第七章機(jī)械能守恒定律章末小結(jié) 課件(人教必修2)

1、專(zhuān)題歸納例析專(zhuān)題歸納例析階段質(zhì)量檢測(cè)階段質(zhì)量檢測(cè)章末章末小結(jié)小結(jié)知知識(shí)識(shí)整整合合與與階階段段檢檢測(cè)測(cè)第第七七章章機(jī)機(jī)械械能能守守恒恒定定律律 專(zhuān)題一功的理解和計(jì)算專(zhuān)題一功的理解和計(jì)算 1功的正負(fù)的判斷方法功的正負(fù)的判斷方法 (1)利用公式利用公式WFlcos 計(jì)算確定，此法常用于恒力做計(jì)算確定，此法常用于恒力做功情況。功情況。 (2)利用力利用力F與運(yùn)動(dòng)速度與運(yùn)動(dòng)速度v的方向夾角的方向夾角來(lái)判斷：來(lái)判斷：090時(shí)力時(shí)力F做正功，做正功，90時(shí)時(shí)F不做功，不做功，90180時(shí)時(shí)F做負(fù)功。做負(fù)功。 (3)利用功能關(guān)系來(lái)判斷，利用重力的功與重力勢(shì)能變利用功能關(guān)系來(lái)判斷，利用重力的功與重力勢(shì)能變化，彈

2、力的功與彈性勢(shì)能變化、合力的功與動(dòng)能變化，除化，彈力的功與彈性勢(shì)能變化、合力的功與動(dòng)能變化，除重力以外的其他力的功與機(jī)械能變化等各關(guān)系根據(jù)能量的重力以外的其他力的功與機(jī)械能變化等各關(guān)系根據(jù)能量的變化來(lái)確定功的正負(fù)。變化來(lái)確定功的正負(fù)。 2功的正負(fù)的理解功的正負(fù)的理解 (1)功為標(biāo)量，其正負(fù)不表示方向，也不表示大小。功為標(biāo)量，其正負(fù)不表示方向，也不表示大小。 (2)某個(gè)力做正功，表明這個(gè)力為動(dòng)力，力做負(fù)功表示此某個(gè)力做正功，表明這個(gè)力為動(dòng)力，力做負(fù)功表示此力為阻力。力為阻力。 3功的求法功的求法 (1)利用定義式來(lái)求。利用定義式來(lái)求。 若恒力做功，可用定義式若恒力做功，可用定義式WFlcos 求

3、恒力的功，其中求恒力的功，其中F、l為力的大小和位移的大小，為力的大小和位移的大小，為力為力F與位移與位移l方向上的夾方向上的夾角，且角，且0180。 (2)利用功率求功。利用功率求功。 若某力做功或發(fā)動(dòng)機(jī)的功率若某力做功或發(fā)動(dòng)機(jī)的功率P一定，則在時(shí)間一定，則在時(shí)間t內(nèi)做的功內(nèi)做的功可用可用WPt來(lái)求。來(lái)求。 (3)利用功能關(guān)系來(lái)求。利用功能關(guān)系來(lái)求。 常見(jiàn)的功能關(guān)系為重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系，彈常見(jiàn)的功能關(guān)系為重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系，彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系，合力做的功與物體動(dòng)能變化力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系，合力做的功與物體動(dòng)能變化關(guān)系，除重力和系統(tǒng)內(nèi)彈力外其他力的功與機(jī)械能

4、的關(guān)系。關(guān)系，除重力和系統(tǒng)內(nèi)彈力外其他力的功與機(jī)械能的關(guān)系。根據(jù)以上功能關(guān)系，若能求出某種能量的變化，就可以求出根據(jù)以上功能關(guān)系，若能求出某種能量的變化，就可以求出相應(yīng)功的數(shù)值。相應(yīng)功的數(shù)值。 例證例證1如圖如圖71所示，質(zhì)量所示，質(zhì)量m1.0 kg的物體從半徑的物體從半徑R5 m的圓弧的的圓弧的A端，端，在拉力在拉力F作用下從靜止沿圓弧運(yùn)動(dòng)到頂點(diǎn)作用下從靜止沿圓弧運(yùn)動(dòng)到頂點(diǎn)B。圓弧圓弧AB在豎直平面內(nèi)，拉力在豎直平面內(nèi)，拉力F的大小為的大小為15 N，方向始終與物體的運(yùn)動(dòng)方向一致。若物體到達(dá)方向始終與物體的運(yùn)動(dòng)方向一致。若物體到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度點(diǎn)時(shí)的速度v5 m/s，圓弧，圓弧AB所對(duì)應(yīng)的圓心

