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第七章機(jī)械能守恒定律§7.2功導(dǎo)學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、理解功的概念和做功的兩個(gè)要素。2、理解正、負(fù)功的含義,能解釋相關(guān)現(xiàn)象.3、通過(guò)聯(lián)系實(shí)際學(xué)會(huì)應(yīng)用功的概念解釋相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題.4、能正確運(yùn)用功的公式,計(jì)算各力做功的大小。2、在具體的物理情景中判斷物體所受的力是否做功以及做功的正負(fù)。3、掌握合力做功的兩種計(jì)算方法任務(wù)一:自主學(xué)習(xí)1、功:一個(gè)物體受到的作用,如果在的力的方向上發(fā)生一段,這個(gè)力就對(duì)物體做了功。做功的兩個(gè)不可缺少的因素:和在力的方向上發(fā)生的。功的公式:或功的單位:,符號(hào)是。功是(矢、標(biāo))量。知識(shí)應(yīng)用:1.下列各種情況下,力是否做功?A、足球運(yùn)動(dòng)員把足球踢出去后,足球運(yùn)動(dòng)了一段距離,運(yùn)動(dòng)員對(duì)足球是否做功?B、舉重運(yùn)動(dòng)員把杠鈴舉在頭頂不動(dòng),保持3秒鐘,在這3秒內(nèi)運(yùn)動(dòng)員對(duì)杠鈴是否做功?C、小球在水平面上運(yùn)動(dòng),重力及水平面對(duì)小球的支持力是否做功?D、某人沿樓梯上(下)樓,重力是否做功?2.物體從粗糙斜面上由靜止開始下滑,則物體在下滑過(guò)程中共受哪幾個(gè)力,各力是否做功?用上端固定的細(xì)繩懸掛一個(gè)小球,小球在豎直面內(nèi)左右擺動(dòng),不考慮空氣阻力,小球受哪幾個(gè)力,各力是否做功?3.足球運(yùn)動(dòng)員用100N的水平力將質(zhì)量為0.5kg的足球踢出,足球沿水平地面前進(jìn)了40m停止。則整個(gè)過(guò)程運(yùn)動(dòng)員對(duì)足球做的功是()A、0B、400JC、4000JD、條件不足,無(wú)法計(jì)算2、正功和負(fù)功根據(jù)W=Flcosα可知(1)當(dāng)α=時(shí),W=0。即當(dāng)力F和位移時(shí),力對(duì)物體不做功。這種情況,物體在力F的方向上沒有發(fā)生位移。(2)當(dāng)≤α<時(shí),W>0。即當(dāng)力F跟位移l的夾角為(銳、鈍)角時(shí),力F對(duì)物體做正功,這時(shí)力F是(動(dòng)、阻)力,所以,(動(dòng)、阻)力對(duì)物體做正功。(3)當(dāng)≤α<時(shí),W<0。即當(dāng)力F跟位移l的夾角為(銳、鈍)角時(shí),力F對(duì)物體做負(fù)功,這時(shí)力F是(動(dòng)、阻)力,所以,(動(dòng)、阻)力對(duì)物體做負(fù)功知識(shí)應(yīng)用:甲θ=150FθF甲θ=150FθFθ丙θ=30θFv3、如果物體受到的力有幾個(gè),這幾個(gè)力的合力對(duì)物體所做的功稱為總功或合功。求總功有兩種方法:(1)代數(shù)和;(2)所做的功知識(shí)應(yīng)用:1.物體在與水平方向成37O角斜向上拉力F=5N作用下,從靜止開始沿水平面上勻速運(yùn)動(dòng)了2m,物體與水平面的摩擦力大小為2N。求拉力、摩擦力及合力做的功。2.一個(gè)質(zhì)量m=2kg的物體,受到與水平方向成37°角斜向下方的推力F1=10N的作用,在水平地面上移動(dòng)的距離s=2m,如圖所示.物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力為它們間彈力的0.2,求:(1)推力F1對(duì)物體所做的功;(2)摩擦力f對(duì)物體所做的功;(3)外力對(duì)物體所做的總功.任務(wù)二:合作探究1.靜摩擦力做功的特點(diǎn)如圖1,放在水平桌面上的物體A在水平拉力F的作用下未動(dòng),則桌面對(duì)A向左的靜摩擦力不做功,因?yàn)樽烂嬖陟o摩擦力的方向上沒有位移。如圖2,A和B疊放在一起置于光滑水平桌面上,在拉力F的作用下,A和B一起向右加速運(yùn)動(dòng),則B對(duì)A的靜摩擦力做正功,A對(duì)B的靜摩擦力做負(fù)功。可見靜摩擦力做功的特點(diǎn)是:(1)靜摩擦力可以做正功,也可以,還可以。(2)相互作用的一對(duì)靜摩擦力做功的代數(shù)和。2.滑動(dòng)摩擦力做功的特點(diǎn)地面光滑.小物塊以速度V沖上長(zhǎng)木板.長(zhǎng)木板上表面粗糙,分析小物塊及長(zhǎng)木板的受力,并判斷摩擦力分別對(duì)小物塊及長(zhǎng)木板做什么功?總結(jié):滑動(dòng)摩擦力可以對(duì)物體做,也可以對(duì)物體,還可以。②相互摩擦的系統(tǒng)內(nèi),一對(duì)滑動(dòng)摩擦力所做的功總為,其絕對(duì)值等于摩擦生熱量。一對(duì)作用力和反作用力做功的特點(diǎn)A.同時(shí)放手:B.同時(shí)施力:C.力F作用,使其同時(shí)向右動(dòng):D.一塊磁鐵固定,另一塊磁鐵松手釋放E.一塊磁鐵固定,對(duì)另一塊施力使兩塊磁鐵相互靠近F.兩塊磁鐵都固定
任務(wù)三:達(dá)標(biāo)提升1.兩個(gè)互相垂直的力F1和F2作用在同一物體上,使物體運(yùn)動(dòng),如圖所示.物體通過(guò)一段位移時(shí),力F1對(duì)物體做功4J,力F2對(duì)物體做功3J,則力F1與F2的合力對(duì)物體做功為()A.7JB.2JC.5JD.3.5J.?2.水平路面上有一個(gè)重500N的小車,在100N的水平拉力作用下,勻速向前移動(dòng)了5m,則在這一過(guò)程中()A.車受到的阻力為600NB.車受到的阻力為500NC.拉力對(duì)車做功是500JD.重力對(duì)車做功為2500J3.某人將質(zhì)量m為的物體搬到h高處則人至少做功4.用鋼索吊起質(zhì)量為m的物體,當(dāng)物體以加速度a勻加速升高h(yuǎn)時(shí),鋼索對(duì)物體拉力做的功為(不計(jì)空氣阻力)A.mghB.mgh+mahC.m(g—a)hD.mah5、起重機(jī)的吊鉤下掛著質(zhì)量為的木箱,如果木箱以加速度勻減速下降了高度,則木箱重力所做的功為,重力勢(shì)能了,拉力做功為。6.以初速度v0豎直向上拋出一個(gè)質(zhì)量為m的小球,上升最大高度是h.如果空氣阻力f的大小恒定,則從拋出到落回出發(fā)點(diǎn)的整個(gè)過(guò)程中,空氣阻力對(duì)小球做的功為()A.0B.-fhC.一2mghD.一2f7、關(guān)于力對(duì)物體做功,下列說(shuō)法正確的是()A、摩擦力只能對(duì)物體作負(fù)功B、合外力對(duì)物體不作功,物體必定作勻速直線運(yùn)動(dòng)C、重力對(duì)物體做的功與物體運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān),只與始末位置有關(guān)D、一對(duì)作用力和反作用力可能都對(duì)物體做正功8.關(guān)于兩物體間的作用力和反作用力的做功情況是()A作用力做功,反作用力一定做功。B作用力做正功,反作用力一定做負(fù)功。C作用力和反作用力可能都做負(fù)功。D作用力和反作用力做的功一定大小相等,且兩者代數(shù)和為零。9.用力將重物豎直提起,先是從靜止開始勻加速上升,緊接著勻速上升,如果前后兩過(guò)程的時(shí)間相同,不計(jì)空氣阻力,則()A.加速過(guò)程中拉力的功一定比勻速過(guò)程中拉力的功大B.勻速過(guò)程中拉力的功比加速過(guò)程中拉力的功大C.兩過(guò)程中拉力的功一樣大D.上述三種情況都有可能10.如圖所示,傾角為θ的固定斜面上,有一質(zhì)量為m的物體在水平推力F的作用下,移動(dòng)距離S,若物體與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,則推力做功為()A.FssinθB.FscosθC.μmgScosθD.mg(sinθ+cosθ)S11.如圖所示,兩物體與水平地面間動(dòng)摩擦因數(shù)相同,它們的質(zhì)量相等,在甲圖中F1拉物體,乙圖中F2物體,F(xiàn)1、F2和水平方向夾角都是θ,它們都做加速運(yùn)動(dòng),經(jīng)相同的位移,則F1、F2對(duì)物體所做的功W1和W2的關(guān)系為()A.W1=W2B.W1>W2C.W1<W212.如圖所示,物體在相同大小的力F作用下,在水平方向移動(dòng)相同的距離,其中力F作功最少的是哪個(gè)情況()A.(1)B.(2)C.(3)D.(4)13.如圖所示,質(zhì)量為m的物體,靜止在傾角為θ的斜面上,物體與斜面間動(dòng)摩擦因?yàn)棣态F(xiàn)使斜面體向右水平勻速移動(dòng)距離L,物體與斜面保持相對(duì)靜止,則摩擦力對(duì)物體做功為()A.0B.μmgLcosθC.mgLsinθ.cos2θD.mgLsinθcosθ14.物體A的質(zhì)量為2kg,置于光滑不平面上,水平拉力為2N,不計(jì)繩子和滑輪間的摩擦及輪質(zhì)量,如圖所示,則物體A獲得的加速度為,在A移動(dòng)0.4m的過(guò)程中,拉力F做的功為.15.如圖所示,某人站在向左運(yùn)動(dòng)的汽車上,用手推車的力為F,腳對(duì)車向后的摩擦力為f,下列說(shuō)法正確的是()A.當(dāng)車做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),F和f對(duì)車做功的代數(shù)和不為零B.當(dāng)車做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),F和f對(duì)車做功的代數(shù)和為正C.當(dāng)車做減速運(yùn)動(dòng)時(shí),F和f對(duì)車做功的代數(shù)和為正D.不管車做何種運(yùn)動(dòng),F和f對(duì)車做的總功和總功率都為零16.