(3)当π2<α≤π时,W<0,力对物体做负功,或说成物体克服这个力做功,做功的力是阻力。
对功的理解利用公式W=Fl cosα计算时F、l需要带表示方向的正负号吗?提示:功是标量,没有方向,计算时力F和位移l都只要代入数值就行。
正功一定比负功大吗?提示:功是标量,功的正负既不表示方向也不表示大小,比较功的大小,只需比较数值的大小,与正负号无关,所以正功不一定比负功大。
人教版高中物理必修第2册 精品讲义 8.2 重力势能(解析版)
1.定义:物体的重力与所处高度的乘积。
2.大小:表达式Ep=mgh;单位:焦耳,符号:J。
3.标矢性:重力势能是标量,只有大小、没有方向。
4.重力做功与重力势能变化的关系
(1)表达式:WG=EP1-EP2=-ΔEp。
(2)两种情况
5.重力势能的相对性、标矢性和系统性
重力势能
相对性
重力势能总是相对选定的参考平面而言的(该平面常称为零势能面)
故小球由A→D全过程中重力做功
WG=W1+W2=mg = mgh,B正确.
解法二全过程法.
全过程,小球的高度差为h1-h2= h,故WG= mgh,B正确.
计算重力做功时,找出初、末位置的高度差Δh,直接利用公式WG=mgΔh即可,无需考虑中间的复杂运动过程.
【变式训练1】如图所示,一个质量为m,均匀的细链条长为L,置于光滑水平桌面上,用手按住一端,使L/2长部分垂在桌面下,(桌面高度大于链条长度,取桌面为零势能面),则链条的重力势能为
因此物体在此过程中的重力势能减少量为
ΔEp=Ep1-Ep2=7.84 J-(-15.68) J=23.52 J
(2)以地面为参考平面,物体距参考平面的高度为
h1′=(0.4+0.8) m=1.2 m,因而物体具有的重力势能为
Ep1′=mgh1′=2×9.8×1.2 J=23.52 J
物体落至地面时,物体的重力势能为Ep2′=0
答案mg(H+h)减少mg(H+h)
知识点一、重力做的功
1.重力做功只与重力和物体高度变化有关,与受到的其他力及运动状态、运动路径均无关.
2.物体下降时重力做正功,WG=mgh;
物体上升时重力做负功,WG=-mgh.
3.重力做功的特点可推广到任一恒力做功,即恒力做功的特点是:与具体路径无关,即恒力做的功等于力与在力的方向上的位移大小的乘积,跟初、末位置有关.
人教版高中物理必修二《重力势能》知识全解
《重力势能》知识全解【教学目标】1.通过不同路径重力做功的分析,归纳出重力做功与路径无关的特点。
2.理解重力势能的表达式。
通过重力做功与重力势能变化的关系体会功能关系。
3.知道重力势能的大小与参考平面的选取有关,即重力势能具有相对性,但重力势能的变化量与参考平面的选取无关。
4.了解弹性势能的决定因素。
【内容解析】1.什么是弹性势能?发生弹性形变的物体的各部分之间,由于有弹力的相互作用,也具有势能,这种势能叫做弹性势能。
可见,物体具有弹性势能的条件是发生了弹性形变。
卷紧的发条、拉长或压缩的弹簧、拉开的弓、正在击球的网球拍、撑杆运动员手中弯曲的杆,等等,都发生了弹性形变,都具有弹性势能。
2.研究弹性势能的出发点弹性势能与重力势能都是物体凭借其位置而具有的能。
在讨论重力势能的时候,我们从重力做功的分析入手。
同样,在讨论弹性势能的时候,则要从弹力做功的分析入手,弹力做功应是我们研究弹性势能的出发点。
3.弹性势能的表达式可能与哪些物理量有关呢?(1)可能与弹簧被拉伸(或压缩)的长度有关。
这是因为,与重力势能相类比,重力势能与物体被举起(或下降)的高度有关,所以弹性势能很可能与弹簧被拉伸(或压缩)的长度有关。
重力势能与高度成正比,但是弹性势能与弹簧被拉伸(或压缩)的长度则不一定成正比,在地球表面附近可认为重力不随高度变化,而弹力在弹簧形变过程中则是变力。
(2)可能与弹簧的劲度系数有关。
这是因为,不同弹簧的“软硬”程度不同,即劲度系数不同,使弹簧发生相同长度的形变所需做的功也不相同。
4.弹性势能与拉力做功的关系当弹簧的长度为原长时,我们设它的弹性势能为0,弹簧被拉长或缩短后就具有了弹性势能。
我们研究弹簧被拉长的情况,那么弹簧的弹性势能应该与拉力所做的功相等。
可见,研究弹性势能的表达式,只需研究拉力做功的表达式。
5.如何计算拉力所做的功?在拉伸弹簧的过程中,拉力是随弹簧的形变量的变化而变化的,拉力还因弹簧的不同而不同。
高中物理必修二第七章-机械能守恒定律知识点总结
机械能知识点总结一、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=W 1+W 2+…+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 =Fl cos 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。
二、功率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 = ma6 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。
高中物理必修二重力势能知识点
高中物理必修二重力势能知识点在高中物理学习当中,重力势能可以说是十分重要的学习内容,需要掌握相关知识点。
下面店铺给大家带来高中物理重力势能知识点,希望对你有帮助。