5、角所對(duì)應(yīng)的圓心角60，BO邊在豎直方向邊在豎直方向上，取上，取g10 m/s2。在這一過(guò)程中，求：。在這一過(guò)程中，求： (1)重力重力mg做的功；做的功； (2)拉力拉力F做的功；做的功； (3)圓弧面對(duì)物體的支持力圓弧面對(duì)物體的支持力FN做的功；做的功； (4)圓弧面對(duì)物體的摩擦力圓弧面對(duì)物體的摩擦力Ff做的功。做的功。圖圖71答案答案(1)25 J(2)78.5 J(3)0(4)41 J 專(zhuān)題二動(dòng)能定理與機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用專(zhuān)題二動(dòng)能定理與機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用 1動(dòng)能定理動(dòng)能定理 (1)動(dòng)能定理既適用于直線運(yùn)動(dòng)又適用于曲線運(yùn)動(dòng)，既動(dòng)能定理既適用于直線運(yùn)動(dòng)又適用于曲線運(yùn)動(dòng)，既適用于恒力作用又

6、適用于變力作用。適用于恒力作用又適用于變力作用。 (2)動(dòng)能定理明確了做功與物體動(dòng)能改變的因果和數(shù)量動(dòng)能定理明確了做功與物體動(dòng)能改變的因果和數(shù)量關(guān)系。關(guān)系。 (3)應(yīng)用動(dòng)能定理解題時(shí)，無(wú)需深究物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中細(xì)應(yīng)用動(dòng)能定理解題時(shí)，無(wú)需深究物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中細(xì)節(jié)的變化，只需考慮整個(gè)過(guò)程的功及過(guò)程始末的動(dòng)能。節(jié)的變化，只需考慮整個(gè)過(guò)程的功及過(guò)程始末的動(dòng)能。 2機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律 機(jī)械能守恒定律明確了在只有重力和系統(tǒng)內(nèi)的彈力做機(jī)械能守恒定律明確了在只有重力和系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功的條件下，物體或系統(tǒng)的動(dòng)能與勢(shì)能之間的聯(lián)系。應(yīng)用功的條件下，物體或系統(tǒng)的動(dòng)能與勢(shì)能之間的聯(lián)系。應(yīng)用機(jī)械能守恒定律的優(yōu)越性是根

7、據(jù)力的做功情況直接判斷初、機(jī)械能守恒定律的優(yōu)越性是根據(jù)力的做功情況直接判斷初、末狀態(tài)的機(jī)械能是否相等，而不必考慮中間過(guò)程。末狀態(tài)的機(jī)械能是否相等，而不必考慮中間過(guò)程。 例證例證2如圖如圖72所示是簡(jiǎn)化后所示是簡(jiǎn)化后的跳臺(tái)滑雪的雪道示意圖。整個(gè)雪道由的跳臺(tái)滑雪的雪道示意圖。整個(gè)雪道由傾斜的助滑雪道傾斜的助滑雪道AB和著陸雪道和著陸雪道DE以及以及水平的起跳平臺(tái)水平的起跳平臺(tái)CD組成，組成，AB與與CD圓圓滑連接。運(yùn)動(dòng)員從助滑雪道滑連接。運(yùn)動(dòng)員從助滑雪道AB上由靜止開(kāi)始，在重力作上由靜止開(kāi)始，在重力作用下，滑到用下，滑到D點(diǎn)水平飛出，不計(jì)空氣阻力，經(jīng)點(diǎn)水平飛出，不計(jì)空氣阻力，經(jīng)2 s在水平在水平方

8、向飛行了方向飛行了60 m，落到著陸雪道，落到著陸雪道DE上。已知從上。已知從B點(diǎn)到點(diǎn)到D點(diǎn)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)員的速度大小不變，運(yùn)動(dòng)員的速度大小不變，(g取取10 m/s2，不計(jì)，不計(jì)CD段摩擦力段摩擦力)求：求：圖圖72 (1)運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)員在AB段下滑到段下滑到B點(diǎn)的速度大小；點(diǎn)的速度大??； (2)若不計(jì)阻力，運(yùn)動(dòng)員在若不計(jì)阻力，運(yùn)動(dòng)員在AB段下降的高度；段下降的高度； (3)若運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為若運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為60 kg，在，在AB段實(shí)際下降段實(shí)際下降50 m，求克服阻力所做的功。求克服阻力所做的功。答案答案(1)30 m/s(2)45 m(3)3 000 J 專(zhuān)題三功能關(guān)系的理解及應(yīng)用專(zhuān)題三功能關(guān)系的

