高中物理 第七章 章末整合同步課件.pptVIP

位移 flcos fvcos 動能 保持不變 能量的總量 專題一 功的判斷與計算 1 判斷力f做功的方法 1 看力f與位移l的夾角 的大小 若 90 則f不做功 若 90 則f做負(fù)功 或物體克服力f做功 此法常用于判斷恒力做功的情況 2 看力f與物體速度v的方向夾角 的大小 若 90 則f不做功 若 90 則f做負(fù)功 此法常用于判斷曲線運(yùn)動的做功情況 3 看物體間是否有能量轉(zhuǎn)化 功是能量轉(zhuǎn)化的量度 若有能量轉(zhuǎn)化 增加或減少 則必是有力做功 此法常用于兩個相互聯(lián)系的物體做曲線運(yùn)動的情況 例1 如圖7 1所示 一輛玩具小車靜止在光滑的水平導(dǎo)軌上 一個小球用細(xì)繩懸掛在小車上 由圖中位置無初速釋 圖7 1 放 則小球在下擺過程中 下列說法正確的是 a 繩的拉力對小球不做功b 繩的拉力對小球做正功c 小球所受的合力不做功d 繩的拉力對小球做負(fù)功 解析 在小球向下擺動的過程中 小車向右運(yùn)動 繩對小車做正功 小車的動能增加 小球和小車組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 小車的機(jī)械能增加 則小球的機(jī)械能一定減少 所以繩對小球的拉力做負(fù)功 答案 d 2 功的計算方法 1 運(yùn)用w flcos 常用于求恒力做功 2 運(yùn)用w pt 既可求恒力做功 也可求變力做功 3 運(yùn)用動能定理w合 ek 常用于變力做功 4 先求平均力 后求功w flcos 適用于求解線性變化 的力做功 5 圖象法求功 作出f l圖 計算圖線與l軸包圍的面積 在數(shù)值上與f做的功相等 例2 某人用f 100n的恒力 通過滑輪把物體拉上斜面 如圖7 2所示 力f的方向恒與斜面成60 角 若物體沿斜面運(yùn)動1m 則他做的功是多少 取g 10m s2 圖7 2 圖7 3 例3 有一個豎直放置的圓形軌道 半徑為r 由左右兩部分組成 如圖7 4所示 右半部分aeb是光滑的 左半部分bfa是粗糙的 現(xiàn)在軌道最低點(diǎn)a放一個質(zhì)量為m的小球 并給小球一個水平向右的初速度va 使小球沿軌道恰好運(yùn)動到最高點(diǎn)b 小球在b點(diǎn)又能沿bfa軌道回到a點(diǎn) 到達(dá)a點(diǎn)時對軌道的壓力為4mg 求初速度va和小球由b經(jīng)f回到a的過 程中克服摩擦力所做的功 圖7 4 例4 如圖7 5所示 在盛有水的圓柱形容器內(nèi)豎直地浮著一塊立方體木塊 木塊的邊長為h 其密度為水的密度 的一半 橫截面積也為容器底面積的一半 水面高為2h 現(xiàn)用力緩慢地把木塊壓到容器底上 設(shè)水不會溢出 求壓力所做的功 圖7 5 解 木塊下降的同時水面上升 因緩慢地把木塊壓到容器底 所以壓力總等于增加的浮力 壓力是變力 木塊完全浸沒在水中的下降過程中 壓力是恒力木塊從開始到完全浸沒在水中 設(shè)木塊下降x1 水面上升x2 根據(jù)水的體積不變 有h2x1 h2x2得x1 x2 例5 用鐵錘將一鐵釘擊入木塊 設(shè)阻力與釘子進(jìn)入木板的深度成正比 每次擊釘時錘子對釘子做的功相同 在鐵錘擊第一次時 能把鐵釘擊入木板內(nèi)1cm 則擊第二次時 能擊多深 解 鐵錘每次做的功都是用來克服鐵釘阻力做的功 但摩擦阻力不是恒力 其大小與深度成正比 f kx 以f為縱坐標(biāo) f方向上的位移x為橫坐標(biāo) 作出f x圖象 如圖7 6所示 函數(shù)圖線與x軸所夾陰影部分面積的值等于f對鐵釘做的功 由于兩次做功相等 故有面積s1 s2 圖7 6 觸類旁通 1 如圖7 7所示 木板可繞固定的水平軸o轉(zhuǎn)動 木板從水平位置oa緩慢轉(zhuǎn)到ob位置 木板上的物塊始終相對于木板靜止 在這一過程中 物塊的重力勢能增加了2j 用fn表示物塊受到的支持力 用f表示物塊受到的摩擦力 在此過 程中 以下判斷正確的是 b 圖7 