高中物理重力势能知识点(1)定义:物体由于被举高而具有的能量.用Ep表示。
表达式Ep=mgh是标量单位:焦耳(J)(2)重力做功和重力势能的关系,W重=-ΔEp,重力势能的变化由重力做功来量度(3)重力做功的特点:只和初末位置有关,跟物体运动路径无关,重力势能是相对性的,和参考平面有关,一般以地面为参考平面重力势能的变化是绝对的,和参考平面无关(4)弹性势能:物体由于形变而具有的能量弹性势能存在于发生弹性形变的物体中,跟形变的大小有关,弹性势能的变化由弹力做功来量度高中物理必修二重力势能练习1.质量相同的实心木球和铜球,放在同一水平桌面上,则它们的重力势能是:A.木球大;B.铜球大;C.一样大;D.不能比较。
2.以下叙述中正确的是:A.重力对物体做功越多,物体的重力势能越少;B.物体克服重力做功越多,物体的重力势能越少;C.重力对物体不做功,物体的重力势能一定为零;D.物体没克服重力做功,物体的重力势能不一定为零。
3. 如图1所示,桌面离地高为h,质量为m的小球从离桌面高为H处自由下落,不计空气阻力,假设桌面为零势能的参考平面,则小球在图示位置处的重力势能 ( )A、mghB、mgHC、mg(H+h)D、mg(H-h)4.物体在运动过程中,克服重力做功50J,则( )A.重力做功为50JB.物体的重力势能一定增加50JC.物体的重力势能一定减小50JD.重力做功为-50J5.用起重机将质量为m的物体匀速地吊起一段距离,那么作用在物体上各力的做功情况应该是下面的哪种说法( )A.重力做正功,拉力做负功,合力做功为零B.重力做负功,拉力做正功,合力做正功C.重力做负功,拉力做正功,合力做功为零D.重力不做功,拉力做正功,合力做正功6.井深8m,井上支架高为2m,在支架上用一根3m长的绳子系住一个重100N的物体,则物体的重力势能是(以地面为参考平面)( )A.100JB.700JC.-100JD.无法确定高中物理学习方法一、课前认真预习预习是在课前,独立地阅读教材,自己去获取新知识的一个重要环节。
2022新人教版高一物理必修二重点知识点总结(复习必背)
高中物理人教版第二册知识总结(期末考试版)一、高考热点44条高考热点1:曲线运动与变速运动的关系曲线运动一定是变速运动,但变速运动不一定是曲线运动;高考热点2:曲线运动的合外力曲线运动的合外力(加速度)的方向指向曲线的凹侧,速度的方向在该点的切线方向。
高考热点3:平抛运动平抛运动在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向做自由落体运动。
高考热点4:平抛运动的实验在平抛运动的实验中必须使斜槽的末端水平;每一次实验必须从斜槽的同一位置由静止释放;实验时选择体积小密度大的钢球做实验。
高考热点5:平抛运动的时间只跟竖直方向的位移(高度)有关,与水平方向的速度无关。
高考热点6:斜抛运动和平抛运动都是抛体运动;抛体运动的加速度为重力加速度。
高考热点7:向上的斜抛运动物体先做匀减速曲线运动,再做平抛运动;在最高点处物体的速度不为零。
向下的斜抛运动物体一直做匀加速曲线运动。
高考热点8:渡河最短时间:船在静水中的速度(河宽)v d t =min高考热点9:抛体运动的速度变化量的方向:竖直向下高考热点10:平抛运动的物体加速度不变;平抛运动的物体在每秒内的速度增量相同;平抛运动的物体速度大小时刻改变;平抛运动是一种在恒力作用下的曲线运动;平抛运动是匀加速曲线运动。
高考热点11:圆周运动一定是曲线运动,但曲线运动不一定是圆周运动(曲线运动包括:平抛运动、斜抛运动,圆周运动)。
高考热点12:匀速圆周运动的线速度大小处处相等,方向时刻改变;匀速圆周运动在相等的时间内的路程相等。
高考热点13:匀速圆周运动的角速度不变;匀速圆周运动在相等的时间内的角度相等。
高考热点14:匀速圆周运动的向心力(向心加速度)大小处处相等,方向时刻改变; 高考热点15:向心力不是物体实际受到的力,而是根据效果命名的力。
高考热点16:向心力由物体的合力提供,或者由某个分力来提供。
高考热点17:向心力的方向始终指向圆心,向心力只改变线速度的方向,不改变线速度的大小。
人教版必修二第七章:机械能守恒定律——简明实用笔记(知识要点)
第五讲 机械能及其守恒定律一、功1.概念:物体受到力的作用,并在力的方向上发生一段位移,就叫做力对物体做了功.2.做功的两个不可缺少的因素:(1)作用在物体上的力.(2)物体在力的方向上发生的位移.3.功的计算:①公式:W=FL cos α——恒力功的计算(分解位移;分解力)单位:J.标量注:F 是力的大小、L 是位移的大小、α是F 和L 方向之间的夹角 ②大小不变方向变化的可分段转化为恒力再利用W=FL cos α来计算 ③根据功率恒定,求变力的功,W=Pt.④求出变力F 对位移的平均力来计算,当变力F 是位移s 的线性函数时, 平均力122F F F --+=⑤作出变力F 随位移变化的图象,图象与位移轴所围均“面积”即为变力做的功.⑥根据动能定理求变力做的功W 合=ΔE K⑦根据功和能关系求变力的功.功是能量转化的量度做功过程一定伴随能量的转化,并且做多少功就有多少能量发生转化.4、总功的求法:(即合外力的功)①等于各个力对物体做功的代数和,即:W 合=W 1+ W 2+ W 3+…… ②可先求合力,再利用W=F 合L cos α求解。