9、理解及應(yīng)用 1能量是物體對(duì)外做功的本領(lǐng)能量是物體對(duì)外做功的本領(lǐng) 能量的具體值往往無(wú)多大意義，我們關(guān)心的大多是能能量的具體值往往無(wú)多大意義，我們關(guān)心的大多是能量的變化量。能量的變化必須通過(guò)做功才能實(shí)現(xiàn)，某種力做量的變化量。能量的變化必須通過(guò)做功才能實(shí)現(xiàn)，某種力做功往往與某一具體的能量變化相聯(lián)系，即所謂功能關(guān)系。功往往與某一具體的能量變化相聯(lián)系，即所謂功能關(guān)系。 2功是能量轉(zhuǎn)化的量度功是能量轉(zhuǎn)化的量度 (1)合外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的改變。合外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的改變。W合合Ek2Ek1，即動(dòng)能定理。，即動(dòng)能定理。 (2)重力做功對(duì)應(yīng)重力勢(shì)能的改變。重力做功對(duì)應(yīng)重力勢(shì)能的改變。W

10、GEpEp1Ep2，重力做正功，重力勢(shì)能減少；重力做負(fù)功，重力勢(shì)能，重力做正功，重力勢(shì)能減少；重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加。增加。 (3)彈簧彈力做功與彈性勢(shì)能的改變相對(duì)應(yīng)。彈簧彈力做功與彈性勢(shì)能的改變相對(duì)應(yīng)。WFEpEp1Ep2，彈力做正功，彈性勢(shì)能減少；彈力做負(fù)功，彈力做正功，彈性勢(shì)能減少；彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加。彈性勢(shì)能增加。 (4)除重力除重力(或系統(tǒng)內(nèi)的彈力或系統(tǒng)內(nèi)的彈力)以外的其他力做的功與物以外的其他力做的功與物體機(jī)械能的增量相對(duì)應(yīng)，即體機(jī)械能的增量相對(duì)應(yīng)，即WE。 (5)一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力做功的代數(shù)和的絕對(duì)值一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力做功的代數(shù)和的絕對(duì)值等于系統(tǒng)內(nèi)能的增量，即

11、等于系統(tǒng)內(nèi)能的增量，即Ffs相對(duì)相對(duì)Q。3用功能關(guān)系解決的兩類(lèi)問(wèn)題用功能關(guān)系解決的兩類(lèi)問(wèn)題(1)已知功求能量的轉(zhuǎn)化或能量的數(shù)值。已知功求能量的轉(zhuǎn)化或能量的數(shù)值。(2)已知能量轉(zhuǎn)化數(shù)值求某個(gè)力做功。已知能量轉(zhuǎn)化數(shù)值求某個(gè)力做功。圖圖73答案答案(1)225 J(2)270 J1.如圖如圖74所示，一輛玩具小車(chē)靜止所示，一輛玩具小車(chē)靜止 在光滑的水平導(dǎo)軌上，一個(gè)小球用細(xì)在光滑的水平導(dǎo)軌上，一個(gè)小球用細(xì) 繩掛在小車(chē)上，由圖中位置無(wú)初速度繩掛在小車(chē)上，由圖中位置無(wú)初速度 釋放，則小球在下擺的過(guò)程中，下列釋放，則小球在下擺的過(guò)程中，下列 說(shuō)法正確的是說(shuō)法正確的是 () A繩的拉力對(duì)小球不做功繩的拉力對(duì)小

12、球不做功 B繩的拉力對(duì)小球做正功繩的拉力對(duì)小球做正功 C小球的合力不做功小球的合力不做功 D繩的拉力對(duì)小球做負(fù)功繩的拉力對(duì)小球做負(fù)功圖圖74解析：解析：方法一根據(jù)力與位移方向的夾方法一根據(jù)力與位移方向的夾角判斷。角判斷。在小球向下擺動(dòng)的過(guò)程中，小車(chē)向右運(yùn)在小球向下擺動(dòng)的過(guò)程中，小車(chē)向右運(yùn)動(dòng)，如圖所示。由圖可以看出，繩的拉力與小車(chē)的位移的動(dòng)，如圖所示。由圖可以看出，繩的拉力與小車(chē)的位移的夾角小于夾角小于90，故繩的拉力對(duì)小車(chē)做正功，小車(chē)的動(dòng)能增，故繩的拉力對(duì)小車(chē)做正功，小車(chē)的動(dòng)能增加；繩的拉力與小球位移的夾角大于加；繩的拉力與小球位移的夾角大于90，故繩的拉力對(duì)，故繩的拉力對(duì)小球做負(fù)功，小球的機(jī)