靜止在水平地面上的物體的質(zhì)量為25kg,在與水平成60°角、大小為10N的斜向上的力F作用下,經(jīng)歷10s時(shí)間,試分別就下列兩種情況,計(jì)算力F在10s內(nèi)做的功(g取10m/s2):(1)設(shè)地面為光滑平面;(2)設(shè)物體和地面間的滑動(dòng)摩擦力是它們間彈力的0.3倍?!?.3功率導(dǎo)學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】理解功率的概念,能運(yùn)用功率的定義式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。理解額定功率和實(shí)際功率的概念。了解平均功率和瞬時(shí)功率的含義。根據(jù)功率的定義式推導(dǎo),并能用于分析、計(jì)算和解釋現(xiàn)象。能分析汽車發(fā)動(dòng)機(jī)功率一定時(shí),牽引力與速度之間的關(guān)系。通過(guò)對(duì)各種機(jī)械的功率的探究和有關(guān)功率的測(cè)量,認(rèn)識(shí)功率概念在生活中的應(yīng)用。任務(wù)一:自主學(xué)習(xí)一、功率功率是描述做功快慢的物理量,其定義式為,在國(guó)際單位制中,功率的單位是,簡(jiǎn)稱,符號(hào)是1W=。常用單位有,與國(guó)際單位的換算關(guān)系是。二、額定功率機(jī)器名牌上標(biāo)注的功率值是,是發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的功率,實(shí)際功率往往這個(gè)值。三.平均功率與瞬時(shí)功率:①平均功率的意義:②平均功率的計(jì)算公式:③應(yīng)用過(guò)程中平均功率的注意事項(xiàng)①瞬時(shí)功率的意義:②瞬時(shí)功率的計(jì)算公式:③應(yīng)用過(guò)程中瞬時(shí)功率的注意事項(xiàng)四、功率與速度:對(duì)公式P=Fv的進(jìn)一步討論1.此公式的意義是:2.當(dāng)P一定時(shí),F(xiàn)∝1/v,即做功的力越大,其速度就3.當(dāng)速度v保持一定時(shí),P∝F,即做功的力越大,它的功率也。如:汽車從平路到上坡,若要保持速度不變,必須加大油門(控制燃油混合氣體流量多少的裝置),增大發(fā)動(dòng)機(jī)功率以得到較大的。4.當(dāng)力F一定時(shí),P∝v,即速度越大,越大。任務(wù)二:難點(diǎn)突破汽車的啟動(dòng)問(wèn)題:汽車的啟動(dòng)問(wèn)題可分為兩類:一類是以恒定功率啟動(dòng),另一類是以恒定牽引力啟動(dòng);1.以恒定功率啟動(dòng)(阻力f恒定)因?yàn)镻一定,據(jù)P=Fv可知,v↑,所以。當(dāng)F=f時(shí),汽車的加速度,此時(shí)汽車的速度達(dá)到最大值vm。在以恒定功率啟動(dòng)的過(guò)程中,汽車的運(yùn)動(dòng)具有以下特點(diǎn):=1\*GB3①汽車在啟動(dòng)過(guò)程中先做運(yùn)動(dòng),同時(shí)牽引力,當(dāng)牽引力等于時(shí),汽車開始以最大速度做運(yùn)動(dòng)。=2\*GB3②汽車在啟動(dòng)的過(guò)程中的功率始終汽車的額定功率。=3\*GB3③汽車的牽引力F和阻力f始終滿足牛頓第二定律.=4\*GB3④汽車的牽引力F和瞬時(shí)速度v始終滿足=5\*GB3⑤在啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束時(shí),因?yàn)闋恳妥枇ζ胶?,此時(shí)有=6\*GB3⑥畫出汽車運(yùn)動(dòng)的V—t圖像2.以恒定牽引力啟動(dòng)(阻力f恒定)汽車以恒定的牽引力啟動(dòng)時(shí),由牛頓第二定律:F—f=ma可知:汽車的恒定,汽車的瞬時(shí)速度vt=vo+at(vo=0),汽車做運(yùn)動(dòng),實(shí)際功率Pt=Fvt,隨著時(shí)間的推移,實(shí)際功率Pt將不斷,由于汽車的實(shí)際功率不能超過(guò)其額定功率,汽車的勻加速直線運(yùn)動(dòng)只能維持到其實(shí)際功率其額定功率時(shí),此時(shí)汽車的速度達(dá)到它勻加速直線運(yùn)動(dòng)階段的最大速度v1m,其后汽車只能以額定功率啟動(dòng)的方式進(jìn)行再加速,其運(yùn)動(dòng)方式和第一種啟動(dòng)方式完全相同,即汽車?yán)^續(xù)做運(yùn)動(dòng),直到汽車進(jìn)入運(yùn)動(dòng)狀態(tài),直到達(dá)到最終的最大速度vm.這一啟動(dòng)方式具有下列特點(diǎn):=1\*GB3①汽車的啟動(dòng)過(guò)程經(jīng)歷了兩個(gè)階段:一是運(yùn)動(dòng)狀態(tài),二是運(yùn)動(dòng)狀態(tài),最終做運(yùn)動(dòng)。=2\*GB3②汽車在勻加速直線運(yùn)動(dòng)階段,汽車的瞬時(shí)速度vt=vo+at(vo=0),汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)所能維持的時(shí)間:=3\*GB3③汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)階段,汽車的瞬時(shí)功率可表示為為=4\*GB3④汽車在勻加速直線運(yùn)動(dòng)階段結(jié)束時(shí),瞬時(shí)功率Pt額定功率P額,且滿足=5\*GB3⑤汽車在變加速直線運(yùn)動(dòng)階段功率恒為額定功率,進(jìn)入勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)牽引力和阻力,且有.任務(wù)三:達(dá)標(biāo)提升1.一物體從靜止開始自由下落,在第1s和第3s末,重力對(duì)物體做功的功率之比為()A.1:3B.3:1C.1:9D.9:12.一質(zhì)量為m的木塊靜止在光滑的水平面上,從t=0開始,將一個(gè)大小為F的水平恒力作用在該木塊上,在t=T時(shí)刻F的功率是()A.B.C.D.3.同一恒力按同樣方式施于物體上,使它分別沿著粗糙水平地面和光滑水平地面移動(dòng)相同一段距離時(shí),恒力的功和平均功率分別為、和、,則二者的關(guān)系是()A.、B.、C.、D.、3.設(shè)在平直公路上以一般速度行駛的自行車,所受阻力約為車、人總重力的0.02倍,則騎車人的功率最接近于()A.10-1kWB.10-3kWC.1kWD.10kW4.設(shè)飛機(jī)飛行中所受阻力與其速度的平方成正比,若飛機(jī)以速度v勻速飛行,其發(fā)動(dòng)機(jī)功率為P,則飛機(jī)以2v勻速飛行時(shí),其發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為()A.2PB.4PC.8PD.無(wú)法確定5.甲、已兩車的額定功率之比是1:2,當(dāng)兩車以各自的額定功率行駛時(shí),可判定():A兩車裝的貨物質(zhì)量之比1:2B在相同時(shí)間內(nèi),兩車做功之比2:1C兩車行馳的速度比1:2D速度相同時(shí),兩車的牽引力比1:25.如圖甲所示,滑輪質(zhì)量、摩擦均不計(jì),質(zhì)量為2kg的物體在F作用下由靜止開始向上做勻加速運(yùn)動(dòng),其速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示,由此可知()(g?。〢.物體加速度大小為B.F的大小為21NC.4s末F的功率大小為42WD.4s內(nèi)F做功的平均功率為42W6.汽車從靜止開始行駛,行駛中保持額定功率不變,那么()A.速度變大,加速度也變大B.速度變小,加速度也變小C.速度變大而加速度變小D.速度最大,牽引力也一定最大7.額定功率20kw的電動(dòng)機(jī),勻速提升1T的貨物,則其提升的最大速度,若提升速度0.5m/s,電動(dòng)機(jī)實(shí)際功率為,此電動(dòng)機(jī)以0.5m/s速度能提升貨物的最大重量是(取g=10m/s2)8.質(zhì)量1kg的物體從傾角30°光滑斜面上由靜止開始下滑,重力在前3s內(nèi)做的功為,重力平均功率為,重力在第3秒內(nèi)做的功為,平均功率為,重力在第3秒末的瞬時(shí)功率為,物體在沿斜面下滑3m時(shí),重力的瞬時(shí)功率為9.質(zhì)量5T的汽車,額定功率88.2kw,汽車在水平路上勻速行駛,阻力為2.0×103N,汽車的最大速度為,若阻力不變,汽車在水平路上用36km/h速度勻速行駛,汽車實(shí)際功率為10.機(jī)車從某車站由靜止出發(fā)到下一站停止,設(shè)行駛過(guò)程機(jī)車所受阻力為恒力,且機(jī)車運(yùn)行是發(fā)動(dòng)機(jī)功率大小保持不變,而進(jìn)站前制動(dòng)時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉,那么圖中各速度—--時(shí)間關(guān)系圖象中哪一個(gè)能正確反映機(jī)車整個(gè)過(guò)程的運(yùn)動(dòng)情況。()11.質(zhì)量m=2kg的物體從距地面45m的高處自由下落,在t=-2s的時(shí)間內(nèi)重力所做的功等于多少?在這段時(shí)間內(nèi)重力做功的平均功率等于多少?在2s末重力做功的瞬時(shí)功率等于多少?12.作平拋運(yùn)動(dòng)的物體,質(zhì)量為m,某時(shí)刻的速度為v,與水平方向的夾角為θ,此時(shí)重力的瞬時(shí)功率為多大?13.一質(zhì)量為m的物體,從傾角為,高度為的光滑斜面頂端由靜止下滑,如圖示,當(dāng)滑到斜面底端時(shí),重力的瞬時(shí)功率多大?重力的平均功率多大?14.位于水平面上的物體A,在斜向上的恒定拉力作用下,正以v=2m/s的速度向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)。已知F的大小為100N,方向與速度v的夾角為37°,求:(1)拉力F對(duì)物體做功的功率是多大?(2)物體向右運(yùn)動(dòng)10s的過(guò)程中,拉力F對(duì)它做多少功?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)15.汽車質(zhì)量5T,其發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率為37.5kW,汽車在水平道路上從靜止開始啟動(dòng),開始一段時(shí)間以加速度a=1m/s2做勻速運(yùn)動(dòng),最后做勻速運(yùn)動(dòng)速度為54km/h16.