注:一般适用于整个过程中合力恒定不变的情况。
5、功的正负:(功有正负,但功是标量.)(1)功的正、负的判断:(一看角、二看意义、三看计算结果)①若00≤α<900,则F 做正功; ②若α=900,则F 不做功;③若900<α≤1800,则F 做负功. (2)功的正负的意义:功是标量,所以功的正、负不表示方向.功的正、负也不表示大小。
正功——力对物体的运动起到的是推动作用负功——力对物体的运动起到的是阻碍作用(物体克服这个力做了功) 注:功的正、负还表示能量转化的方向6、几种特殊力做功:①重力、弹簧的弹力和电场力做功——与路径无关,只与始末点的位置有关; ②滑动摩擦力、空气阻力等做功——与路径有关,注:在曲线运动或往返运动时,这类力(大小不变)的功等于力和路程(不是位移)的积.7、几种力做功的特点:(平衡力做功必一正一负,总功为零)①作用力和反作用力的做功:作用力与反作用力同时存在,作用力做功时,反作用力可能做功,也可能不做功,可能做正功,也可能做负功,不要以为作用力与反作用力大小相等、方向相反,就一定有作用力、反作用力的功数值相等,一正一负.所以作用力与反作用力做功不一定相等.注:作用力反作用力可以都做正功或都做负功——两磁铁小车,作用力反作用力做功代数和可以为零、可以为正、可以为负②摩擦力的做功A、静摩擦力做功的特点1)静摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功。
必修二物理重力势能知识点
必修二物理重力势能知识点
在必修二物理中,重力势能是一个重要的知识点。
下面是重力势能的几个关键知识点:
1. 重力场:地球或其他天体的存在会形成一个重力场,该重力场会对任何物体施加一
个向下的重力加速度。
在地球上,重力加速度约为9.8米/秒²。
2. 重力势能的定义:在重力场中,物体由于位置而具有的能量叫做重力势能。
一般情
况下,物体的重力势能与物体所处的高度有关,尽管它与物体的质量无关。
3. 重力势能的计算公式:对于位于高度h处的物体,它的重力势能可以通过以下公式
进行计算:重力势能(PE) = mgh,其中m是物体的质量,g是重力加速度(约等于9.8米/秒²),h是物体相对于参考点的高度。
4. 重力势能与动能的转换:当物体从高处下落时,它的重力势能会逐渐转化为动能。
这种转换可以通过机械能守恒定律来描述,即物体的机械能(重力势能加动能)在没
有外力做功的情况下保持不变。
5. 重力势能的参考点选择:重力势能的大小与所选择的参考点有关。
通常情况下,我
们将地面作为参考点,称之为零势能点。
这样,物体在地面上的重力势能为零,而高
于地面的位置会具有正的重力势能,低于地面的位置则会具有负的重力势能。
必修二物理重力势能知识点
必修二物理重力势能知识点
重力势能是指物体在地球或其他天体的引力场中由于位置的高低而具有的能量。
以下是必修二物理中与重力势能相关的知识点:
1. 重力的定义:重力是两个物体之间由于质量而产生的相互吸引力,遵循万有引力定律。
2. 重力势能的定义:在地球的引力场中,质量为m的物体高度为h时的重力势能U等于U = mgh,其中g是重力加速度(约等于9.8 m/s^2)。
3. 重力势能的计算:重力势能的大小与物体的质量和高度有关。
当物体处于较高的位置时,它的重力势能较大;当物体处于较低的位置时,它的重力势能较小。
4. 重力势能的转化:当物体从一个位置向另一个位置移动时,重力势能可以转化为其他形式的能量,如动能或热能。
根据能量守恒定律,物体的总能量保持不变。
5. 重力势能的单位:在国际单位制中,重力势能的单位是焦耳(J)。
6. 重力的保守性:重力是一个保守力,这意味着重力对物体的位移是无关紧要的,只与起点和终点的位置有关。
因此,重力势能与物体的路径无关。
7. 重力势能的变化:重力势能的变化等于外力对物体所做的功。
当物体从一个高度下降到另一个高度时,重力对物体做正功,使物体的重力势能减小;而当物体从一个低处升高到另一个高处时,重力对物体做负功,使物体的重力势能增加。
以上是必修二物理中与重力势能相关的主要知识点,希望能对你有所帮助。
人教版必修2 第7章 4.重力势能 课件(51张)
CD [重力势能的表达式为 Ep=mgh,与高度也有关,故 A 错 误;高度具有相对性,重力势能也有相对性;我们规定当物体位于 参考平面下方时,重力势能为负值,故 B 错误;重力势能离不开重 力,重力离不开地球,故重力势能是物体与地球系统所共有的,故 C 正确;重力势能的大小与零势能面的选取有关,并不一定以地面为 参考平面,故地面上的物体重力势能不一定为零,故 D 正确.]
A [重力对物体做正功,物体的重力势能减少,重力对物体不 做功,物体的重力势能不变,但不一定等于零,选项 A 正确,而选 项 C 错误;物体克服重力做功,物体的重力势能增加,但与重力势 能的正负无关,选项 B、D 均错误.]
合作探究 攻重难
对重力势能的理解
1.重力势能的三个性质 (1)重力势能的相对性 选取不同的水平面作为参考平面,其重力势能具有不同的数值, 即重力势能的大小与参考平面的选取有关.
2.重力势能的正负
重力势能是标量,其数值可正可负可为零,表示的是相对大小, 如图所示.
物体在 A、B、C 三点重力势能的正负如下表所示.
