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物理复习课

高一

李周显

第七章

机械能守恒定律

教学目标

1、

掌握功与能的相关概念和对应公式；

2、

理解动能定理和能量守恒；

3、

会利用功能关系处理相关问题。

教学重点

功和能的基本概念

教学难点

应用动能定理或能量守恒解决问题

教学过程

章前考纲统览

内容

要求

1.功和功率

Ⅱ

Ⅱ

考2.动能和动能定理

纲

3.重力做功与重力势能

Ⅱ

下

载

4.机械能守恒定律及其应用

Ⅱ

实验一

探究动能定理

实验二

验证机械能守恒定律

一、功

1、定义：物体受到力的作用，并在力的方向上发生一段位移，就说该力对物体做了功．

2、公式：W＝Fscosα

功是过程量，即做功必定对应一个过程(位移)，应明确是哪个力在哪一个过程做的功．

3、功的正负：功是标量，但有正、负之分．

⑴当0≤α＜90°时，W＞0，力对物体做正功．

⑵当90°＜α≤180°时，W＜0，力对物体做负功，也可说物体克服该力做了功．

⑶当α＝90°时，W＝0，力对物体不做功．

4、

功的计算

（1）

恒力及合力做功的计算

（2）

变力做功的计算

例题

1、如图所示，A、B叠放着，A用绳系在固定的墙上，用力F拉着B向右移动，则下列说法中正确的是(A未脱离B)(

) A．拉力F对B做正功

B．绳的拉力对A不做功

C．B给A的摩擦力对A做正功

D．A给B的摩擦力对B做负功

2、如图所示，用恒力F通过光滑的定滑轮把静止在水平面上的物体(大小可忽略)从位置A拉到位置B，物体的质量为m，定滑轮离水平地面的高度为h，物体在位置A、B时细绳与

水平方向的夹角分别为θ1 和θ2，求绳的拉力对物体做的功。

3、用水平拉力拉着滑块沿半径为R的水平圆轨道运动一周，如图所示，已知物块与轨道间的滑动摩擦系数为μ，物块质量为m，求此过程中摩擦力做的功

二、功率

1、定义：功跟完成这些功所用时间的比值叫做功率

2、公式：

⑴P=W/t，

P为时间t内的平均功率

⑵

P



Fv

cos



（α为F与v的夹角）

①v为平均速度则P为平均功率

②v为瞬时速度则P为瞬时功率

3、单位：瓦特(W)，1W＝1 J/s 4、物理意义：功率描述做功的快慢. 5、额定功率：机械正常工作的最大输出功率叫额定功率，一般在机械的铭牌上标明

6、实际功率：机械实际工作时输出的功率．要求小于等于额定功率

三、机车启动问题

类型1：机车以恒定功率P 启动

类型2：机车以恒定加速度

a 启动

5、关于汽车在水平路上运动，下列说法中正确的是(

) A．汽车以额定功率启动，在速率达到最大以前，加速度是在不断增大的

B．汽车以恒定加速度启动，在速度达到最大以前，牵引力是不断增大的

C．汽车启动后以最大速度行驶，则牵引力等于阻力

D．汽车以最大速度行驶后，若要减小速度，可减小牵引功率

6、汽车发动机的功率为60 kW，若其总质量为5 t，在水平路面上行驶时，所受阻力恒为车重的0.1倍，g取10 m/s2。

(1)汽车保持其额定功率不变，从静止起动后能达到的最大速度是多大？当汽车的加速度为2 m/s2时，速度多大？当汽车的速度为6m/s时，加速度是多大？

(2)若汽车从静止开始，保持以0.5 m/s2的加速度做匀加速直线运动，问这一过程能维持多长时间？

知识点二

动能

动能定理

一、动能

1、定义：物体由于运动而具有的能．

122、表达式：

EKmv23、矢标性：标量．

4、单位：焦耳，1 J＝1 N·m＝1 kg·m2/s2 5、瞬时性：因为v是瞬时速度．

6、相对性：物体的动能相对于不同的参考系一般不同

二、动能定理

1、内容：合外力对物体所做的功等于物体动能的改变量．

12122、表达式：

WEK2EK1mv2mv1223、适用范围：直线运动、曲线运动、恒力做功、变力做功、各个力同时做功、分段做功均

O

R

可用动能定理．

4、注意：动能定理说明外力对物体所做的总功和动能变化间的一种因果关系和数量关系，不可理解为功转变成了物体的动能．

5、运用动能定理解题的一般步骤：

①明确研究对象和运动过程．

②分析受力及各力做功的情况．

③明确初、末状态的动能．

④列出动能定理方程，并求解．

7、如图所示，一质量为2 kg的铅球从离地面2 m高处自由下落，陷入沙坑2 cm深处，求沙子对铅球平均阻力的大小．(g取10 m/s2)