質(zhì)量5T的汽車,額定功率80Kw,如果此車行駛時(shí)受到阻力是車重0.1倍,此車可以得到的最大速率是多少?此車以10m/s17.質(zhì)量為50t的機(jī)車由靜止開始沿平直軌道勻加速行駛1km時(shí),速度增至36km/h,機(jī)車達(dá)到額定功率,其后,機(jī)車保持額定功率繼續(xù)行駛,已知機(jī)車在此軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力為車重的0.01倍,求:(1)當(dāng)機(jī)車速度達(dá)到45km/h時(shí),加速度多大?(2)在此軌道上,機(jī)車的最大行駛速度是多大?(3)在此軌道,機(jī)車若以0.1m/s2的加速度勻加速起動(dòng),則能維持多長(zhǎng)的加速運(yùn)動(dòng)時(shí)間?(g=10m/s2)18.一輛重5t的汽車,發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為80kW,汽車從靜止開始以加速度a=1m/s2做勻加速直線運(yùn)動(dòng),車受的阻力為車重的0.06倍,g取10m/s2,求:(1)汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間tm(2)汽車開始運(yùn)動(dòng)后第5s末的瞬時(shí)功率(3)汽車的最大速度υm(4)如果汽車起動(dòng)勻加速5s后做勻速直線運(yùn)動(dòng),則汽車勻速運(yùn)動(dòng)的實(shí)際功率多大?§7.4重力勢(shì)能導(dǎo)學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.理解重力勢(shì)能的概念,會(huì)用重力勢(shì)能的定義進(jìn)行計(jì)算.2.理解重力勢(shì)能的變化和重力做功的關(guān)系,知道重力做功與路徑無(wú)關(guān).3.知道重力勢(shì)能的相對(duì)性.任務(wù)一預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)1、研究重力勢(shì)能的出發(fā)點(diǎn)物體由于被舉高而具有重力勢(shì)能。而物體的高度發(fā)生變化時(shí),必然伴隨著重力做功。因此,重力勢(shì)能與重力做功是密切相關(guān)的,認(rèn)識(shí)重力勢(shì)能不能脫離對(duì)重力做功的研究。研究重力做功,是研究重力勢(shì)能的出發(fā)點(diǎn)。2、重力做功的特征:3h2h3h2hh112如圖1所示,質(zhì)量為m的物體經(jīng)三條不同的路徑,從高度是h1的位置運(yùn)動(dòng)到高度是h2的位置。第一次物體豎直向下運(yùn)動(dòng)(圖中路徑1):重力所做的功:第二次物體沿傾斜直線向下運(yùn)動(dòng)(圖中路徑2):設(shè)傾斜直線與豎直方向成θ角,物體通過(guò)的距離為s,則重力所做的功:第三次物體沿任意路徑向下運(yùn)動(dòng)(圖中路徑3):我們可以把整個(gè)路徑分成許多很短的間隔,每一小段都可看成一段傾斜的直線,則重力所做的功:總結(jié)重力做功的特征:3、重力勢(shì)能的表達(dá)式重力勢(shì)能應(yīng)跟物體與地球的相對(duì)位置有關(guān),還應(yīng)跟物體受到的重力有關(guān)。從上述重力做功特點(diǎn)的分析中可以發(fā)現(xiàn),物體所受的重力mg與它所處位置的高度h的乘積mgh,是一個(gè)有特殊意義的物理量。它的特殊意義在于,它一方面與重力所做的功密切相關(guān),另一方面又隨著高度的變化而變化,它恰恰是我們要尋找的重力勢(shì)能的表達(dá)式。因此,物體的重力勢(shì)能等于乘積,即重力勢(shì)能是標(biāo)量,其單位與功的單位相同,在國(guó)際單位制中都是,符號(hào)是,4、重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系有了重力勢(shì)能的表達(dá)式,我們就可以把上述重力所做的功的表達(dá)式寫成WG=Ep1-Ep2其中EP1表示物體在的重力勢(shì)能,EP2表示物體在的重力勢(shì)能??梢姡?dāng)物體向下運(yùn)動(dòng)時(shí),重力做,WG>0,則Ep1>Ep2,即重力勢(shì)能,重力勢(shì)能減少的數(shù)量重力所做的功;當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)時(shí),重力做負(fù)功(物體克服重力做功),WG<0,則Ep1<Ep2,即重力勢(shì)能,重力勢(shì)能增加的數(shù)量克服重力所做的功。6、重力勢(shì)能具有相對(duì)性[思考4]在前面學(xué)習(xí)中我們知道選擇不同的參考系,物體的運(yùn)動(dòng)情況不一樣,運(yùn)動(dòng)和靜止是相對(duì)的,那么選擇不同的參考平面,物體的重力勢(shì)能一樣嗎?探究:如圖,質(zhì)量0.5kg的小球,從桌面以上h1=1.2m的A點(diǎn)落到地面的B點(diǎn),桌面高h(yuǎn)2=0.8m.請(qǐng)按要求填寫下表.(g=10m/s2)參考平面小球在A點(diǎn)重力勢(shì)能小球在B點(diǎn)重力勢(shì)能下落過(guò)程小球重力做功下落過(guò)程小球重力勢(shì)能變化桌面
地面
[結(jié)論]1.選取不同的參考平面,物體的重力勢(shì)能2、在研究具體問(wèn)題時(shí),我們所關(guān)心的往往不是物體具有多少重力勢(shì)能,而是物體重力勢(shì)能的變化,重力勢(shì)能的變化才與做功及能量轉(zhuǎn)換有關(guān)。選擇不同的參考平面對(duì)重力勢(shì)能的差值沒有影響,也就是說(shuō),8、重力勢(shì)能屬于物體和地球組成的系統(tǒng)重力是地球與物體相互而引起的,如果沒有地球隊(duì)物體的吸引,就談不上重力做功和重力勢(shì)能。物體所在的高度是由物體同地球組成的系統(tǒng)內(nèi)部的相對(duì)位置所決定的,因此重力勢(shì)能是這個(gè)系統(tǒng)的,而不是單獨(dú)具有的。我們平常所說(shuō)的“物體的重力勢(shì)能”,只是一種習(xí)慣而簡(jiǎn)化的說(shuō)法。任務(wù)三達(dá)標(biāo)提升1.當(dāng)重力做負(fù)功時(shí)()A.重力勢(shì)能一定增加B.重力勢(shì)能一定減少C.物體速度可能增大D.物體速度可能減小2.下列關(guān)于重力勢(shì)能的說(shuō)法,正確的是()A.重力勢(shì)能只跟物體所處的初末位置有關(guān),與物體實(shí)際經(jīng)過(guò)的路徑無(wú)關(guān)B.重力勢(shì)能的變化,只跟重力做功有關(guān),和其他力做功多少無(wú)關(guān)C.重力勢(shì)能是矢量,在地球表面以上為正,在地球表面以下為負(fù)D.重力勢(shì)能的變化量等于重力對(duì)物體做的功3.關(guān)于重力勢(shì)能的幾種理解,正確的是()A.重力勢(shì)能等于零的物體,一定不會(huì)對(duì)別的物體做功B.放在地面上的物體,它的重力勢(shì)能一定等于零C.在不同高度將某一物體拋出,落地時(shí)重力勢(shì)能相等D.相對(duì)不同的參考平面,物體具有不同數(shù)值的重力勢(shì)能,但并不影響研究有關(guān)重力勢(shì)能的變化4.沿高度相同,坡度不同,粗糙程度也不同的斜面向上拉同一個(gè)物體到頂端,在下列說(shuō)法中正確的是()A、沿坡度小,長(zhǎng)度大的斜面上升克服重力做的功多B、沿坡度大,粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多C、沿坡度長(zhǎng),粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多D、以上幾種情況下克服重力所做的功一樣多5.如圖所示,桌面離地高為h,質(zhì)量為m的小球從離桌面高為H處自由下落,不計(jì)空氣阻力,假設(shè)桌面為零勢(shì)能的參考平面,則小球在圖示位置處的重力勢(shì)能()A、mghB、mgHC、mg(H+h)D、mg(H-h)6.物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,克服重力做功50J,則( )A.重力做功為50J B.物體的重力勢(shì)能一定增加50JC.物體的重力勢(shì)能一定減小50J D.物體的重力勢(shì)能一定是50J7.一物體以初速v豎直向上拋出,做豎直上拋運(yùn)動(dòng),則物體的重力勢(shì)能-路程圖像應(yīng)是四個(gè)圖中的()。8.如圖所示,某物塊分別沿三條不同的軌道由離地高h(yuǎn)的A點(diǎn)滑到同一水平面上,軌道1、2是光滑的,軌道3是粗糙的,則()A.沿軌道1滑下重力勢(shì)能變化多B.沿軌道2滑下重力勢(shì)能變化多C.沿軌道3滑下重力勢(shì)能變化多D.沿三條軌道滑下重力勢(shì)能變化一樣多9.井深8m,井上支架高為2m,在支架上用一根3m長(zhǎng)的繩子系住一個(gè)重100N的物體,則物體的重力勢(shì)能是(以地面為參考平面)( )A.100J B.700J C.-100J D.無(wú)法確定10.粗細(xì)均勻,長(zhǎng)為5m,質(zhì)量為60kg的電線桿橫放在水平地面上,如果要把它豎直立起,至少要做____________J的功(g=lOm/s2)。11.質(zhì)量為m的物體沿傾角為θ的斜面下滑,t秒內(nèi)下滑了s,則其重力勢(shì)能改變了_______。12.在同一高度處,將質(zhì)量相等的三個(gè)球a、b、c以大小相等的速度分別豎直上拋,豎直下拋,水平拋出,最終都落到水平地面上,在三個(gè)球出手后落地的全過(guò)程中,重力對(duì)它們做功的平均功率的關(guān)系是()A.Pa=Pb=PcB.Pa>Pb>PCC.Pa=Pb=PcD.Pb>Pc>Pa13.額定功率20kw的電動(dòng)機(jī),勻速提升1T的貨物,則其提升的最大速度,若提升速度0.5m/s,電動(dòng)機(jī)實(shí)際功率為,此電動(dòng)機(jī)以0.5m/s速度能提升貨物的最大重量是(取g=10m/s2)14.從離地面10m高處以4m/s初速度水平拋出一質(zhì)量為0.2kg的石塊,不計(jì)空氣阻力,拋出石子后第一秒內(nèi)重力對(duì)石塊做出的功是J,第一秒末重力的瞬時(shí)功率為W。