参考平面
EpA
EpB
EpC
地面
正值
正值
零
桌面
正值
零
负值
A 处平面
零
负值
负值
【例 1】 如图所示,质量为 m 的小球,从离桌面 H 高处由静 止下落,桌面离地高度为 h.若以桌面为参考平面,那么小球落地时 的重力势能及整个过程中重力势能的变化分别是( )
重力做功与重力势能的关系
重力做功
重力势能
由物体与地球的相互作用产生,且 物理意义 重力对物体做功
由它们之间的相对位置决定的能
表达式
WG=mgΔh
人教版高一物理必修二7.7动能定理应用
5、求解,必要时讨论结果的合理性。
动能定理的应用
1、常规题(匀变速直线运动) 2、多过程问题 3、求变力做功问题 4、求解曲线运动问题 5、其它问题
一辆质量m,速度v0的汽车在关闭发动机 后在水平地面上滑行了距离L后停了下来, 试求汽车受到的阻力?
vo
h=5m
2J
求解曲线运动问题
某人从距地面25m高处水平抛出一小球,小球 质量100g,出手时速度大小为10m/s,落地时速 度大小为16m/s,取g=10m/s2,试求:
(1) 人抛球时对小球做多少功?
(2)小球在空中运动时克服阻力做功多少?
求解曲线运动问题
人抛球:
W人
1 2
mv02
0
V0
球在空中:
在20m高处,某人将2kg的铅球以15m/s的速度 (水平)抛出,那么此人对铅球做的功是多少?
求变力做功问题
(平均力做功问题)
一颗质量m=10g的子弹,以速度v=600m/s
从枪口飞出,子弹飞出枪口时的动能为多少?
若测得枪膛长s=0.6m,则火药引爆后产生的
高温高压气体在枪膛内对子弹的平均推力多
大?
mgh Wf
1 2
mv2
1 2
mv02
H
5J, 17.2J V
列式时要注意W合和△Ek的正负
多过程问题
(直线+曲线)
如图所示,质量为1kg的木块(可视为质点)静
止在高1.2m的平台上,木块与平台间的动摩擦
因数为0.2,用水平推力20N使木块产生位移3m
时撤去,木块又滑行1m时飞出平台,求木块落
地时速度的大小?
v0
人教版高中物理必修二第七章重力势能-ppt精品课件
人教版高中物理必修二 第七章第4节 重力势能 课件(共14张PPT)【PPT优秀课件】- 精美版
WG=mgh1-mgh2
重力做的功
“mgh”这个量的变化
“mgh”是重力势能吗?符合其特征吗?
我们把物理量mgh叫做物体的重力势能.
人教版高中物理必修二 第七章第4节 重力势能 课件(共14张PPT)【PPT优秀课件】- 精美版
人教版高中物理必修二 第七章第4节 重力势能 课件(共14张PPT)【PPT优秀课件】- 精美版
思考与讨论1:
A
WG=EP1-EP2
B
初态的重力势能
末态的重力势能
1、从高到低,重力做 正 功,WG > 0,Ep1 > Ep2,
即重力势能 减少 ,重力势能的 减少量等于 重力所做的功。
2、从低到高,重力做 负 功(物体克服重力做功),
重力势能的相对性
参考面上方, h为正,Ep为正值
对选定的参考面
参考面下方, h为负, Ep为负值
零势能面
零势能面的选取是任意的,可根据问题研 究的方便而定,一般选地面为零势能面。
人教版高中物理必修二 第七章第4节 重力势能 课件(共14张PPT)【PPT优秀课件】- 精美版
人教版高中物理必修二 第七章第4节 重力势能 课件(共14张PPT)【PPT优秀课件】- 精美版
地
面 10J
0
10J 减少10J
(1)选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同。
(2)对一个确定的过程,重力做功和重力势能变化与 参考面的选择无关。
人教版高中物理必修二 第七章第4节 重力势能 课件(共14张PPT)【PPT优秀课件】- 精美版
高中物理功和能力、重力势能和弹性势能专题讲解
能量与功要点二、能量要点诠释:能量与物体的运动相对应,是对物体不同运动形式的统一量度,不同的运动形式对应不同的能量.(1)势能:相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能.注意:①两物体间有相互作用力,物体才会有势能.②势能是与两物体相对位置有关的能量,又叫位能.例如:地面附近的物体被提到一定的高度而具有的能量叫重力势能;拉伸、压缩的弹簧,拉开的弓具有的能量叫弹性势能.(2)动能:物体由于运动而具有的能量叫做动能.动能是一个状态量,动能的大小与物体的运动方向无关,只与物体的质量和运动速度的大小有关.例如:高速运动的炮弹具有很大的动能,可以穿透军舰厚厚的钢板进入船体;运动的水流、气流(风)可以推动叶轮转动而使发电机发电.