高三物理靜悟?qū)ёx提綱 （四）動(dòng)能定理 能量守恒定律 新人教版

1、靜悟?qū)ёx提綱：（四）動(dòng)能定理 能量守恒定律【考試說(shuō)明】機(jī)械能功和功率動(dòng)能和動(dòng)能定理重力做功與重力勢(shì)能功能關(guān)系、機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用 【知識(shí)網(wǎng)絡(luò)】【考試說(shuō)明解讀】一、功1. 功的計(jì)算公式W=F·scos.說(shuō)明： 式中F是作用在物體上的外力，s是受力物體的位移，是F與s之間的夾角.由功的計(jì)算式可知，有力和位移不一定有功(=90°時(shí)，W=0) 當(dāng)F、s、確定后，某個(gè)力F對(duì)物體做的功有確定的值，與物體的運(yùn)動(dòng)形式(無(wú)論是勻速或變速)無(wú)關(guān)，也與物體同時(shí)受到的其他力無(wú)關(guān).2. 正功和負(fù)功.當(dāng)90°時(shí)，W0，力對(duì)物體做正功，此時(shí)力對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)有推動(dòng)作用，此力叫動(dòng)力.當(dāng)

2、90°180°時(shí)，W0，力對(duì)物體做負(fù)功，此時(shí)力對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)起阻礙作用，此力叫阻力，也可說(shuō)成物體克服這個(gè)力做了功.注意：力(F)和位移(s)都是矢量，功(W)雖然有正負(fù)，但功是標(biāo)量。正負(fù)既不表示方向，也不表示大小.只表示力在做功過(guò)程中所起的作用.二、功率1. 計(jì)算功率的兩個(gè)公式 公式p=W/t：是功率的定義式，算出的是在時(shí)間t內(nèi)力做功的平均功率. 公式P=Fv (F、v在一條直線上)：當(dāng)v為瞬時(shí)速度時(shí)，算出的是瞬時(shí)功率；當(dāng)v為平均速度時(shí)，算出的是一段時(shí)間內(nèi)的平均功率。若F、v不共線，夾角為時(shí)，P=Fvcos.2. 機(jī)車起動(dòng) 以恒定功率起動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)情況是：變加速(a)(a=0)

3、勻速； 勻加速起動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)情況是：勻加速(a恒定，P增大) 額定Pm后，作變加速(a) (a=0)勻速.【例1】某人用F=100N的恒力，通過(guò)滑輪把物體M拉上斜面，如圖所示，用力F方向恒與斜面成60°，若物體沿斜面運(yùn)動(dòng)1m，他做的功是 J。 （g取10m/s2） （150 J ）三、動(dòng)能定理1. 動(dòng)能：表達(dá)式：Ek=mv2/2單位：焦耳(J)理解動(dòng)能是狀態(tài)量；動(dòng)能是標(biāo)量；動(dòng)能具有瞬時(shí)性，與某一時(shí)刻或位置相對(duì)應(yīng).動(dòng)能具有相對(duì)性，對(duì)于不同的參考系，物體速度有不同的瞬時(shí)值，動(dòng)能也就有不同的瞬時(shí)值.在研究物體的動(dòng)能時(shí)一般都是以地面為參考系的.2. 動(dòng)能定理內(nèi)容：合外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)

4、能的增量.動(dòng)能定理也可敘述為：合外力對(duì)物體所做的功，等于物體動(dòng)能的增加；物體克服外力所做的功，等于物體動(dòng)能的減少.公式：W總=mv22/2-mv21/2注意： W總是物體所受各外力對(duì)物體做功的代數(shù)和，特別注意功的正負(fù)，也可以先求出合外力，再求合外力的功. 公式等號(hào)右邊是動(dòng)能的增量，是末狀態(tài)的動(dòng)能減初狀態(tài)的動(dòng)能. 不論作用在物體上的力是恒力還是變力，也不論物體是做直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能定理都適用.應(yīng)用動(dòng)能定理解題，一般比應(yīng)用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解題要簡(jiǎn)便，當(dāng)題設(shè)條件涉及力的位移效應(yīng)，或求變力做功問(wèn)題，均優(yōu)先考慮用動(dòng)能定理求解.【例2】質(zhì)量為m的子彈，以水平速度v射入靜止在光滑水平面上質(zhì)量

5、為M的木塊，并留在其中，下列說(shuō)法正確的是( BD )A子彈克服阻力做的功與木塊獲得的動(dòng)能相等B阻力對(duì)子彈做的功與子彈動(dòng)能的減少相等C子彈克服阻力做的功與子彈對(duì)木塊做的功相等D子彈克服阻力做的功大于子彈對(duì)木塊做的功四機(jī)械能守恒定律1.重力做功的特點(diǎn)：由于重力的方向始終豎直向下，因而在物體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，重力的功只取決于初、末位置間的高度差，與物體運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)，即WG=mgh2.重力勢(shì)能定義：受重力作用的物體，具有的與它相對(duì)地球的位置有關(guān)的能量叫重力勢(shì)能.重力勢(shì)能大小的公式為Ep=mgh注意問(wèn)題重力勢(shì)能是地球和物體組成的系統(tǒng)共有的，而不是物體單獨(dú)具有的重力勢(shì)能的大小和零勢(shì)能面的選取有關(guān).重力勢(shì)能是