(g取1015.質(zhì)量是50kg的人沿著長(zhǎng)150m、傾角為30°的坡路走上土丘,重力對(duì)他所做的功是多少?他克服重力所做的功是多少?他的重力勢(shì)能增加了多少?(g取10m/s2)16.起重機(jī)以5m/s2的加速度將質(zhì)量為1t的物體勻減速地沿豎直方向提升高度10m,則起重機(jī)鋼索的拉力對(duì)物體做的功為多少?物體克服重力做功為多少?物體的重力勢(shì)能變化了多少?§7.5探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式導(dǎo)學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、理解彈性勢(shì)能的概念,會(huì)分析決定彈簧彈性勢(shì)能大小的相關(guān)因素。2、知道探究彈性勢(shì)能表達(dá)式的思路。任務(wù)一自主導(dǎo)學(xué)一.彈性勢(shì)能1.發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間,由于彈力的相互作用,具有勢(shì)能,這種勢(shì)能叫做___________??梢姡矬w具有彈性勢(shì)能的條件是發(fā)生了____________。卷緊的發(fā)條、拉長(zhǎng)或壓縮的彈簧、拉開的弓、正在擊球的網(wǎng)球拍、撐桿運(yùn)動(dòng)員手中彎曲的桿,等等,都發(fā)生了_______形變,都具有____________。2.學(xué)習(xí)重力勢(shì)能時(shí),是從_________做功開始入手分析的。討論彈性勢(shì)能應(yīng)該從_________做功分析入手。3.重力勢(shì)能與物體被舉起的_________有關(guān),彈性勢(shì)能與彈簧_________有關(guān)。任務(wù)二合作探究二.探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式1.有關(guān)因素⑴在彈簧的彈性限度內(nèi),彈簧的彈力與彈簧的伸長(zhǎng)量之間的關(guān)系為:F=。⑵類比重力勢(shì)能,重力勢(shì)能大小與物體的重力和高度有關(guān),那么彈性勢(shì)能就有可能與和有關(guān)。⑶事實(shí)驗(yàn)證對(duì)同一根彈簧,壓縮不同的長(zhǎng)度,將木塊彈出的距離,說(shuō)明彈簧彈性勢(shì)能與有關(guān)。對(duì)不同的彈簧,壓縮相同的長(zhǎng)度,將木塊彈出的距離,說(shuō)明彈簧彈性勢(shì)能與有關(guān)。2.彈性勢(shì)能與拉力做功的關(guān)系⑴方法類比重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系⑵彈力做正功,彈性勢(shì)能⑶彈力做負(fù)功,彈性勢(shì)能⑷彈力做功多少與彈性勢(shì)能變化量的關(guān)系。3.怎樣計(jì)算拉力做的功?重力是恒力,重力做功等于重力與物體在豎直方向移動(dòng)距離的乘積。那么,拉伸彈簧時(shí),拉力做功該怎樣計(jì)算?在拉伸彈簧的過(guò)程中,彈簧彈力是隨彈簧的形變量的變化而變化的,彈簧彈力還因彈簧的不同而不同。因此,彈簧彈力做功不能直接用功的公式計(jì)算。與研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移方法類似,設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k,當(dāng)彈簧被拉伸l時(shí),把這一拉伸過(guò)程分為很多小段,它們的長(zhǎng)度分別為?l1、?l2、?l3…各個(gè)小段上拉力可以近似認(rèn)為是不變的,分別為______________________,所做的功分別為______________________,拉力在整個(gè)過(guò)程做的功為___________________________。要直接計(jì)算上述各小段功的求和式是較困難的。與勻變速直線運(yùn)動(dòng)中利用v—
t圖象求位移x相似,我們可以畫出F—
l圖象,如圖2所示。每段彈簧彈力的功就可用圖中細(xì)窄的矩形面積表示,對(duì)這些矩形面積求和,就得到了由F和
l圍成的三角形的面積如圖3所示,這塊三角形面積就表示彈簧彈力在整個(gè)過(guò)程中所做的功。oolFolF圖2圖3kΔl彈簧彈力在整個(gè)過(guò)程中所做的功為
,彈性勢(shì)能的改變量為
任務(wù)三達(dá)標(biāo)提升1、關(guān)于彈性勢(shì)能下列說(shuō)法中正確的是()A、發(fā)生形變的物體都具有彈性勢(shì)能B、彈性勢(shì)能是一個(gè)標(biāo)量C、彈性勢(shì)能的單位是焦耳(在國(guó)際單位制中)D、彈性勢(shì)能是狀態(tài)量2、下列關(guān)于彈簧的彈力和彈性勢(shì)能的說(shuō)法正確的是()A、彈力與彈簧的形變量成正比,彈性勢(shì)能與彈簧的形變量成正比B、彈力與彈簧的形變量的平方成正比,彈性勢(shì)能與彈簧的形變量成正比C、彈力與彈簧的形變量成正比,彈性勢(shì)能與彈簧的形變量的平方成正比。D、彈力與彈簧的形變量的平方成正比,彈性勢(shì)能與彈簧的形變量的平方成正比3.彈簧的一端固定,處于自然長(zhǎng)度.現(xiàn)對(duì)彈簧的另一端施加一個(gè)拉力,如圖,關(guān)于拉力做功(或彈簧克服拉力做功)與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系,以下說(shuō)法中正確的是()A.拉力對(duì)彈簧做正功,彈簧的彈性勢(shì)能增加B.拉力對(duì)彈簧做正功,彈簧的彈性勢(shì)能減少C.彈簧克服拉力做功,彈簧的彈性勢(shì)能增加D.彈簧克服拉力做功,彈簧的彈性勢(shì)能減少4.在水平面上豎直放置一輕彈簧,有一物體在它的正上方自由落下,在物體壓縮彈簧速度減為零時(shí)()A.物體的重力勢(shì)能最大B.物體的動(dòng)能最大C.彈簧的彈性勢(shì)能最大D.物體的彈性勢(shì)能最小5.兩彈簧的勁度系數(shù)之比為1:2,在彈性限度內(nèi)的形變量之比為2:1,則它們的彈性勢(shì)能之比為()A.1:2
B.2:1
C.1:4
D.4:16.在光滑的水平面上,物塊A以較大速度va向前運(yùn)動(dòng),與以較小速度vb向同一方向運(yùn)動(dòng)的且連有輕質(zhì)彈簧的物體B發(fā)生相互作用,如圖所示,在相互作用過(guò)程中,當(dāng)系統(tǒng)的彈性勢(shì)能最大時(shí)()A.va′>vb′B.va′=vb′C.va′<vb′D.無(wú)法確定7.如圖所示為一彈簧的彈力—位移圖象,那么彈簧由伸長(zhǎng)量4㎝到伸長(zhǎng)量8㎝的過(guò)程中,彈力所做的功和彈性勢(shì)能的變化量為()A.3.6J,-3.6JB.-3.6J,3.6JC.1.8J,-1.8JD.-1.8J,1.8J8.如圖所示,彈簧的一端固定在墻上,另一端在水平力F作用下緩慢拉伸了x,關(guān)于拉力F隨伸長(zhǎng)量x的變化圖線,圖中正確的是()9、豎直放置的輕質(zhì)彈簧,勁度系數(shù)為k,將質(zhì)量為m的物體輕輕放在彈簧的上端,物體將上下振動(dòng),由于空氣阻力的作用,物體最終將靜止。(1)求全過(guò)程物體減少的重力勢(shì)能;(2)彈簧中儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能;(3)物體減少的重力勢(shì)能是否等于彈性勢(shì)能的增加量?10物體在力F作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng),F(xiàn)隨物體位移的變化圖線如圖所示,在物體移動(dòng)5m的過(guò)程中,力F所做的功為多少?§7.6實(shí)驗(yàn):探究功與速度變化的關(guān)系【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、會(huì)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)的速度。2、學(xué)習(xí)利用物理圖象探究功與物體速度變化的關(guān)系。學(xué)習(xí)重點(diǎn):學(xué)習(xí)探究功與速度變化關(guān)系的物理方法,并會(huì)利用圖象法處理數(shù)據(jù)任務(wù)一自主導(dǎo)學(xué)一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、會(huì)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)的。2、學(xué)習(xí)利用探究功與速度變化的關(guān)系。二.實(shí)驗(yàn)原理物體的動(dòng)能與物體的速度密切相關(guān),而物體速度發(fā)變化又與力對(duì)它做的功有關(guān),故可以通過(guò)探究力對(duì)原來(lái)靜止的物體做的功與物體獲得的速度來(lái)確定兩者之間的關(guān)系。三.實(shí)驗(yàn)器材長(zhǎng)木板、、小車、電火花計(jì)時(shí)器(帶紙帶、復(fù)寫紙等),、導(dǎo)線若干,四、探究思路實(shí)驗(yàn)裝置如圖,思考:小車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受幾個(gè)力?為使橡皮筋的拉力充當(dāng)合力,其他力應(yīng)怎樣處理?實(shí)驗(yàn)中,是什么力對(duì)小車做功?小車做什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)?初速度是多少,末速度如何求? 要點(diǎn)(一):如何表示橡皮筋做的功?通過(guò)增加橡皮筋的條數(shù)改變橡皮筋對(duì)小車做的功,同樣的橡皮筋并在一起將小車?yán)结尫?如果一條橡皮筋對(duì)小車做功為W,則兩條橡皮筋做功為,三條為,依次類推,每次做功都可以用W的倍數(shù)來(lái)表達(dá)。這種處理方法,把不便于用公式計(jì)算的彈力做功轉(zhuǎn)換為比值代替,是一種很好的思維方法,其精妙之處在于巧妙的回避了功的測(cè)量(倍增法)。要點(diǎn)(二):應(yīng)如何來(lái)測(cè)量物體的速度呢?