第五章机械能总结 ppt课件

第五章 机械能
章前考纲统览
近三年山东卷的考题分布
2020/12/27
2
【 课程标准对本主题相关内容的要求 】
1. 举例说明功是能量转化的量度，理解功和功率。关心生
活和生产中常见机械功率的大小及其意义。
2. 通过实验探究恒力做功与物体动能变化的关系。理解动
能和动能定理。用动能定理解释生活和生产中的现象。
14
很多时候变力的功没法用功的公式直接求，这 时候动能定理往往成为此类题解决的方法。
例、如图所示，在长为L的轻杆中点A和端点B各固定 一质量均为m的小球，杆可绕无摩擦的轴O转动，使 杆从水平位置无初速释放摆下。求当杆转到竖直位 置时，轻杆对A、B两球分别做了多少功?
2020/12/27
15
• 考点三 功率的计算
8
考点一 恒力做功的计算 利用公式求恒力做功时应注意 1.首先要指明要研究哪个力做功？这个 力是不是恒力？ 2．位移s为对地位移(严格讲是力的作用 点的对地位移)． 3．合力的功等于分力做功的代数和．
2020/12/27
9
• [例1] 如图所示，质量为m的物体静止在倾角 为θ的斜面上，物体与斜面的动摩擦因数为μ. 现使斜面水平向左匀速移动距离l，求：
功率的计算方法 1．首先要明确所求功率是平均功率还是瞬时功率，对应于某一过程 的功率为平均功率，对应于某一时刻的功率为瞬时功率．
2． (1)瞬时功率的计算方法． P＝Fvcosθ，v 是 t 时刻的瞬时速度，θ 为 F 与 v 的夹角． (2)平均功率的计算方法．
①利用 P ＝Wt .②利用 P ＝F v cosθ. v 为平均速度，θ 为 F 与 v 之间的夹角，利用②式时，F 为恒力．
定理
（ 2 ）重力做多少正（负）功，重力势能减少（增加）多少；即 W G = - △ Ep 。
（ 3 ）弹簧弹力做的功等于弹性势能增量的负值。
即W弹=-△E弹
（ 4 ）除系统内的重力和弹簧的弹力外，其它力做的总功等于系统机
械能的增量。即 W 它 = △ E 机 。
（ 5 ）一对滑动摩擦力对系统做功等于系统内能增加（摩擦生热），
个物体相对静止，位移相同）；
(5) 对一对相作用力做功关系的讨论
一对相作用力的大小相等方向相反，学生很容易误认为其做功也大小相等
，符号相反，总功为零，错误原因是没有注意到它们的受力物体不是同一个
物体，两个相互作用的物体的位移没有确定的关系。
20所20/以12/，27 一对相作用力做功的大小和性质没有确定的关系
2020/12/27
11
• 考点二 变力做功的计算
• 在遇到求功的问题时，一定要注意分析是求恒 力的功还是变力的功，如果是求变力的功，看 能否转化为求恒力功的问题，不能转化的，还 可以借助动能定理和能的转化和守恒定律来求 解，经常用到的还有微元法、图像法等．
2020/12/27
12
• [例2] 如图所示，一质量为m＝2.0 kg的物体从半径 为R＝5.0 m的粗糙圆弧的A端，在拉力作用下沿圆弧 缓慢运动到B端(圆弧AB在竖直平面内)．拉力F大小 不变始终为15 N，方向始终与物体在该点的切线成 37°角．圆弧所对应的圆心角为60°，BO边为竖直 方向，g取10 m/s2.
除重力和弹力外只有滑动摩擦力做功，一对滑动摩擦力对系统做功又等
于系统机械能的减少，即： Q = fS 相对
2020/12/27
6
2. 关于变力做功的几种方法 (1) 应用动能定理计算变力做功 — 最主要方法 (2) 化变力为恒力求变力做功 --- 等效代换 （如平 均力做功） (3) 化曲线运动为直线运动求变力做功 --- 实质是微 分求和（如沿曲面下滑看做多个小斜面） (4) 使用在位移上力的平均值来计算变力做功
道20可20/持12/2续7 发展的重要意义。
4
【本主题的知识结构】
2020/12/27
5
重点知识的理解、认识与掌握。
1. 做功的过程就是能量的转化过程 ，做了多少功，就有多少能量发
生了转化或转移。功是能量转化的量度，功能关系主要形式有下列几种：
（ 1 ）合外力做的功等于物体动能的增量， 即 W 合 = △ E k 动能
(5) 利 用 W = Pt 来计算变力做功 （如发动机以恒
定功率工作） (6) 利用图像来计算 变力做功 （如弹力做的功）
2020/12/27
7
3. 对几种力做功的讨论
(1) 重力对物体做功的特点：只跟物体的初末位置有关，与物体的运动路
径无关。
（2）滑动摩擦力对物体做功的特点跟物体运动的路程有关，跟物体的位移
无关。
(3) 关于摩擦力做功正负的认识：不论是滑动摩擦力还是静摩擦力，它们
既可以做正功，也可以做负功。做正功典型事例 --- 传送带传送物体。
（4）一对相互作用的滑动摩擦力对物体系做的总功一定不为零（净功为负
值，机械能减少使内能增加 ---- 摩擦生热）。
一对相互作用的静摩擦力对物体系做的总功一定为零（净功为零 ---- 两
3. 理解重力势能。知道重力势能的变化与重力做ຫໍສະໝຸດ Baidu的关系。
4. 通过实验，验证机械能守恒定律。理解机械能守恒定律。
用机械能守恒定律分析生活和生产中的有关问题。
5. 了解自然界存在多种形式的能量。知道能量守恒是最基
本、最普遍的自然规律之一。
6. 通过能量守恒以及能量转化和转移的方向性，认识提高
效率的重要性。了解能源与人类生存和社会发展的关系，知
• (1)物体所受各力对物体所做的功各为多少？
• (2)斜面对物体做的功是多少？
• (3)各力对物体所做的总功是？
2020/12/27
10
[解析] 应正确理解功的概念，有力作用在物体上和在力的 方向上发生位移是功的两个必不可少的因素．
(1)由功的表达式 W＝F·lcosθ，则 Wf＝ f·lcosθ＝ mglsinθcosθ WF＝ F·lcos(π2 ＋ θ)＝－mglsinθcosθ WG＝mglcosπ2＝0 J.
求这一过程中各力做功的大小？
2020/12/27
13
微元法求变力做功
(2)重力mg做的功WG＝－mgR(1－cos60°)＝－50 J. (3)物体受的支持力FN始终与物体的运动方向垂直，所以WFN＝ 0.
(4)因物体在拉力F作用下缓慢移动，动能不变，由动能定理知：
WF＋WG＋WFf＝0.
2所02以0/1W2/2F7 f＝－WF－WG＝(－62.8＋50) J＝－12.8 J.