1、第五章 機械能復習課件第五章 機械能復習課件復習機械能要求1、功（B）2、功率（B）3、動能（B）4、動能定理（C）5、重力勢能、重力做功與重力勢能的關系（）、彈性勢能（）、動能和勢能的相互轉化，機械能守恒定律（）復習機械能要求1、功（B）2、功率（B）3、動能（B）4知識脈絡功和能機械能功 W=Fscosa平均功率瞬時功率 P=Fvcosa勢能重力勢能Ep=mgh彈性勢能動能動能定理機械能守恒定律 Ek1+Ep1=Ek2+Ep2功是能量轉化的量度 WG=DEp、 W彈=DEp彈、 W合=DEk、 W其它=DE機知識脈絡功和能機械能功 W=Fscosa勢能動一、功（）W=FScos 標量矢量矢

2、量F與S的夾角思考取不同的值 W可取何值?、概念：3、計算：4、物理意義：1J=1N1m力力的方向上發生一段位移W=FS2、功是過程量（力在空間上的積累）一、功（）W=FScos 標量矢量矢量F與S的夾角思考5、各種力做功的特點：（）重力做功與路徑無關：（）摩擦力做功與路徑有關：W=mghW=fs摩擦力路程W=-mgh5、各種力做功的特點：（）重力做功與路徑無關：（）摩擦力1、定義：二、功率（P） 功W跟完成這些功所用時間的比值叫做功率，功率的符號為P。2、定義式：瓦特（W）、物理意義：表示做功快慢的物理量1W=1J/s1、定義：二、功率（P） 功W跟完成這些功所用時間的比值叫做變加速運動勻速

3、運動fffFF2F1A B C vA= 0vC= vm1、汽車以恒定功率啟動4.汽車啟動問題的分析P=P額不變F1 = P額/va1=(F1-f )/m vP=P額不變vF = P額/v a=(F-f )/mP=P額不變F2 = P額/vm =f a=0 v= vm變加速運動勻速運動fffFF2F1A 滬科版物理高一第二學期-第五章-機械能-復習課件(共49張PPT)這一過程可由下列流程圖表示：v增加F減小a減小F=fa=0?NY這一過程可由下列流程圖表示：v增加F減小a減小F=fa=0?vt0t0vmVt圖像：說明：此過程中汽車做加速度減小的加速運動， 最后做勻速直線運動。vt0t0vmVt

4、圖像：說明：此過程中汽車做加速度減小的變加速運動勻加速運動勻速運動fffFF2F1A B C vB= P額/F1vA= 0vC= vm2、汽車一恒定的加速度啟動4.汽車啟動問題的分析a=(F1-f )/m 不變v=at P= F1 v P=P額 不變v F = P額 / v a=(F-f )/mP=P額 不變F2 = P額/vm =f a=0 v= vm變加速運動勻加速運動勻速運動fffFF2F1A 這一過程可由下列流程圖表示：F=fv增加F減小a減小P=P0?NYv增加P增加a=0?NYF=f+ma，這一過程可由下列流程圖表示：F=fv增加F減小a減小P=P0vt0t at bvmVt圖像：

5、vt0t at bvmVt圖像：例1:質量60kg的人，從第1層登上大廈的第21層用了5min，如果該樓每層高3.0m，則登樓時這人的平均功率是(g取10m/s2) ( )A.0.12kW B.0.36kW C.0.40kW D.1.2kW例2:汽車發動機的額定功率為80kW，它在平直公路上行駛的最大速度可達20m/s。那么汽車在以最大速度勻速行駛時所受的阻力是 ( )A.1600N B.2500N C.4000N D.8000NAC例1:質量60kg的人，從第1層登上大廈的第21層用了5mi例4：一艘輪船發動機的額定功率為1.8105kW，當它的輸出功率等于額定功率時達到最大速度，此時它所受

6、的阻力為1.2107N，求：輪船航行的最大速度。例3：汽車在平直公路上行駛，它受到的阻力大小不變，若發動機的功率保持恒定，汽車在加速行駛的過程中，它的牽引力F和加速度a的變化情況是 ( )A.F逐漸減小，a也逐漸減小 B.F逐漸增大，a逐漸減小C.F逐漸減小，a逐漸增大 D.F逐漸增大，a也逐漸增大A 15m/s例4：一艘輪船發動機的額定功率為1.8105kW，當它的輸1、動能：三、動能：2、動能表達 式：物體由于運動而具有的能標量單位：焦耳 J 動能是描述物體運動狀態的物理量。1、動能：三、動能：2、動能表達 式：物體由于運動而具有的能3、動能定理：總總外力對物體所做的總功等于物體動能的變化