通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶來(lái)測(cè)量每次實(shí)驗(yàn)后小車的末速度(小車初速度設(shè)置為零),得出若干組功與速度變化關(guān)系的數(shù)據(jù)。任務(wù)二合作探究五、實(shí)驗(yàn)步驟,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究1.按圖裝好實(shí)驗(yàn)器材,平衡摩擦力,將木板放有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端墊高,脫開鉤在小車上的橡皮筋,在小車尾部固定一紙帶,釋放小車使小車沿木板向下運(yùn)動(dòng)。如果紙帶上打出的點(diǎn)距是的,說(shuō)明小車的運(yùn)動(dòng)是勻速的,就剛好平衡了小車所受的摩擦力。2.先用一條橡皮筋做實(shí)驗(yàn),把橡皮筋拉長(zhǎng)到一定的位置,理好紙帶,3.換用紙帶,改用2條、3條……同樣的橡皮筋進(jìn)行實(shí)驗(yàn),保持每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉長(zhǎng);4.由紙帶算出小車獲得的速度,把小車第一次獲得的功計(jì)為W,第2次,第3次……計(jì)為2W,3W……橡皮筋條數(shù)01234力對(duì)小車做功0W2W3W4W小車速度填表:4.用圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù),分別按v2、v3、……算出相應(yīng)的幾組數(shù)值,并分別作出W--v2曲線、W--v3曲線、W--曲線……如果哪一種圖像更接近與過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線,功與速度之間就是哪一種正比關(guān)系。用圖像法處理數(shù)據(jù),要比計(jì)算法更簡(jiǎn)捷、直觀。實(shí)驗(yàn)結(jié)論:(小車從靜止開始運(yùn)動(dòng),初速度為零,末速度就是小車速度的變化)知識(shí)應(yīng)用:某同學(xué)在探究功與物體速度變化的關(guān)系時(shí)得到了W與v的一組數(shù)據(jù),請(qǐng)你對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,并確定W與v之間的關(guān)系.W0.001.002.003.004.005.006.00v/(m·s-1)0.000.801.101.281.531.761.89v20.000.641.211.642.343.103.57并以W為縱坐標(biāo),v為橫坐標(biāo),作出W-v曲線.又以W為縱坐標(biāo),v2為橫坐標(biāo),作出W-v2曲線.由圖象可看出:.任務(wù)三達(dá)標(biāo)提升1、在探究功與物體速度變化關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,得到如圖所示四條紙帶,應(yīng)選用()2、在探究功與物體速度變化關(guān)系實(shí)驗(yàn)中,小車在運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力作用.這樣,小車沿木板滑行的過(guò)程中,除橡皮筋對(duì)其做功外,還有阻力做功,這樣便會(huì)給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)誤差.我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中想到的辦法是,使木板略為傾斜,對(duì)木板的傾斜程度,下面說(shuō)法正確的是()A.木板只要稍微傾斜一下即可,沒有什么嚴(yán)格要求B.如果小車在傾斜的木板上能做勻速運(yùn)動(dòng),則木板的傾斜程度符合要求C.木板的傾斜角度在理論上應(yīng)滿足下面要求:重力使物體沿斜面下滑的分力應(yīng)等于小車受到的阻力D.其實(shí)木板不傾斜,問(wèn)題也不大,因?yàn)閷?shí)驗(yàn)總是存在誤差的3、在探究功與物體速度變化關(guān)系中,下列敘述正確的是()A、每次實(shí)驗(yàn)必須設(shè)法算出橡皮筋對(duì)小車做功的具體數(shù)值B、實(shí)驗(yàn)中,橡皮筋第二次的伸長(zhǎng)長(zhǎng)度是第一次伸長(zhǎng)長(zhǎng)度的二倍C、實(shí)驗(yàn)中長(zhǎng)木板表面應(yīng)該盡量光滑且水平放置D、每次實(shí)驗(yàn)都必須先接通電源,再讓小車在橡皮筋的作用下彈出4.在“探究功與物體速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí),以下應(yīng)保持不變的是()A.每次實(shí)驗(yàn)把橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度B.橡皮筋的規(guī)格C.橡皮筋的根數(shù)D.小車的質(zhì)量6.對(duì)于橡皮筋做的功來(lái)說(shuō),直接測(cè)量是有困難的.我們可以巧妙地避開這個(gè)難題而不影響問(wèn)題的解決,只需要測(cè)出每次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功是第一次實(shí)驗(yàn)的多少倍,使用的方法是()A.用同樣的力對(duì)小車做功,讓小車通過(guò)的距離依次為l、2l、3l……進(jìn)行第1次、第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)時(shí),力對(duì)小車做的功就是W、2W、3W、……B.讓小車通過(guò)相同的距離,第1次力為F,第2次力為2F、第3次力為3F……實(shí)驗(yàn)時(shí),力對(duì)小車做的功就是W、2W、3W……C.選用同樣的橡皮筋,在實(shí)驗(yàn)中每次橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度保持一致,當(dāng)用1條、2條、3條……同樣的橡皮筋進(jìn)行第1次、第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)時(shí),橡皮筋對(duì)小車做的功就是W、2W、3W……D.利用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量對(duì)小車的拉力F,利用直尺測(cè)量小車在力作用下移動(dòng)的距離l,便可以求出每次實(shí)驗(yàn)中力對(duì)小車做的功,可控制為W、2W、3W……7.在探究功與物體速度變化關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中得到了一條如圖所示的紙帶,這條紙帶上的點(diǎn)兩端較密,中間稀疏.出現(xiàn)這種情況的原因可能是()A.電源的頻率不穩(wěn)定B.木板傾斜程度太大C.沒有使木板傾斜或傾斜角太小D.小車受到的阻力較大如圖所示為在“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中小車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的一系列的點(diǎn),打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s,小車運(yùn)動(dòng)情況A、B之間可描述為________________運(yùn)動(dòng),C、D之間可描述為________________運(yùn)動(dòng).小車離開橡皮筋后的速度為________m/s.6.科學(xué)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)離不開科學(xué)探究,而科學(xué)探究可以分為理論探究和實(shí)驗(yàn)探究.下面我們追尋科學(xué)家的研究足跡用實(shí)驗(yàn)探究恒力做功和物體動(dòng)能變化之間的關(guān)系.(1)某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案如圖所示,該實(shí)驗(yàn)用鉤碼的重力表示小車受到的合外力,為此,實(shí)驗(yàn)時(shí)在安裝正確、操作規(guī)范的前提下(已平衡摩擦力)還需要滿足的條件是:_____________________________________(2)如圖所示是某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶,其中A、B、C、D、E、F是該同學(xué)確定的計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T,距離如圖.則打C點(diǎn)時(shí)小車的速度為________;要驗(yàn)證合外力的功與速度變化間的關(guān)系,除位移、速度外,還要測(cè)出的物理量有________________________________.§7.7動(dòng)能定理導(dǎo)學(xué)案學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解動(dòng)能的概念,會(huì)根據(jù)動(dòng)能的表達(dá)式計(jì)算運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)能。2.能從牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式導(dǎo)出動(dòng)能定理,理解動(dòng)能定理的物理意義。3.知道動(dòng)能定理的適用條件,知道動(dòng)能定理解題的步驟。4.理解做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程。5.會(huì)用動(dòng)能定理解決有關(guān)的力學(xué)問(wèn)題。知道用動(dòng)能定理處理問(wèn)題的優(yōu)點(diǎn)。任務(wù)一自主學(xué)習(xí)問(wèn)題情景1:一架飛機(jī)在牽引力的作用下(不計(jì)阻力),在起飛跑道上加速運(yùn)動(dòng),速度越來(lái)越大,問(wèn):①飛機(jī)的動(dòng)能如何變化?為什么?