7 a fn和f對物塊都不做功b fn對物塊做功為2j f對物塊不做功c fn對物塊不做功 f對物塊做功為2jd fn和f對物塊所做的功代數(shù)和為0 2 人在a點(diǎn)拉著繩通過一定滑輪吊起質(zhì)量為m 50kg的物體g 如圖7 8所示 開始時繩與水平方向的夾角為60 人勻速提起重物由a點(diǎn)沿水平方向運(yùn)動s 2m而到達(dá)b點(diǎn) 此時繩與水平方向成30 角 求人對繩的拉力做了多少功 取g 10m s2 圖7 8 解 人對繩的拉力大小雖然始終等于物體的重力 但方向卻時刻在變 而已知的位移s方向一直水平 所以無法利用w fscos 直接求拉力的功 若轉(zhuǎn)換一下研究對象則不難發(fā)現(xiàn) 人對繩的拉力做的功與繩對物體的拉力做的功是相同的 而繩對物體的拉力則是恒力 可利用w fscos 求了 專題二 動能定理及其應(yīng)用 4 動能定理的研究對象可以是單一物體 也可以是能夠看做單一物體的系統(tǒng) 動能定理適用于直線運(yùn)動 也適用于曲線運(yùn)動 而且在分析中不用研究物體運(yùn)動的細(xì)節(jié) 只需考慮整個過程的做功量及過程的初末動能 因此 比牛頓第二定律的適用范圍更廣泛 5 應(yīng)用動能定理可以把物體經(jīng)歷的物理過程分為幾段處理 也可以把全過程看做整體來處理 在應(yīng)用動能定理解題時 要注意以下幾個問題 1 正確分析物體的受力 要考慮物體所受的所有外力 包 括重力 2 要弄清各個外力做功的情況 計算時應(yīng)把各已知功的正 負(fù)號代入動能定理的表達(dá)式 3 在計算功時 要注意有些力不是全過程都做功的 必須 根據(jù)不同情況分別對待 求出總功 4 動能定理的計算式為標(biāo)量式 v必須是相對同一參考系 的速度 5 動能是狀態(tài)量 具有瞬時性 用平均速度計算動能是無 意義的 例6 總質(zhì)量為m的列車 沿水平直線軌道勻速前進(jìn) 其末節(jié)車廂質(zhì)量為m 中途脫節(jié) 司機(jī)發(fā)覺時 列車已行駛了l的距離 于是立即關(guān)閉油門 除去牽引力 設(shè)運(yùn)動的阻力與車的重力成正比 列車的牽引力是恒定的 當(dāng)列車的兩部分都停止時 它們的距離是多少 觸類旁通 3 如圖7 9所示 斜面足夠長 其傾角為 質(zhì)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(shù)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(jī)械能損失 求滑塊在斜面上經(jīng)過的總路程為多少 圖7 9 解 在整個過程中 滑塊受重力 摩擦力和斜面支持力的作用 其中支持力不做功 設(shè)其經(jīng)過的總路程為l 對全過程 由動能定理得 專題三 機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用 1 應(yīng)用機(jī)械能守恒定律處理問題時 先要確定研究對象 明確對象的初 末狀態(tài) 作出運(yùn)動過程的受力分析 判斷是否滿足機(jī)械能守恒條件 2 機(jī)械能守恒定律的三種表達(dá)方式 1 ek1 ep1 ek2 ep2 理解為物體或系統(tǒng)初狀態(tài)的機(jī)械能與末狀態(tài)的機(jī)械能相等 2 ek ep 表示動能和勢能發(fā)生了相互轉(zhuǎn)化 系統(tǒng)減少 或增加 的勢能等于增加 或減少 的動能 3 ea eb 適用于系統(tǒng) 表示由a b組成的系統(tǒng) a部分機(jī)械能的增加量與b部分機(jī)械能的減少量相等 例7 如圖7 10所示 擺球的質(zhì)量為m 從偏離水平方向 30 的位置由靜止釋放 求小球運(yùn)動到最低點(diǎn)a時繩子受到的拉力是多大 圖7 10 觸類旁通 4 如圖7 11所示 位于豎直平面內(nèi)的軌道 由一段斜直軌道和圓形軌道分別與水平面相切連接而