6、標(biāo)量，但有正、負(fù)做功跟重力勢(shì)能改變的關(guān)系：重力做正功，重力勢(shì)能減??；重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加，總之，重力做功等于勢(shì)能增量的負(fù)值，即WG=-EP.3.彈性勢(shì)能定義：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能.大小：彈性勢(shì)能的大小與形變量及勁度系數(shù)有關(guān)，彈簧的形變量越大，勁度系數(shù)越大，彈簧的彈性勢(shì)能越大.4.機(jī)械能守恒定律（1）內(nèi)容：在只有重力(或彈力)做功的條件下，物體的重力勢(shì)能(或彈性勢(shì)能)和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能總量保持不變.（2）公式： Ek+Ep= Ek+Ep或E1=E2或E=0（3）機(jī)械能守恒定律成立的條件：對(duì)單個(gè)物體：只有重力做功,其他力不做功或做功的代數(shù)和為零.對(duì)系統(tǒng)：不僅要看外力功，還要看內(nèi)

7、力功。因?yàn)閮?nèi)力做功也可引起系統(tǒng)機(jī)械能的變化?！纠?】如圖所示，在水平臺(tái)面上的A點(diǎn)，一個(gè)質(zhì)量為m的物體以初速度v0被拋出，不計(jì)空氣阻力，求它到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度的大小。 (vB= )五、功能關(guān)系1做功使不同形式的能發(fā)生轉(zhuǎn)化；2功是能量轉(zhuǎn)化的標(biāo)志和量度；3功和能的區(qū)別.能是狀態(tài)量，功是過(guò)程量；功和能不能相互轉(zhuǎn)化.4. 功是能量轉(zhuǎn)化的標(biāo)志重力做功重力勢(shì)能的改變電場(chǎng)力做功電勢(shì)能的改變合外力做功動(dòng)能的改變彈簧中彈力做功彈性勢(shì)能的改變除重力之外的力做功機(jī)械能的改變5. 功是能量轉(zhuǎn)化的量度做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，做了多少功，就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化，反之轉(zhuǎn)化了多少能量就說(shuō)明做了多少功.注意：功和能是兩個(gè)密切相

8、關(guān)的物理量，但功和能有本質(zhì)的區(qū)別，功是反映物體間在相互作用過(guò)程中能量變化多少的物理量，是一個(gè)過(guò)程量；能是用來(lái)反映物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量，處于一定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(如速度和相對(duì)位置)的物體就有一定的能量.功和能的單位相同，在國(guó)際單位制中，都是焦(J).6. 應(yīng)用能量守恒定律解題的步驟分清有多少種形式的能(如動(dòng)能、勢(shì)能、內(nèi)能、電能等)在變化；分別列出減少的能量和增加的能量的表示式；列方程E減=E增進(jìn)行求解.【例4】一物塊從圖所示的弧型軌道上的A點(diǎn)，由靜止開(kāi)始滑下，由于軌道不光滑，它僅能滑到B點(diǎn).由B點(diǎn)返回后，僅能滑到C點(diǎn)，已知A、B高度差為h1，B、C高度差為h2，則下列關(guān)系正確的是( C ) Ah1=h2

9、 Bh1h2Ch1h2 Dh1、h2大小關(guān)系不確定六、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證機(jī)械能守恒定律.2.實(shí)驗(yàn)原理在只有重力做功的自由落體運(yùn)動(dòng)中，物體的重力勢(shì)能和動(dòng)能互相轉(zhuǎn)化，但總的機(jī)械能守恒，若物體某時(shí)刻速度為v，下落高度為h，恒有：mgh=mv2/2故只需借助打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，通過(guò)紙帶測(cè)出重物某時(shí)刻的下落高度h和該時(shí)刻的瞬時(shí)速度，即可驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒. 測(cè)定第n點(diǎn)的瞬時(shí)速度的方法是：測(cè)出第n點(diǎn)相鄰的前、后兩段相等時(shí)間T內(nèi)下落的距離Sn和Sn+1，然后由公式vn=（Sn+Sn+1）/2T或由vn=（dn+1-dn-1）/2T算出（如圖所示）. 3.實(shí)驗(yàn)器材鐵架臺(tái)(帶鐵夾)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，重錘(帶紙帶夾子)，紙帶幾條，復(fù)寫紙片，導(dǎo)線，直尺，學(xué)生電源.4.注意事項(xiàng)1.實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的安裝，兩紙帶限位孔必須在同一豎直線上，以減少摩擦阻力.2.實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作正常后才松手讓紙帶重錘下落.3.打點(diǎn)記時(shí)器必須接交流電源.4.重錘的選擇應(yīng)是質(zhì)量較大，從而使重力遠(yuǎn)大于下落過(guò)程中所受的阻力，實(shí)現(xiàn)減小實(shí)驗(yàn)誤差的目的.5.選用紙帶時(shí)應(yīng)盡量挑第一、二點(diǎn)間距離接近2mm的紙帶.6.計(jì)算下落高度時(shí)，都必須從起始點(diǎn)算起。不能搞錯(cuò)，為了減小測(cè)量h的相對(duì)誤差，選取的各