②飛機(jī)的動(dòng)能變化的原因是什么?
③牽引力對(duì)飛機(jī)所做的功與飛機(jī)動(dòng)能的變化之間有什么關(guān)系?問(wèn)題情景2:如圖所示,一個(gè)物體的質(zhì)量為m,初速度為v1,在與運(yùn)動(dòng)方向相同的恒力F(不計(jì)摩擦阻力)的作用下發(fā)生一段位移L,速度增大到v2,則:mmFv1ammFv1aaV2L②物體的加速度多大?③物體的初速、末速、位移之間有什么關(guān)系?④結(jié)合上述三式你能綜合推導(dǎo)得到什么樣的式子?解析:①力對(duì)物體做的功為:W=__________②根據(jù)牛頓第二定律有______________③根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有________________________④W=_____=___________________=____________________分析概括:合力F所做的功等于_______這個(gè)物理量的變化;又據(jù)功能關(guān)系,F(xiàn)所做的功等于物體______的變化,所以在物理學(xué)中就用______________這個(gè)量表示物體的動(dòng)能。知識(shí)概括:動(dòng)能1、定義式:______,文字表達(dá):動(dòng)能等于物體____與物體_____的二次方的乘積的_____。2、單位:_______;3、動(dòng)能是_________(狀態(tài)、過(guò)程)量也是_______(標(biāo)、矢)量。動(dòng)能定理1、內(nèi)容:。2、表達(dá)式:___________問(wèn)題3:如果物體受到幾個(gè)力的作用,動(dòng)能定理中的W表示什么意義?問(wèn)題4:當(dāng)合力對(duì)物體做正功時(shí),物體的動(dòng)能如何變化,當(dāng)合力對(duì)物體做負(fù)功時(shí),物體的動(dòng)能又如何變化?問(wèn)題5:動(dòng)能定理是在物體受恒力作用且做直線運(yùn)動(dòng)的情況下推導(dǎo)出來(lái)的。那么動(dòng)能定理是否可以應(yīng)用于變力做功或物體做曲線運(yùn)動(dòng)的情況呢?(3)適用條件:正是因?yàn)閯?dòng)能定理適用于和的情況,所以在解決一些實(shí)際問(wèn)題中才得到了更為廣泛的應(yīng)用。任務(wù)二要點(diǎn)總結(jié):1、動(dòng)能定理的優(yōu)點(diǎn):(1)動(dòng)能定理不涉及運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度和時(shí)間,用它來(lái)處理問(wèn)題要比牛頓定律方便;(2)動(dòng)能定理能夠解決變力做功和曲線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,而牛頓運(yùn)動(dòng)解決這樣一類問(wèn)題非常困難。2、用動(dòng)能定理解題的一般步驟:①確定研究對(duì)象②明確研究的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,確定運(yùn)動(dòng)過(guò)程的初、末狀態(tài)(即初、末速度),若速度未知,則設(shè)為v,表達(dá)動(dòng)能定理等式右側(cè)動(dòng)能的變化量的動(dòng)能(或動(dòng)能的變化量)③分析研究對(duì)象在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力情況,畫受力示意圖,及過(guò)程狀態(tài)草圖,明確哪些力做功,是正功還是負(fù)功?表達(dá)動(dòng)能定理方程左側(cè)合力的功或各個(gè)力做功的和建立方程,代入數(shù)據(jù)求解,任務(wù)三知識(shí)應(yīng)用:類型1:求恒力做功問(wèn)題例題1、物體的質(zhì)量為m,放在一個(gè)光滑的水平面上,在一個(gè)與水平方向成a角的恒力F的作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),物體發(fā)生的位移為s.在此過(guò)程中,恒力F對(duì)物體所做的功為,物體動(dòng)能的變化量為.練習(xí)、1.A、B兩物體放在光滑的水平面上,分別在相同的水平恒力作用下,由靜止開始通過(guò)相同的位移,若A的質(zhì)量大于B的質(zhì)量,則在這一過(guò)程中:()A、A獲得的動(dòng)能大B、B獲得的動(dòng)能大C、A、B獲得的動(dòng)能一樣大D、無(wú)法比較誰(shuí)獲得的動(dòng)能大2.光滑水平桌面上有一物體在一水平恒力F作用下,速度由零增加到v和由v增加到2v兩階段水平恒力F所做的功分別為W1和W2,則W1:W2為()A.1:1B.1:2C.1:3類型2:求變力做功問(wèn)題例題2、一質(zhì)量為m的小球,用長(zhǎng)為l的輕繩懸掛于O點(diǎn),小球在水平力F作用下,從平衡位置P很緩慢地移動(dòng)到Q點(diǎn),如圖7-5-2所示,則力F所做的功為()A.mglcosθB.mgl(1一cosθ)C.FlsinθD.Fl(1一cosθ)練習(xí)1.質(zhì)量為20g的子彈,以300m/s的速度水平射入厚度是10mm的鋼板,射穿后的速度是100m/s,子彈受到的平均阻力是多大?2、一顆子彈速度為v時(shí),剛好打穿一塊鋼板,那么速度為2v時(shí),可打穿幾塊同樣的鋼板?要打穿n塊同樣的鋼板,子彈速度應(yīng)為多大?類型3:求瞬間力做功問(wèn)題例題3、在20m高處,某人將2kg的鉛球以15m/s的速度(水平)拋出,那么此人對(duì)鉛球做的功是多少?練習(xí)、一人用力踢質(zhì)量為1千克的皮球,使球由靜止以10米/秒的速度飛出。假定人踢球瞬間對(duì)球平均作用力是200牛,球在水平方向運(yùn)動(dòng)了20米停止。那么人對(duì)球所做的功為()A.500焦B.50焦C.200焦D.4000焦類型4:求兩個(gè)過(guò)程問(wèn)題例題4、質(zhì)量為m的鋼球從離坑面高H的高處自由下落,鋼球落入沙中,陷入h后靜止,則沙坑對(duì)鋼球的平均阻力F阻大小是多少?練習(xí)1、在平直的公路上汽車由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)速度達(dá)v1后立即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)讓其滑行,直至停止,其v-t圖像如圖所示.設(shè)運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中汽車牽引力做的功為W1,克服摩擦力做的功為W2,那么W1:W2應(yīng)為()A.1∶1B.1∶2C.1∶3D.1∶42、一質(zhì)量為2kg的物體,在水平力F=30N的作用下,在光滑的水平面上移動(dòng)了3m,然后這個(gè)水平力變?yōu)?5N,物體又移動(dòng)了2m.則物體增加的動(dòng)能總共是多少?任務(wù)四達(dá)標(biāo)提升一、選擇題:1.對(duì)于一定質(zhì)量的物體,以下說(shuō)法中正確的是(
)A.動(dòng)能不變,速度一定不變。B.速度變化,動(dòng)能一定變化。C.速度不變,動(dòng)能可能改變。D.動(dòng)能變化,速度一定改變。2.關(guān)于功和物體動(dòng)能變化的關(guān)系,不正確的說(shuō)法是()A.有力對(duì)物體做功,物體的動(dòng)能就會(huì)變化B.合力不做功,物體的動(dòng)能就不變C.合力做正功,物體的動(dòng)能就增加D.所有外力做功代數(shù)和為負(fù)值,物體的動(dòng)能就減少3.在光滑水平面上.質(zhì)量為2kg的物體以2m/s的速度向東運(yùn)動(dòng),當(dāng)對(duì)它施加一向西的力使它停下來(lái),則該外力對(duì)物體做的功是()A.-16JB.-8J.C.-4JD.04.一個(gè)質(zhì)量為2kg的滑塊,以4m/s的速度在光滑水平面上向左滑行,從某一時(shí)刻起,在滑塊上作用一向右的水平力.經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,滑塊的速度方向變?yōu)橄蛴?,大小?m/s.在這段時(shí)間里水平力做的功為(
)A.0
B.8J
C.16J
D.32J5.若物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的合外力不為零,則A.物體的動(dòng)能不可能總不變B.物體的加速度一定變化C.物體的速率可能不變D.物體可能做曲線運(yùn)動(dòng)6.一個(gè)人把質(zhì)量為m的物體由靜止舉高h(yuǎn),并使物體獲得v的速度,則下列說(shuō)法中正確的是(
)A.人對(duì)物體做功為。B.人對(duì)物體做功為。C.合外力對(duì)物體做功為。D.合外力對(duì)物體做功為7.一質(zhì)量為m的物體,沿傾角為θ的光滑斜面由靜止下滑,當(dāng)它在豎直方向下落h高度時(shí),重力做功的瞬時(shí)功率為(
)A.B.C.D8.質(zhì)量不等但有相同動(dòng)能的兩物體,在動(dòng)摩擦因數(shù)相同的水平地面上滑行直到停止,則(
)A.質(zhì)量大的物體滑行距離小B.它們滑行的距離一樣大C.質(zhì)量大的物體滑行時(shí)間短D.它們克服摩擦力所做的功一樣多9.汽車由山坡頂端關(guān)閉發(fā)電機(jī)從靜止滑下,滑到山坡底端的速率為4m/s。如果汽車以初速3m/s滑下,設(shè)汽車受到的阻力大小不變,則滑到底端的速率為(
)A.5m/s
B.6m/s
C.7m/s
D.12m/s10.物體A和B質(zhì)量相等,A置于光滑的水平面上,B置于粗糙水平面上,開始時(shí)都處于靜止?fàn)顟B(tài),在相同的水平力F作用下移動(dòng)相同的位移,則()A.力F對(duì)A做功較多,A的動(dòng)能較大B.力F對(duì)B做功較多,B的動(dòng)能較大C.力F對(duì)A和B做功相同,A和B的動(dòng)能相同D.力F對(duì)A和B做功相同,但A的動(dòng)能較大11.質(zhì)點(diǎn)在恒力作用下,從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),則質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能是().A.與它的位移成正比。B.與它的位移平方成正比。C.與它的運(yùn)動(dòng)時(shí)間成正比。D.與它的運(yùn)動(dòng)時(shí)間的平方成正比。12.質(zhì)量為1.0kg的物體,以某初速度在水平面上滑行,由于摩擦阻力的作用,其動(dòng)能隨位移變化的情況如下圖所示,則下列判斷正確的是(g=10m/s2)(
)A.物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.30B.物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25C.物體滑行的總時(shí)間是2.0sD.物體滑行的總時(shí)間是4.0s13.靜止在光滑水平面上的物體,在水平恒力F作用下,經(jīng)過(guò)時(shí)間t,獲得動(dòng)能為Ek.若作用力的大小改為F/2,而獲得的動(dòng)能仍為Ek,則力F/2作用時(shí)間應(yīng)為(
)A.4t
B.