要点三、功的概念要点诠释:(1)功的定义:物体受力的作用,并沿力的方向发生一段位移,就说力对物体做了功.力对物体做功是和一定的运动过程有关的.功是一个过程量,功所描述的是力对空间的积累效应.(2)功的两个要素:力和沿力的方向发生位移.两个要素对于功而言缺一不可,因为有力不一定有位移;有位移也不一定有力.特别说明:力是在位移方向上的力;位移是在力的方向上的位移.如物体在光滑水平面上匀速运动,重力和弹力的方向与位移的方向垂直,这两个力并不做功.(3)功的计算式:cos=.W Flα在计算功时应该注意以下问题:①式中F一定是恒力.若是变力,中学阶段一般不用上式求功.②式中的l 是力的作用点的位移,也为物体对地的位移.α是F方向与位移l方向的夹角.③力对物体做的功只与F、l、α三者有关,与物体的运动状态等因素无关.④功的单位是焦耳,符号是J.(4)功是标量,只有大小没有方向,因此合外力的功等于各分力做功的代数和.要点四、功的正负要点诠释:1.功的正负力对物体做正功还是负功,由F和l方向间的夹角大小来决定.根据cos=知:W Flα(1)当0°≤α<90°时,cosα>0,则W>0,此时力F对物体做正功.(2)当α=90°时,cosα=0,则W=0,即力对物体不做功.(3)当90°<α≤180°时,cosα<0,则W<0,此时力F对物体做负功,也叫物体克服力,做功.2.功的正负的物理意义因为功是描述力在空间位移上累积作用的物理量,是能量转化的量度,能量是标量,相应地,功也是标量.功的正负有如下含义:意义动力学角度能量角度正功动力对物体做正功,这个力对物体来说是动力力对物体做功,向物体提供能量,即受力物体获得了能量负功 力对物体做负功,这个力是阻力,对物体的运动起阻碍作用物体克服外力做功,向外输出能量(以消耗自身的能量为代价),即负功表示物体失去了能量说明 不能把负功的负号理解为力与位移方向相反,更不能错误地认为功是矢量,负功的方向与位移方向相反.一个力对物体做了负功,往往说成物体克服这个力做了功(取绝对值),即力F 做负功-Fs 等效于物体克服力F 做功Fs【典型例题】类型一、恒力功的计算 例1、如图所示,质量为2 kg 的物体在水平地面上,受到与水平方向成37°角、大小为10 N 的拉力作用,移动2m .已知地面与物体间的动摩擦因数μ=0.2.求:(1)拉力对物体做的功;(2)重力对物体做的功;(3)弹力对物体做的功;(4)摩擦力对物体做的功;(5)外力对物体做的总功.(g 取10 m /s 2)【思路点拨】只要弄清物体的受力情况,明确每个力与位移的夹角,就可根据功的定义求解.【解析】(1)拉力F 做的功 cos37F W F l =°=10×2×0.8J =16J . (2)重力G 做的功 cos90G W mg l =°=0. (3)弹力F N 做的功 cos900N F N W F l ==°. (4)摩擦力f F 做的功cos180f F f N W F l F l μ==-°(sin37) 5.6J mg F l μ=--=-°. (5)外力做的总功N f F F F W W W W =++总=16J+0+0-5.6J =10.4 J . 也可先求出合力,再求合力做的总功. cos37(sin 37)F F mg F μ=-合°-?=5.2 N , cos 0W F l ==总合°5.2×2×1J =10.4 J .【变式1】(2015 赫山区校级一模)如图所示,A 、B 两物体质量分别是A m 和B m ,用劲度系数为k 的弹簧相连,A 、B 处于静止状态。
《机械能及其守恒定律(动能和动能定理)》人教版必修高一物理精选PPT课件
②W合<0, Ek2<__ Ek1 , △ Ek—<— 0
小 结
1、物体的动能表达式:
Ek=mv2/2
2、动能定理:
W合=Ek2- E W合=2 mv22k/21-
W总
1 2
mv22
1 2
mv12
“三 同”:
a 、力对“物体”做功与“物体”动能变化中”物
体”要相同,即
同一物体
b、由于 W
有关,应取
B、让小车通过相同的距离,第1次力为F、第2次力为2F、第3次力为3F……实验时,力对小车做的功就是 W、2W、3W ……
C、选用相同的橡皮筋,在实验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一致,当用1条、2条、3条……同样的橡皮筋 进行第1次、第2次、第3次……实验时,橡皮筋对物体做的功就是W、2W、3W ……
高一物理课件精选(人教版必修2)
第七章 机械能及其守恒定律
专题7.7
动能和动能定理
复习
重力做功
重力势能
WG=EP1-EP2
弹力做功
弹性势能
WF=EP1-EP2
外力做功
动速能度
功与速度变化的探究结论?