7、量 公式：外力總功末動能初動能動能變化量為: “末減初”。對公式的理解:要明確初末狀態之間有一個過程.W總包括物體受到的一切力所作 的功，分清每個力所作功的正負3、動能定理：總總外力對物體所做的總功等于物體動能的變化量 例7：下列關于運動物體所受合外力做功和動能變化的關系正確的是（ ）A.如果物體所受合外力為零，則合外力對物體做的功一定為零B.如果合外力對物體做的功為零，則合外力一定為零C.物體在合外力作用下做變速運動，動能一定發生變化D.物體的動能不變，所受合外力一定為零例6：從高為h處水平拋出一個質量為m的小球，落地點與拋出點水平距離為s，求拋球時人對求所做的功。A例7：下列關于運動物體所

8、受合外力做功和動能變化的關系正確的是例8：把完全相同的三塊鋼板疊放在一起子彈以v0的速度垂直射向鋼板，剛好能打穿這三塊鋼板，如果只要求子彈能夠穿過第一塊鋼板，則子彈的速度至少應為多少？例9：小球的質量為m，在距地面高度為h處，以初速度v豎直向上拋出，設空氣阻力恒為f且小于mg，且小球與地面碰撞過程中不損失能量，小球最后靜止在地面上，則小球在整個運動過程中所經歷的路程是多少？例10：一架飛機，質量m=5.0103Kg,起飛過程中從靜止開始滑跑的路程為S=5.3102m時,達到起飛速度v=60m/s.在此過程中飛機受到的平均阻力是重量的0.02倍,求飛機受到的牽引力?2.7105N例8：把完全相同

9、的三塊鋼板疊放在一起子彈以v0例9：小球的質例11：質量為1kg物體與水平面間摩擦力為5N,在10N水平力作用下由靜止開始前進2m后撤去外力,再前進1m,此時物體仍在運動,其速度為多大?物體最終停止運動,其經過的全部位移為多大?解答物體所受外力有先后不同情況,本題設第1 段位移為s1,第2段位移為s2,拉力為F,摩擦力為f,則對第1、第2段運動過程應用動能定理得:：Fs1-f(s1+s2)= 1/2mvt2-0, vt=2(Fs1-f(S1+s2) =2(102-5(2+1)/1=3.16(m/s).（2）：全部位移:設撤去外力后直到靜止的位移為s,則對全過程應用動能定理得:Fs1-f(s1+

10、s)=0,s= =2(m),則全部位移為s1+s=(2+2)=4(m).例11：質量為1kg物體與水平面間摩擦力為5N,在10N水平例12：一質量為2kg的鉛球從離地面2m高處自由下落，陷入沙坑2cm深處，求沙子對鉛球的平均阻力2020 N例12：一質量為2kg的鉛球從離地面2m高處自由下落，陷入沙V0S0P例13:如圖所示，斜面足夠長，其傾角為，質量為m的滑塊，距擋板P為S0，以初速度V0沿斜面上滑，滑塊與斜面間的動摩擦因數為，滑塊所受摩擦力小于滑塊沿斜面方向的重力分力，若滑塊每次與擋板相碰均無機械能損失，求滑塊在斜面上經過的總路程為多少？V0S0P例13:如圖所示，斜面足夠長，其傾角為，質

11、量為重力做功與重力勢能變化的關系：四、勢能：1、重力勢能：2、彈性勢能：重力做正功，重力勢能減少重力做負功，重力勢能增加彈力做正功彈性勢能減小正、負表示大小說明：彈簧原長時彈性勢能為零彈力做負功彈性勢能增大與零勢能面的高度差標量重力做功與重力勢能變化的關系：四、勢能：1、重力勢能：2、彈五、機械能守恒定律：動能和勢能統稱為機械能 。 1、機械能：E機=EK+EP4、條件：只有重力（或彈簧彈力）做功。EK1+Ep1=EK2+Ep2 在只有重力（或彈簧彈力）做功的情況下， 物體的動能和重力勢能（或彈性勢能）發 生相互轉化，但機械能總量保持不變。2、機械能守恒定律3、公式：機械能守恒的情景Ek增=E