C.2t
D.14.某人造衛(wèi)星因受高空稀薄空氣的阻力作用,繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道會(huì)慢慢改變.每次測(cè)量中衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)可近似看作圓周運(yùn)動(dòng).某次測(cè)量衛(wèi)星的軌道半徑為r1,后來(lái)變?yōu)閞2,r2<r1,以Ek1、Ek2表示衛(wèi)星在這兩個(gè)軌道上的動(dòng)能,T1、T2表示衛(wèi)星在這兩個(gè)軌道上繞地球運(yùn)動(dòng)的周期,則(
)A.Ek2<Ek1T2<T1
B.Ek2<Ek1T2>T1C.Ek2>Ek1T2<T1
D.Ek2>Ek1T15.質(zhì)量為m的物體以加速度α作勻速直線運(yùn)動(dòng),在第n秒內(nèi)的動(dòng)能增量為△Ek1,在第(n+1)秒內(nèi)動(dòng)能增量為△Ek2,則△Ek2-△Ek1等于(
)A.0
B.ma
C.ma2
D.條件不足,不能求解16.質(zhì)量為m的木塊靜止在光滑的水平地面上,從t=0開始,將一個(gè)大小為F的水平恒力作用在該木塊上,t=t1時(shí)刻,該力F的功率是(
)A.
B.
C.D.17.質(zhì)量為m的汽車在平直公路上以速度開始加速行駛,經(jīng)過(guò)時(shí)間t,前進(jìn)距離S后,速度達(dá)到最大值,設(shè)在這個(gè)過(guò)程中汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率恒為,汽車所受阻力恒為,則在這段時(shí)間內(nèi)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功是(
)A.
B.
C.
D.二、填空題:1.做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體,1秒末和2秒末的動(dòng)能之比為___________。重力的瞬時(shí)功率之比為__________,1秒內(nèi)和2秒內(nèi)重力做功之比為__________。2.質(zhì)量2千克的物體,受24牛豎直向上的拉力,由靜止開始運(yùn)動(dòng)5秒,則拉力對(duì)物體做功__________,物體克服重力做功__________,物體動(dòng)能增加__________。3.人造地球衛(wèi)星繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r,動(dòng)能的大小為Ek,則地球?qū)πl(wèi)星的萬(wàn)有引力大小等于
.4.電車的功率是60千瓦,當(dāng)它以6米/秒的速度前進(jìn)時(shí),電車的牽引力__________,如果電車受到的阻力為5000牛,那么它的速度最大可以達(dá)到__________米/秒。5.不計(jì)空氣阻力,以的速度豎直向上拋出一物體,則物體上升的最大高度為__________。物體的重力勢(shì)能為動(dòng)能一半時(shí),物體離拋出點(diǎn)的高度為__________。
6.一個(gè)質(zhì)量為50kg的物體在與水平成30°的100N拉力作用下,在粗糙的水平地面上勻速前進(jìn)10m,拉力做功為_____J;摩擦力做功____J;重力做功為______J;地面支持力做功_____J。(g取10m/s2)7.起重機(jī)吊起一個(gè)重的構(gòu)件,使其以0.5m/s2的加速度,從靜止開始上升。則起重機(jī)在4s內(nèi)做功為____J;4s末的功率是____W。(g=10m/s2)8.質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員,從高為H的跳臺(tái)上以速率v1向上起跳,落水時(shí)速率為v2,那么起跳時(shí)運(yùn)動(dòng)員所做的功為____,他在下落過(guò)程中克服空氣阻力所做的功為_____。9.一個(gè)質(zhì)量為m的物體,從斜面頂端沿粗糙面向下做勻加速運(yùn)動(dòng),初動(dòng)能為零。經(jīng)過(guò)t秒后到達(dá)斜面底端時(shí)動(dòng)能為,則斜面長(zhǎng)為____;經(jīng)過(guò)斜面中點(diǎn)時(shí)的速度為_____。10.子彈射入鋼板前的動(dòng)能是E,速度為v,穿過(guò)鋼板后的動(dòng)能減小了三分之一,則子彈穿過(guò)鋼板克服阻力做的功為____,穿過(guò)鋼板后的速度為____。11.一輛汽車以8m/s的速度運(yùn)動(dòng),急剎車時(shí)可滑行6.4m,如果以6m/s的速度運(yùn)動(dòng)時(shí),急剎車后可滑行
m;若使汽車在剎車后滑行距離不超過(guò)10m,則汽車運(yùn)動(dòng)中的速度不得超過(guò)
m/s.三、計(jì)算題1.某消防隊(duì)員從一平臺(tái)上跳下,下落h1=2m后雙腳觸地,接著他用雙腿彎曲方法緩沖,使自身重心又下降了h2=0.52、如圖,一質(zhì)量為m=10kg的物體,由1/4圓弧軌道上端從靜止開始下滑,到達(dá)底端時(shí)的速度v=2m/s,然后沿水平面向右滑動(dòng)1m距離后停止。已知軌道半徑R=0.4m,g=10m/s2則:(1)物體滑至圓弧底端時(shí)對(duì)軌道的壓力是多大?(2)物體沿軌道下滑過(guò)程中克服摩擦力做多少功?(3)物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ是多少?3.如圖所示,在光滑水平桌面上有一質(zhì)量為M的小車,小車跟繩一端相連,繩子另一端通過(guò)滑輪吊一個(gè)質(zhì)量為m的磚碼,求當(dāng)砝碼著地的瞬間(小車未離開桌子)小車的速度大???在這過(guò)程中,繩的拉力對(duì)小車所做的功?4、一物體質(zhì)量為,在平行于斜面的恒定拉力F作用下沿斜面向上運(yùn)動(dòng),斜面與物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)到斜面中點(diǎn)時(shí),去掉力F,物體剛好可運(yùn)動(dòng)到斜面頂端停下。設(shè)斜面傾角為,取,求拉力F。5.如圖2所示,質(zhì)量為的小球,從半徑的半圓形槽的邊緣A點(diǎn)沿內(nèi)表面開始下滑,到達(dá)最低點(diǎn)B的速度。求在弧AB段阻力對(duì)物體所做的功。(g取10m/s2)6.某人把質(zhì)量m=0.5kg的石塊從h=10m高處以300角斜向上拋出,如圖所示,拋出時(shí)初速度V0=5m/s,g取10m/s2,不計(jì)空氣阻力。求:(1)拋出石塊時(shí),人對(duì)石塊做功為多少。(2)石塊落地時(shí)速度的大小。7、如圖4所示,小球以初速度v0從A點(diǎn)沿不光滑的軌道運(yùn)動(dòng)到高為h的B點(diǎn)后自動(dòng)返回,其返回途中仍經(jīng)過(guò)A點(diǎn),求經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的速度大???8.如圖所示,把一個(gè)小球用細(xì)繩懸掛起來(lái),就成為一個(gè)擺。擺長(zhǎng)為L(zhǎng),最大偏角為θ。求小球運(yùn)動(dòng)到最低位置時(shí)的速度是多大?到最低點(diǎn)時(shí)對(duì)繩子的拉力是多大?9.小球在外力作用下,由靜止開始從A點(diǎn)出發(fā)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),到B點(diǎn)時(shí)消除外力。然后,小球沖上豎直平面內(nèi)半徑為R的光滑半圓環(huán),恰能維持在圓環(huán)上做圓周運(yùn)動(dòng),到達(dá)最高點(diǎn)C后拋出,最后落回到原來(lái)的出發(fā)點(diǎn)A處,如圖所示,試求小球在AB段運(yùn)動(dòng)的加速度為多大?10.質(zhì)量為m的飛機(jī)以水平速度v0飛離跑道后逐漸上升,若飛機(jī)在此過(guò)程中水平速度保持不變,同時(shí)受到重力和豎直向上的恒定升力(該升力由其他力的合力提供,不含重力),今測(cè)得當(dāng)飛機(jī)在水平方向的位移為l時(shí),它的上升高度為h,求:(1)飛機(jī)受到的升力大小;(2)從起飛到上升至h高度的過(guò)程中升力所做的功及在高度h處飛機(jī)的動(dòng)能.11、如圖所示,小滑塊從斜面頂點(diǎn)A由靜止滑至水平部分C點(diǎn)而停止。已知斜面高為h,滑塊運(yùn)動(dòng)的整個(gè)水平距離為s,設(shè)轉(zhuǎn)角B處無(wú)動(dòng)能損失,斜面和水平部分與小滑塊的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,求此動(dòng)摩擦因數(shù)。12.