如果W为纵坐标、v2 为横坐标作出的图象是 一条过坐标原点的直线,即 W∝v2 。
橡皮筋对小车做功的 ,与小车获得速度的 平方成正比
倾斜,对于木板的倾斜程度,下面说法正确的是 BC
A、木板只要稍微倾斜一些即可,没有什么严格的要求 B、木板的倾斜程度在理论上应满足下列条件:即重力使物体沿斜面下滑的分力应等于小车受到的阻
力 C、如果小车不受拉力时在滑行的木板上能做匀速运动,这木板的倾斜程度是符合要求的 D、其实木板不倾斜,问题也不大,因为实验总是存在误差的
功与速度的平方有关
高一物理机械能守恒定律(人教版2019必修第二册)
能否回 到原来
高度
小钢球 能
乒乓球 不能
机械能 总量如 何变化
不变
减小
受力情况 做功情况 总结
重力 绳子拉力
重力 绳子拉力 空气阻力
重力做功
重力做功 阻力做功
机械能总 量不变
机械能总 量减小
动
光滑水平面上
v 有一初速度为v
能 和
的小球,从小
初状态机械能:
机械能守恒定律
知识回顾
动能和势能都是机械能
1、动能:物体由于运动而具有的能量。
2、重力势能:地球上的物体具有的跟它的高度有关的能量。
3、弹性势能:发生弹性形变的物体的各部分之间,由于有弹力的 相互作用而具有的势能。
4、动能定理:合力所做的总功等于物体动能的变化。
5、重力做功与重力势能变化的关系:重力做的功等于物体重力势 能的减少量。
二、动能与势能的相互转化
通过重力或弹力做功,动 能与势能可以相互转化。
机 1.定义:物体由于做机械运动而具有的能叫做机械能,它是
械 能
物体动能和势能的统称;
2.符号:用E表示;
3.表达式:E= Ek+Ep; 4.单位:焦耳;
5.机械能是标量;
6.机械能具有相对性。
重力做的功相等吗?重力势能的变化相
球刚接触弹簧,
弹
直到把弹簧压
末状态机械能:
性
缩至最短位置
势
这个过程中。
此过程由动能定理可得:
能
间
的
转
结论:此过程机械能守恒
换
结
论 在只有弹力做功的物体系统内,物体的动能 和弹性势能可以相互转化,但机械能的总量
人教版高一物理必修2第七章重力势能、弹性势能、动能定理知识点总结复习
第四节重力势能1.重力做的功(1)表达式W G=mgh=mg(h1-h2),其中h表示物体起点和终点的高度差,h1、h2分别表示物体起点和终点的高度。
(2)正负物体下降时重力做正功;物体被举高时重力做负功,也可以说成物体克服重力做功。
(3)特点物体运动时,重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关,而跟物体运动的路径无关。
2.重力势能(1)定义:物体由于位于高处而具有的能量。
(2)大小:等于物体所受重力与所处高度的乘积,表达式为E p=mgh,其中h 表示物体所在位置的高度。
(3)单位:焦耳,与功的单位相同。
重力势能是标量,正负表示大小。
(4)重力做功与重力势能变化的关系①表达式:W G=E p1-E p2。
②重力做正功,重力势能减小;重力做负功,重力势能增大。
3.重力势能的相对性和系统性(1)相对性①参考平面:物体的重力势能总是相对于某一水平面来说的,这个水平面叫做参考平面,在参考平面,物体的重力势能取作0。
②重力势能的相对性选择不同的参考平面,物体重力势能的数值是不同的。
对选定的参考平面,上方物体的重力势能是正值,下方物体的重力势能是负值,负值的重力势能,表示物体在这个位置具有的重力势能要比在参考平面上具有的重力势能小。
(2)系统性重力势能是地球与物体所组成的系统共有的。
判一判(1)重力势能E p1=2 J,E p2=-3 J,则E p1与E p2方向相反。
()(2)同一物体的重力势能E p1=2 J,E p2=-3 J,则E p1>E p2。
()(3)在同一高度的质量不同的两个物体,它们的重力势能一定不同。
()提示:(1)×重力势能是标量,没有方向。
(2)√重力势能为正值,表示物体处于参考平面的上方,为负值表示物体处于参考平面的下方,而同一物体在越高的地方重力势能越大。
(3)×若选定两物体所处的水平面为参考平面,则两物体的重力势能均为0。
说明:(1)重力做功与路径无关,只与始末位置的高度差有关。
高一物理知识点笔记整理
高一物理知识点笔记整理高一物理知识点笔记整理 1机械能守恒定律(1)机械能:动能,重力势能,弹性势能的总称总机械能:E=Ek+Ep是标量也具有相对性机械能的变化,等于非重力做功(比如阻力做的功)ΔE=W非重机械能之间可以相互转化(2)机械能守恒定律:只有重力做功的情况下,物体的动能和重力势能发生相互转化,但机械能保持不变表达式:Ek1+Ep1=Ek2+Ep2成立条件:只有重力做功高一物理知识点笔记整理 21、弹力⑴发生弹性形变的物体,会对跟它接触的物体产生力的作用,这种力叫做弹力。
⑵产生弹力必须具备两个条件:①两物体直接接触;②两物体的接触处发生弹性形变。
2.弹性方向:物体之间的正压力必须垂直于它们的接触面。
绳子上拉力的方向总是沿着绳子指向绳子收缩的方向。
分析拉力方向时,首先要确定受力对象。
3、弹力的大小:弹力的大小与弹性形变的大小有关,弹性形变越大,弹力越大。
弹簧弹力:F=Kx(x为伸长量或压缩量,K为劲度系数)4、相互接触的物体是否存在弹力的判断方法:如果物体间存在微小形变,不易觉察,这时可用假设法进行判定。
高一物理知识点笔记整理 31、质点(1)没有形状、大小,而具有质量的点。
(2)质点是一个理想化的物理模型,实际并不存在。
(3)一个物体能否看成质点,并不取决于这个物体的大小,而是看在所研究的问题中物体的形状、大小和物体上各部分运动情况的差异是否为可以忽略的次要因素,要具体问题具体分析。