13、械能減少。小球做負(fù)功，小球的機(jī)械能減少。方法二從能量轉(zhuǎn)化的角度判斷。方法二從能量轉(zhuǎn)化的角度判斷。在小球向下擺動(dòng)的過(guò)程中，小車(chē)的動(dòng)能增加，即小車(chē)的機(jī)在小球向下擺動(dòng)的過(guò)程中，小車(chē)的動(dòng)能增加，即小車(chē)的機(jī)械能增加，由于小球和小車(chē)組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，所以械能增加，由于小球和小車(chē)組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，所以小球的機(jī)械能一定減少，故繩的拉力對(duì)小球做負(fù)功。小球的機(jī)械能一定減少，故繩的拉力對(duì)小球做負(fù)功。A、B、C錯(cuò)誤，錯(cuò)誤，D正確。正確。答案：答案：D2.如圖如圖75所示，固定的光滑豎直桿上套所示，固定的光滑豎直桿上套 著一個(gè)滑塊，用輕繩系著滑塊繞過(guò)光滑的著一個(gè)滑塊，用輕繩系著滑塊繞過(guò)光滑的 定滑輪，以大小恒定

14、的拉力定滑輪，以大小恒定的拉力F拉繩，使滑塊拉繩，使滑塊 從從A點(diǎn)起由靜止開(kāi)始上升。若從點(diǎn)起由靜止開(kāi)始上升。若從A點(diǎn)上升至點(diǎn)上升至 B點(diǎn)和從點(diǎn)和從B點(diǎn)上升至點(diǎn)上升至C點(diǎn)的過(guò)程中拉力點(diǎn)的過(guò)程中拉力F做的做的 功分別為功分別為W1、W2，滑塊經(jīng)，滑塊經(jīng)B、C兩點(diǎn)的動(dòng)能分別為兩點(diǎn)的動(dòng)能分別為EkB、EkC， 圖中圖中ABBC，則一定有，則一定有 () AW1W2BW1EkC DEkBEkC圖圖75解析：解析：一般在討論某個(gè)力做功情況的時(shí)候，就要看這個(gè)力在一般在討論某個(gè)力做功情況的時(shí)候，就要看這個(gè)力在位移方向的累積情況。此題中力位移方向的累積情況。此題中力F大小恒定?；瑝K從大小恒定?；瑝K從A到到B再再

15、到到C的過(guò)程中，力的過(guò)程中，力F與豎直桿之間的夾角逐漸變大，所以力與豎直桿之間的夾角逐漸變大，所以力F在豎直桿方向的分力不斷減小。這樣，在位移大小相同的情在豎直桿方向的分力不斷減小。這樣，在位移大小相同的情況下，力況下，力F在在AB段累積的功當(dāng)然多。關(guān)于滑塊在段累積的功當(dāng)然多。關(guān)于滑塊在B、C兩點(diǎn)的兩點(diǎn)的動(dòng)能大小的判斷，應(yīng)由合力在對(duì)應(yīng)過(guò)程所做的功來(lái)確定。由動(dòng)能大小的判斷，應(yīng)由合力在對(duì)應(yīng)過(guò)程所做的功來(lái)確定。由于此題中力于此題中力F在在AB、BC兩段沿豎直桿方向的分力大小與重力兩段沿豎直桿方向的分力大小與重力大小關(guān)系不能確定，所以合力在大小關(guān)系不能確定，所以合力在AB、BC兩段做功正、負(fù)情兩段做功正、負(fù)情況不能確定。當(dāng)然也就不能確定滑塊在況不能確定。當(dāng)然也就不能確定滑塊在AB、BC兩段動(dòng)能的兩段動(dòng)能的變化情況，也就不能判斷滑塊在變化情況，也就不能判斷滑塊在B、C兩點(diǎn)動(dòng)能的大小。兩點(diǎn)動(dòng)能的大小。答案：答案：A圖圖76答案：答案：(1)10 m/s(2)10 m/s(3)24 m/s4(2012福建高考福建高考)如圖如圖77所示，用跨過(guò)光滑定滑輪的所示，用跨過(guò)光滑定滑輪的纜繩將海面上一艘失去動(dòng)力的小船沿直線拖向岸邊。已纜繩將海面上一艘失去動(dòng)力的小船沿直線拖向岸邊。已知拖動(dòng)纜繩的電動(dòng)機(jī)功率恒為知拖動(dòng)纜繩的電動(dòng)機(jī)功率恒為P，小船的質(zhì)