質(zhì)量為m的小球被系在輕繩的一端,在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球受空氣阻力的作用,設(shè)某一時(shí)刻小球通過(guò)軌道的最低點(diǎn)時(shí),此時(shí)繩子的拉力大小為F=7mg,此后小球繼續(xù)做圓周運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)半個(gè)圓周恰能通過(guò)最高點(diǎn),求在此過(guò)程中小球克服空氣阻力所做的功為多少?7.8《機(jī)械能守恒定律》導(dǎo)學(xué)案學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道機(jī)械能的概念,知道物體的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化。2.理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容。3.在具體問(wèn)題中,能判定機(jī)械能是否守恒,并能列出機(jī)械能守恒的方程式【知識(shí)鏈接】1.重力勢(shì)能:物體的重力與其所處_________的乘積叫重力勢(shì)能能。定義式_________,是標(biāo)量,具有相對(duì)性,只與位置有關(guān),是狀態(tài)量。2.重力做功和重力勢(shì)能變化的關(guān)系:WG=___________,WG是過(guò)程量,決定于始末位置,與路徑_________。3.彈性勢(shì)能:發(fā)生彈性形變的物體由彈力決定的勢(shì)能叫________,是標(biāo)量,是狀態(tài)量。彈力做功和彈性勢(shì)能變化的關(guān)系:W彈=___________,彈力做正功,彈性勢(shì)能減少,數(shù)值對(duì)應(yīng)相等。4.動(dòng)能:物體由于__________而具有的能量叫動(dòng)能。_________,動(dòng)能是標(biāo)量,是狀態(tài)量,也有相對(duì)性。5.動(dòng)能定理:外力對(duì)物體做的_________等于物體動(dòng)能的變化。W總=_________________任務(wù)一自主學(xué)習(xí)動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化規(guī)律試分析各個(gè)物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化情況.(1)自由下落的物體:能轉(zhuǎn)化為能(2)沿光滑斜面向下運(yùn)動(dòng)的物體:能轉(zhuǎn)化為能(3)豎直上拋的物體:上升時(shí):能轉(zhuǎn)化為能下落時(shí):能轉(zhuǎn)化為能(4)如圖,物體在光滑的水平面上滑行,碰到彈簧上,在彈簧被壓縮的過(guò)程中,物體的—________能轉(zhuǎn)化為______________能,當(dāng)物體速度為_____時(shí),彈簧壓縮量最大,此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能達(dá)到__________,之后彈簧把物體彈回,彈簧的___________向物體的_______轉(zhuǎn)化。2.什么是機(jī)械能?物體的_______、___________、_____________統(tǒng)稱為機(jī)械能。結(jié)論:以上實(shí)例表明,通過(guò)______做功或________做功,機(jī)械能可以從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式。二、機(jī)械能守恒定律1.機(jī)械能守恒定律的導(dǎo)出取地面為參考平面,則質(zhì)量為m的物體在A處的重力勢(shì)能為EP1=,在B處的重力勢(shì)能為EP2=物體從A到B重力做的功W=(根據(jù)功定義式寫)①h1h2ABv1v2若物體在A處的速度為v1h1h2ABv1v2合力(即重力)的功W=②則由①②可得到:移項(xiàng)后可得結(jié)論:在只有重力做功的物體系統(tǒng)內(nèi),與相互轉(zhuǎn)化,而總的機(jī)械能保持不變。同理,在只有彈簧的彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi),與相互轉(zhuǎn)化,而總的機(jī)械能保持不變。2.機(jī)械能守恒定律(1)定律內(nèi)容:在只有_______或________做功的物體系統(tǒng)內(nèi),動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化,但機(jī)械能的總量保持不變。(2)表達(dá)式:或______(3)機(jī)械能守恒條件的理解①?gòu)哪芰哭D(zhuǎn)化的角度看,只有系統(tǒng)內(nèi)動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化,無(wú)其它形式能量之間(如內(nèi)能)轉(zhuǎn)化;②從系統(tǒng)做功的角度看,只有重力或彈力做功。(4)注意:只有重力或彈力做功與只受重力或彈力作用的含義不同。3.機(jī)械能守恒定律解題的一般步驟1.根據(jù)題意選取研究對(duì)象(物體或系統(tǒng))2.明確研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,分析對(duì)象在過(guò)程中的受力情況,弄清各力做功的情況,判斷機(jī)械能是否守恒。3.恰當(dāng)?shù)剡x取零勢(shì)能面,確定研究對(duì)象在過(guò)程中的始態(tài)或末態(tài)的機(jī)械能。4.根據(jù)機(jī)械能守恒定律的不同表達(dá)式列方程,并求解結(jié)果。4.常見的滿足機(jī)械能守恒定律的幾種運(yùn)動(dòng)模型:自由落體運(yùn)動(dòng)、各種拋體運(yùn)動(dòng)(不計(jì)空氣阻力)物體沿光滑面下滑(包括曲面)、擺球的擺動(dòng)(不計(jì)空氣阻力)豎直面的圓周運(yùn)動(dòng)(不計(jì)空氣阻力以及軌道的摩擦阻力)彈簧振子模型,如右圖任務(wù)二達(dá)標(biāo)提升1.下列實(shí)例(均不計(jì)空氣阻力)中的運(yùn)動(dòng)物體,機(jī)械能守恒的應(yīng)是()A.被起重機(jī)吊起的貨物正在勻速上升B.物體做自由落體運(yùn)動(dòng)C.物體沿粗糙斜面勻速下滑D.物體做平拋運(yùn)動(dòng)E.流星劃過(guò)天空發(fā)出明亮的光F.光滑曲面上自由下滑的物體2.關(guān)于物體的機(jī)械能是否守恒的敘述,下列說(shuō)法中正確的是()A.做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體,機(jī)械能一定守恒B.做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體,機(jī)械能一定守恒C.外力對(duì)物體所做的功等于0時(shí),機(jī)械能一定守恒D.物體若只有重力做功,機(jī)械能一定守恒3、從地面豎直向上拋出一小球,若在上升和下落過(guò)程中不計(jì)阻力,則小球兩次經(jīng)過(guò)離地h高的某點(diǎn)時(shí),小球具有()A.不同的速度B.不同的加速度C.不同的動(dòng)能D.不同的機(jī)械能4、如圖所示,桌頂高為h,質(zhì)量為m的小球從離桌面高H處自由落下,不計(jì)空氣阻力,假設(shè)桌面處的重力勢(shì)能為零,則小球落到地面前瞬間的機(jī)械能為()A.mgh;B.mgH;C.mg(H十h);D.mg(H—h).5、如圖所示,距地面h高處以初速度Vo沿水平方向拋出一個(gè)物體,不計(jì)空氣阻力,物體在下落過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是()A.物體在c點(diǎn)比a點(diǎn)具有的機(jī)械能大。B.物體在a點(diǎn)比c點(diǎn)具有的動(dòng)能大。C.物體在a、b、c三點(diǎn)具有的動(dòng)能一樣大。D.物體在a、b、c三點(diǎn)具有的機(jī)械能相等。6.質(zhì)量均為m的甲、乙、丙三個(gè)小球,在離地面高為h處以相同的動(dòng)能在豎直平面內(nèi)分別做平拋、豎直下拋、沿光滑斜面下滑,則()A.三者到達(dá)地面時(shí)的速率相同B.三者到達(dá)地面時(shí)的動(dòng)能相同C.三者到達(dá)地面時(shí)的機(jī)械能相同D.以上說(shuō)法都不正確7.從離地高為Hm的陽(yáng)臺(tái)上以速度v豎直向上拋出質(zhì)量為m的物體,它上升hm后又返回下落,最后落在地面上,則下列說(shuō)法中正確的是(不計(jì)空氣阻力,以地面為參考面)()A.物體在最高點(diǎn)時(shí)機(jī)械能為mg(H+h)B.物體落地時(shí)的機(jī)械能為mg(H+h)+mv2C.物體落地時(shí)的機(jī)械能為mgH+mv2D.物體在落回過(guò)程中,經(jīng)過(guò)陽(yáng)臺(tái)時(shí)的機(jī)械能為mgH+mv28.一個(gè)人把重物加速上舉到某一高度,下列說(shuō)法正確的是()A.物體所受的合外力對(duì)它所做的功等于物體機(jī)械能的增量B.物體所受合外力對(duì)它所做的功等于物體的動(dòng)能的增量C.人對(duì)物體所
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