2、运动(1)物体相对于其他物体的位置变化,叫做机械运动,简称运动。
(2)在描述一个物体运动时,选来作为标准的(即假定为不动的)另外的物体,叫做参考系。
对参考系应明确以下几点:①对同一运动物体,选取不同的物体作参考系时,对物体的观察结果往往不同的。
②在研究实际问题时,选取参考系的基本原则是能对研究对象的运动情况的描述得到尽量的`简化,能够使解题显得简捷。
③因为今后我们主要讨论地面上的物体的运动,所以通常取地面作为参照系3、路程和位移(1)位移是表示质点位置变化的物理量。
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第四节重力势能1.重力做的功(1)表达式W G=mgh=mg(h1-h2),其中h表示物体起点和终点的高度差,h1、h2分别表示物体起点和终点的高度。
(2)正负物体下降时重力做正功;物体被举高时重力做负功,也可以说成物体克服重力做功。
(3)特点物体运动时,重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关,而跟物体运动的路径无关。
2.重力势能(1)定义:物体由于位于高处而具有的能量。
(2)大小:等于物体所受重力与所处高度的乘积,表达式为E p=mgh,其中h 表示物体所在位置的高度。
(3)单位:焦耳,与功的单位相同。
重力势能是标量,正负表示大小。
(4)重力做功与重力势能变化的关系①表达式:W G=E p1-E p2。
②重力做正功,重力势能减小;重力做负功,重力势能增大。
3.重力势能的相对性和系统性(1)相对性①参考平面:物体的重力势能总是相对于某一水平面来说的,这个水平面叫做参考平面,在参考平面,物体的重力势能取作0。
②重力势能的相对性选择不同的参考平面,物体重力势能的数值是不同的。
对选定的参考平面,上方物体的重力势能是正值,下方物体的重力势能是负值,负值的重力势能,表示物体在这个位置具有的重力势能要比在参考平面上具有的重力势能小。
(2)系统性重力势能是地球与物体所组成的系统共有的。
判一判(1)重力势能E p1=2 J,E p2=-3 J,则E p1与E p2方向相反。
()(2)同一物体的重力势能E p1=2 J,E p2=-3 J,则E p1>E p2。
()(3)在同一高度的质量不同的两个物体,它们的重力势能一定不同。
()提示:(1)×重力势能是标量,没有方向。
(2)√重力势能为正值,表示物体处于参考平面的上方,为负值表示物体处于参考平面的下方,而同一物体在越高的地方重力势能越大。
(3)×若选定两物体所处的水平面为参考平面,则两物体的重力势能均为0。
说明:(1)重力做功与路径无关,只与始末位置的高度差有关。
(2)物体在同一水平面上运动时,重力总是不做功。
(3)重力做功与路径无关还可以理解为:重力是恒力,而恒力做功W=Fl cosα就是力F与在力F方向上的位移的乘积,而重力方向上的位移与路径无关,只与高度差h有关。
往高处运动,重力方向上的位移与重力方向相反,重力做负功,往低处运动,重力做正功,其值都为mgh(h为始末位置的高度差)。
(4)重力做功的特点可以推广到任一恒力做功,即恒力做功特点为:与具体路径无关,只与起点和终点两个位置有关,恒力做的功等于力与沿着力方向的位移的乘积。
(5)物体的竖直位移等于零,说明重力做功的代数和等于零,但过程中重力并不一定不做功。
(6)重力势能:物体的重力势能用E p表示,E p1=mgh1表示物体在初位置的重力势能,E p2=mgh2表示物体在末位置的重力势能。
(7)重力做功与重力势能变化的关系①W G=mgh1-mgh2。
重力做多少正功,重力势能减少多少,重力做多少负功,重力势能增加多少,即W G=E p1-E p2=-ΔE p。
②重力做的功是过程量,重力势能是状态量,W G=E p1-E p2=-ΔE p将过程量与状态量联系起来。
重力势能与参考平面的选取有关,而重力做功和重力势能的变化量与参考平面的选取无关。
重力势能与参考平面的选取有关,而重力做功和重力势能的变化量与参考平面的选取无关。
第五节探究弹性势能的表达式1.弹性势能的认识(1)弹性势能的概念发生弹性形变的物体的各部分之间,由于有弹力的相互作用而具有的势能,叫做弹性势能。
(2)弹簧的弹性势能当弹簧的长度为原长时,它的弹性势能为0,弹簧被拉长或被压缩后,就具有了弹性势能。
2.探究弹性势能的表达式(1)决定弹性势能大小相关因素的猜想①猜想依据:弹性势能和重力势能同属势能,重力势能大小与物体的质量和高度有关,弹簧弹力与其形变量和劲度系数有关。
②猜想结论:弹性势能与弹簧的形变量l和劲度系数k有关,在弹簧的形变量l相同时,弹簧的劲度系数k越大,弹簧的弹性势能越大;在弹簧劲度系数k 相同时,弹簧形变量l越大,弹簧弹性势能越大。
(2)探究思想①弹力做功与弹性势能变化的关系同重力做功与重力势能变化的关系相似。
②用拉力缓慢拉动弹簧,拉力做的功等于克服弹力做的功。
(3)数据处理图象法:作出F -l 图象,则弹力做功等于图象与l 轴围成的面积。
(4)结论F -l 图象如图所示,拉力F 等于弹力kl ,故当弹簧形变量为l 0时,F 0=kl 0(k 为弹簧的劲度系数),图中图线与l 轴围成的面积表示拉力做功,W 0=12kl 20。
由此可得出,弹性势能的表达式为E p =12kl 2。
判一判(1)不同弹簧发生相同的形变量时弹力做功相同。
( ) (2)同一弹簧发生不同的形变量时弹力做功不同。
( ) (3)弹簧弹力做正功时,弹簧弹性势能增加。
( )提示:(1)× (2)√(3)× 说明:(1)弹性势能与弹力做功的定性关系①弹力做负功时,弹性势能增大,其他形式的能转化为弹性势能。