12、P減五、機械能守恒定律：動能和勢能統稱為機械能 。 例14：如圖所示，小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上，在將彈簧壓縮到最短的整個過程中，下列關于能量的敘述中正確的是( )A.重力勢能和動能之和總保持不變B.重力勢能和彈性勢能之和總保持不變C.動能和彈性勢能之和總保持不變D.重力勢能、彈性勢能和動能之和總保持不變例15：如圖所示，一根輕彈簧下端固定，豎立在水平面上。其正上方A位置有一只小球。小球從靜止開始下落，在B位置接觸彈簧的上端，在C位置小球所受彈力大小等于重力，在D位置小球速度減小到零。小球下降階段下列說法中正確的是：A.在B位置小球動能最大B.在C位置小球動能最大C.從AC位置小球重力

13、勢能的減少大于小球動能的增加D.從AD位置小球重力勢能的減少等于彈簧彈性勢能的增加例14：如圖所示，小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上，在將彈例：輕繩一端拴一小球，另一端系于懸點O處，繩子的長度為L，小球的質量為m。將小球拉至如圖所示的位置，輕繩與豎直線間夾角為60o。現釋放小球，求小球運動到最低點時的速度。例16：一個物體從長度是l、高度是h的光滑斜面頂端A由靜止開始下滑，如圖3-4所示，物體滑到斜面下端B時速度的大小為 ( )A. B. C. D.圖3-4hAlB例：輕繩一端拴一小球，另一端系于懸點O處，繩子的長度為L，小例17:質量為m的物體從靜止出發,以加速度g/3豎直下降高度h,下列

14、說法正確的是:A.物體的機械能增加mgh/3B.物體的機械能減少mgh/3C.物體的機械能減少2mgh/3D.物體的動能增加2mgh/3E.物體的動能增加mgh/3F.重力做功mghG.重力做功mgh/3CEF例17:質量為m的物體從靜止出發,以加速度g/3豎直下降高度圓周運動如圖所示，長為L的細繩拴一個小球在豎直平面內做圓周運動，請問：小球在最低點A初速為多大時，恰好能完成一次圓周的運動。最高點和最低點繩子拉力之差為多大？AOBvo解題關鍵：同時列出動能定理和圓周運動構成方程組。圓周運動如圖所示，長為L的細繩拴一個小球在豎直平面內做圓周運質量為m的汽車在平直公路上以速度v0開始加速行駛，經過

15、時間t，前進距離s后，速度達到最大值vm。設在這過程中汽車發動機的功率恒為P0，汽車所受的阻力恒為f0，則在這段時間內汽車發動機所做的功是：A. B . C . D .質量為m的汽車在平直公路上以速度v0開始加速行駛，經過時間t解析：汽車在啟動過程中，汽車發動機的牽引力對汽車做功；汽車是以恒定的功率啟動，根據P=Fv 可知：汽車發動機的牽引力對汽車做功是變力功；解析：汽車在啟動過程中，汽車發動機的牽引力對汽車做功；汽車是答案：ABD根據平均功率的表達式：當a0時，即：F0f0，汽車的速度達到最大代入上式有：根據動能定理有：答案：ABD根據平均功率的表達式：當a0時，即：F0f0例18:從10m

16、高處以10m/s向下拋出一個質量為0.5kg的小球,它落地的速度為16m/s,求重力做了多少功?小球克服阻力做了多少功?例18:從10m高處以10m/s向下拋出一個質量為0.5kg例19：如圖，質量為m的物體以速度v離開桌面，以桌面為零勢能面,則當它經過A點時，其勢能是_,其機械能是_-mg(H-h)mv2/2vHhA例19：如圖，質量為m的物體以速度v離開桌面，以桌面為零勢能重力做功物體重力勢能的減少彈簧彈力做功物體彈性勢能的減少合外力做總功物體動能增量電場力做功電勢能的減少分子力做正功分子勢能減少什么力做功物體機械能的增量滑動摩擦做功系統內能增加功和能的關系功是能量轉化的量度重力做功物體重