8、一物块以5m/s的初速度从曲面的A点开始下滑，运动到B点时的速度为5m/s，若物块以6m/s的初速度仍从A点开始下滑，它运动到B点的速度（

）

A、大于6m/s B、小于6m/s C、等于6m/s D、无法确定

9、一列车的质量是5.0×105 kg，在平直的轨道上以额定功率3 000 kW加速行驶，当速度由10 m/s加速到所能达到的最大速度30 m/s时，共用了2 min，则在这段时间内列车前进的距离是多少？(设阻力恒定)

知识点三

机械能

机械能守恒定律

一、重力势能

1、重力做功的特点：重力做功与路径无关，与初、末位置在竖直方向上的高度差有关，大小WG＝mgh. 2、重力势能

⑴概念：物体处于一定的高度而具有的能．

⑵表达式：Ep＝mgh. ⑶重力势能的正、负：由于重力势能是标量，故其正、负表示势能的大小．

⑷相对性：重力势能具有相对性，h是物体的重心到参考平面(零势能面)的高度．

3、重力做功与重力势能变化的关系：WG＝－ΔEp. 二、弹性势能

1、概念：物体因为发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能．

2、弹簧弹性势能大小：与弹簧的劲度系数和形变量有关．

3、弹力做功与弹性势能的变化：弹力做正功，物体的弹性势能减小，弹力做负功，物体的弹性势能增加．表达式为W＝－ΔEp. 三、机械能及其守恒定律

1、机械能：动能和势能统称为机械能．物体的机械能为其动能和势能(重力势能和弹性势能)之和．

2、内容：在只有重力做功的情况下，物体的动能与重力势能可以发生相互转化，但机械能的总量保持不变．如果还有弹力做功，则发生动能、重力势能和弹性势能的相互转化，但机械能的总量仍保持不变．

3、表达式：

A

B

⑴从能量守恒的观点：Ek1+Ep1=Ek2+Ep2 ⑵从能量转化的观点：Ek=-Ep ⑶从能量转移的观点：EA=-EB 10、下列物体运动过程中满足机械能守恒的是(

）

A．跳伞运动员张开伞后，在空中匀速下降

B．忽略空气阻力，物体竖直上抛

C．火箭升空

D．拉着物体沿光滑斜面匀速上升

11、如下图所示，总长为L的光滑匀质的铁链，跨过一光滑的轻质小定滑轮，开始时底端相齐，当略有扰动时某一端下落，则铁链刚脱离滑轮的瞬间，其速度多大？

12、如图所示，光滑圆柱被固定在水平平台上，用轻绳跨过圆柱体与两小球m1、m2相连(m1、m2分别为它们的质量)，开始时让m1放在平台上，两边绳绷直，两球从静止开始m1上升，m2下降，当m1上升到圆柱的最高点时，绳子突然断裂，发现m1恰能做平抛运动抛出．求m2应为m1的多少倍？

知识点四

功能关系

能的转化和守恒

o

二、能量转化和守恒定律

1、内容：能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中其总量保持不变．

2、可以从两个方面来理解：

⑴某种形式的能减少，一定存在另一种形式的能增加，且减少量和增加量相等．

⑵某个物体的能量减少，一定存在另一个物体的能量增加．且减少量和增加量相等．

13、已知货物的质量为m，在某段时间内起重机将货物以a的加速度加速升高h，则在这段时间内叙述正确的是(重力加速度为g)

(

) A．货物的动能一定增加mah－mgh B．货物的机械能一定增加mah C．货物的重力势能一定增加mah D．货物的机械能一定增加mah＋mgh

14、如图所示，质量为

m 的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度

v 匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物体从静止释放到相对静止这一过程下列说法正确的是（

）

A、电动机多做的功为

B、传送带克服摩擦力做功为

C、传送带克服摩擦力做功为

D、电动机增加的功率为μmgv 教学小结

1、

熟悉所学知识

2、

掌握典型例题

作业

1、

查找知识漏洞

2、

完成期末复习卷