②弹力做正功时,弹性势能减小,弹性势能转化为其他形式的能。
(2)弹性势能与弹力做功的定量关系:弹力做功与弹性势能的关系式为W 弹=-ΔE p =E p1-E p2。
(3)弹性势能与弹力做功的关系图(1)弹性势能的表达式为:E p =12kl 2①弹簧处于原长时没有形变,弹性势能最小,通常认为为零。
②对于同一个弹簧,伸长和压缩相同的长度时弹性势能是一样的。
对于某一弹性势能可能对应着弹簧伸长和压缩两个不同的状态。
(2)变力做功的计算方法:图象“面积”法。
第七节 动能和动能定理1.动能(1)定义:物体由于运动而具有的能量。
(2)表达式:E k =12m v 2。
(3)单位:与功的单位相同,国际单位为焦耳,1 J =1_kg·m 2·s -2。
(4)物理特点①具有瞬时性,是状态量。
②具有相对性,选取不同的参考系,同一物体的动能一般不同,通常是指物体相对于地面的动能。
③是标量,没有方向,E k ≥0。
2.动能定理(1)内容:力在一个过程中对物体做的功,等于物体在这个过程中动能的变化。
(2)表达式:W=E k2-E k1。
(3)适用范围:既适用于恒力做功也适用于变力做功;既适用于直线运动也适用于曲线运动。
判一判(1)合力为零,物体的动能一定不会变化。
()(2)合力不为零,物体的动能一定会变化。
()(3)物体动能增加,则它的合外力一定做正功。
()提示:(1)√合力为零,则合力的功为零,根据动能定理,物体的动能一定不会变化。
(2)×合力不为零,合力做功可能为零,此时物体的动能不会变化。
例如做匀速圆周运动的物体。
(3)√根据动能定理可知,物体动能增加,它的合力一定做正功。
想一想1.人造卫星绕地球做匀速圆周运动,在卫星的运动过程中,其速度是否变化?其动能是否变化?提示:速度变化,动能不变。
卫星做匀速圆周运动时,其速度方向不断变化,由于速度是矢量,所以速度是变化的;运动时其速度大小不变,所以动能大小不变,由于动能是标量,所以动能是不变的。
2.在同一高度以相同的速率将手中的小球以上抛、下抛、平抛三种不同方式抛出,落地时速度、动能是否相同?提示:重力做功相同,动能改变相同,末动能、末速度大小相同,但末速度方向不同。
说明:(1)动能①动能是状态量:与物体某一时刻的运动状态相对应。
②动能是标量:只有大小,没有方向;只有正值,没有负值;速度方向改变不影响动能大小,例如匀速圆周运动过程中,动能始终不变。
③动能具有相对性:选取不同的参考系,物体的速度大小可能不同,动能也可能不同。
在通常的计算中,没有特别说明,都是以地面为参考系。
(2)动能定理①内容:公式为W=12m v22-12m v21或W=E k2-E k1或W=ΔE k。
合外力对物体做的总功等于物体动能的变化。
②意义:揭示了力对物体做功是引起物体动能变化的原因,合力做功的过程实质上是其他形式的能与动能相互转化的过程,转化了多少由合力做了多少功来度量。
(3)对动能定理的进一步理解A、对状态与过程关系的理解:功是伴随一个物理过程而产生的,是过程量;而动能是状态量,动能定理把过程量和状态量联系在了一起。
B、对适用条件的理解:对于变力做功和曲线运动的情况,动能定理同样适用。
例1(多选)关于动能,下列说法中正确的是()A.动能是普遍存在的机械能中的一种基本形式,凡是运动的物体都有动能B.公式E k=12m v2中,速度v是物体相对于地面的速度,且动能总是正值C.一定质量的物体,动能变化时,速度一定变化,但速度变化时,动能不一定变化D.动能不变的物体,一定处于平衡状态[完美答案]AC[变式训练1](多选)一质量为0.1 kg的小球,以5 m/s的速度在光滑水平面上匀速运动,与竖直墙壁碰撞后以原速率反弹,若以弹回的速度方向为正方向,则小球碰墙过程中的速度变化和动能变化分别是()A.Δv=10 m/s B.Δv=0C.ΔE k=1 J D.ΔE k=0答案AD例2有一质量为m的木块,从半径为r的圆弧曲面上的a点滑向b点,如图所示。
如果由于摩擦使木块的运动速率保持不变,则以下叙述正确的是()A.木块所受的合外力为零B.因木块所受的力都不对其做功,所以合外力做的功为零C.重力和摩擦力的合力做的功为零D.重力和摩擦力的合力为零[完美答案] C[变式训练2]下列关于运动物体所受的合力、合力做功和动能变化的关系,正确的是()A.如果物体所受的合力为零,物体的动能一定不变B.如果合力对物体做的功为零,则合力一定为零C.物体在合力作用下做匀变速直线运动,则动能在一段过程中变化量一定不为零D.物体的动能不发生变化,物体所受合力一定是零答案 A例3质量M=6.0×103 kg的客机,从静止开始沿平直的跑道匀加速滑行,当滑行距离l=7.2×102 m时,达到起飞速度v=60 m/s。
求:(1)起飞时飞机的动能是多少?(2)若不计滑行过程中所受的阻力,则飞机受到的牵引力为多大?(3)若滑行过程中受到的平均阻力大小为3.0×103N,牵引力与第(2)问中求得的值相等,则要达到上述起飞速度,飞机的滑行距离应为多大?[解答] (1)飞机起飞时的动能E k =12M v 2 代入数值得E k =1.08×107 J 。
(2)设牵引力为F ,由受力分析知合外力为F ,总功W =Fl E k1=0,E k2=E k ,则ΔE k =E k2-E k1=E k由动能定理得Fl =E k ,代入数值解得F =1.5×104 N 。
(3)设滑行距离为l ′,阻力为f ,飞机受到的合力为F -f 。
其总功W =(F -f )l ′由动能定理得(F -f )l ′=E k -0 整理得l ′=E kF -f,代入数值,得l ′=9.0×102 m 。