17、力勢能的減少彈簧彈力做功物體彈性勢能的減少合外(1)機械能守恒定律的內容。(2)機械能守恒定律的表達式。(3)機械能守恒的條件。(4)應用機械能守恒定律解題的一般步驟。1. 在只有重力和彈簧的彈力做功的情況下，物體的動能和勢能發生相互轉化，但機械能的總量保持不變。 2.系統在初狀態的總機械能等于末狀態的總機械能。即 E1 = E23.只有重力和彈簧的彈力做功的情況下.明確研究對象（系統）、確定研究過程、受力分析檢驗條件、確定零勢能面、列出方程、求解未知量。(1)機械能守恒定律的內容。1. 在只有重力和彈簧的彈力做功問題1：如圖所示一根長L的輕繩，繩一端固定在O點，另一端系一質量為m的小球。起初

18、將輕繩水平拉直使小球至A點。求小球從A點由靜止釋放后到達最低點C時繩子的拉力？ACO 整理 、得： 在C點有： 解：由A到C的過程有： 本題討論：若輕繩的長度改為2L，其它條件不變，小球過C點時繩子的拉力多大？問題1：如圖所示一根長L的輕繩，繩一端固定在O點，另一端系問題2: 在上例中，將小球自水平稍向下移，使輕繩拉直至與水平方向成角，如圖所示。求小球從A點由靜止釋放后到達最低點C繩子的拉力？分析及解答：仍照問題1，可得結果ACO 在C點有： 整理 、得： 本題討論：角變化的問題問題2: 在上例中，將小球自水平稍向下移，使輕繩拉直至與水平問題3: 現將問題1中的小球自水平稍向上移，使輕繩拉直至

19、與水平方向成角，如圖所示求小球從A點由靜止釋放后到達最低點C的速度。ACO問題3: 現將問題1中的小球自水平稍向上移，使輕繩拉直至與水分析及解答：仿照問題1和問題2的分析小球由A點沿圓弧AC運動到C點的過程中，只有重力做功，滿足機械能守恒取小球在最低點C時的重力勢能為零根據機械能守恒定律，可列出方程：小球從A到C的整個過程都做圓周運動嗎？如何判斷物體的運動情況？CO分析及解答：仿照問題1和問題2的分析小球從A到C的整個過程都問題3: 現將問題1中的小球自水平稍向上移，使輕繩拉直至與水平方向成角如圖所示求小球從A點由靜止釋放后到達最低點C的速度ACO做自由落體運動，到達B點，小球在A點，繩未拉緊

20、，只受重力作用小球在A點的受力情況怎樣？B繩被拉緊，改做圓周運動問題3: 現將問題1中的小球自水平稍向上移，使輕繩拉直至與水ACB點的位置與A點的關系：關于水平線對稱。B請重新求解問題。小球做自由落體運動到達B點時速度的方向怎樣？繩被拉緊改做圓周運動時速度的方向怎樣？問題3: 現將問題1中的小球自水平稍向上移，使輕繩拉直至與水平方向成角如圖所示求小球從A點由靜止釋放后到達最低點C的速度。OACB點的位置與A點的關系：關于水平線對稱。B請重新求解問小球做自由落體運動到達B點時速度的方向怎樣？繩被拉緊改做圓周運動時速度的方向怎樣？這兩個速度之間有什么關系嗎？ACBOvBvB小球做自由落體運動到達B點時速度的方向怎樣？這兩個速度之間有小球到達B點，繩突然被拉緊，在這瞬間由于繩的拉力作用，小球沿繩方向的分速度vB減為零，垂直繩的分速度vB不變。ACOBvBvBvBvB與vB的關系怎樣？請重新求解問題。小球到達B點，繩突然被拉緊，在這瞬間由于繩的拉力作用，小球沿小球的運動有三個過程(見圖4)：(1)從A到B，小球只受重力作用，做自由落體運動，機械能守恒到達B點時，懸線轉過2角，小球下落高度為2Lsin，取B點重力勢能為零根據機械能守恒定律(2)小球到達B點，繩突然被拉緊，在這瞬間由于繩的拉力作用，小球沿繩方向的分速度vB減為零，垂直繩的分速度vB不變，即