名稱物理學(xué)本次動(dòng)能定理機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用講解

課程名稱：物理學(xué)

本次課程：2.2動(dòng)能定理

2.3機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用

內(nèi)容復(fù)習(xí)功的定義、表達(dá)式、單位力與位移方向不一致時(shí)，表達(dá)式，三種情況多個(gè)力作用時(shí)的總功計(jì)算方法功率的定義、表達(dá)式、單位知識(shí)目標(biāo)：掌握動(dòng)能概念會(huì)計(jì)算動(dòng)能大小理解動(dòng)能定理掌握概念：重力勢(shì)能，機(jī)械能會(huì)計(jì)算重力勢(shì)能理解機(jī)械能守恒定律學(xué)習(xí)重點(diǎn)：動(dòng)能、重力勢(shì)能、機(jī)械能定義、表達(dá)式學(xué)習(xí)難點(diǎn)：動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律能力目標(biāo)：整體思維能力，機(jī)械能守恒定律不需要考慮過程，要考慮系統(tǒng)整體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)素質(zhì)目標(biāo)：崇尚科學(xué)知識(shí)，勇攀科學(xué)高峰的精神風(fēng)力發(fā)電主題二功和能第二節(jié)動(dòng)能定理1、動(dòng)能定義：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量。（物體由于運(yùn)動(dòng)而具有做功的本領(lǐng)。）小球推木塊實(shí)驗(yàn)在左側(cè)的實(shí)驗(yàn)中：小球質(zhì)量相同時(shí)，高度越高，滑到底端的速度越

，把木塊推得越

，對(duì)木塊做功越

,即動(dòng)能越

；在右側(cè)的實(shí)驗(yàn)中，小球從相同的高度滑下，即小球的速度相同時(shí)，質(zhì)量越大把木塊推得越

，對(duì)木塊做的功越

，即動(dòng)能越

。快大遠(yuǎn)大多多遠(yuǎn)小球推木塊實(shí)驗(yàn)小球速度越大，質(zhì)量越大，就能把木塊推得越遠(yuǎn)，即小球動(dòng)能越大。動(dòng)能與m、V的定性關(guān)系：

m越大，v越大，動(dòng)能越大動(dòng)能與m、V的定量關(guān)系：公式：Ek=（1/2）mv2

單位：焦耳

簡(jiǎn)稱：焦

符號(hào)：J動(dòng)能是標(biāo)量例題：質(zhì)量為10克的子彈，以800米/秒的速度飛行，它具有的動(dòng)能是多少？質(zhì)量為60千克的人，以10米/秒的速度奔跑，具有的動(dòng)能是多少？可見速度對(duì)動(dòng)能影響更大。判斷下列說法是否正確：1.汽車的行駛速度一定時(shí)，載物越多，動(dòng)能越大。2.一輛汽車，高速行駛時(shí)比低速時(shí)動(dòng)能小。3.一輛灑水車在灑水作業(yè)時(shí)勻速行駛，它的動(dòng)能不變。4.小明拿著一只氣球，不充氣和充滿氫氣漂浮時(shí)以相同的速度運(yùn)動(dòng)，則不充氣時(shí)動(dòng)能更大。正確錯(cuò)誤錯(cuò)誤錯(cuò)誤計(jì)算題：有一輛重2噸的小汽車，在高速公路上以108千米每小時(shí)的速度行駛，求它的動(dòng)能是多少？E=（1/2）mv2=（1/2）×2000×302=9×105J2、動(dòng)能定理

動(dòng)能定理：合外力對(duì)物體所做的功，等于物體的動(dòng)能的改變量，這個(gè)結(jié)論叫做動(dòng)能定理。公式表述：

外力做正功，末動(dòng)能大于初動(dòng)能，動(dòng)能增加，速度增加，外力是動(dòng)力。外力做負(fù)功，末動(dòng)能小于初動(dòng)能，動(dòng)能減小，速度減小，外力是阻力。例題：質(zhì)量為8g的子彈，以400m/s的速度打穿厚度為5cm的木板，穿出后的速度為100m/s，求：子彈克服阻力所做的功；木板對(duì)子彈的平均阻力。下列哪兩個(gè)選項(xiàng)是正確的：在粗糙的桌面上，木塊以某速度向前運(yùn)動(dòng)，在此運(yùn)動(dòng)過程中：A.木塊共受到了兩個(gè)作用力，分別是重力和摩擦力。B.木塊的速度會(huì)越來越小。C.木塊的動(dòng)能不變。D.木塊減小的動(dòng)能與摩擦力做的功大小相等。BD習(xí)題：一架飛機(jī)，質(zhì)量5000Kg，起飛過程中從靜止開始滑跑路程500m，達(dá)到起飛速度60m/s，此過程中飛機(jī)受的平均阻力是飛機(jī)重量的0.02倍。求飛機(jī)受的牽引力。（g=10m/s2）主題二功和能

第三節(jié)機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用一、勢(shì)能1、重力勢(shì)能定義：物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢(shì)能。重力勢(shì)能與哪些因素有關(guān)？通過比較A和B可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)木塊的重量相同時(shí)，初始高度越高，將釘子壓入沙中的位移越(填 “大”或“小”)，說明木塊對(duì)釘子做的的功越(填“大”或“小”)，即木塊下落前的重力勢(shì)能越(填 “大”或“小”)；大大大通過比較C和D可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)木塊的初始高度相同時(shí)，質(zhì)量越大的木塊，將釘子壓入沙中的位移越(填“大”或“小”)，說明木塊對(duì)釘子做的功越(填“大”或“小”)，即木塊下落前的重力勢(shì)能(填“大”或“小”)。大大大重力勢(shì)能與哪些因素有關(guān)？這個(gè)過程中，物體只受到重力的作用，重力做功為：因此，我們把mgh稱為物體的重力勢(shì)能，常用Ep表示：重力勢(shì)能是標(biāo)量

單位：焦耳(J)。

公式：Ep＝mgh物體的重力勢(shì)能等于物體的質(zhì)量、重力加速度、高度的乘積。重力勢(shì)能與物體的質(zhì)量、物體距地面的高度成正比。質(zhì)量越大，距地面的高度越高，物體所具有的重力勢(shì)能越大。物體的高度總是相對(duì)于某一水平面來說的，這個(gè)水平面稱為零勢(shì)能面。在零勢(shì)能面上的物體，由于高度為0，因此重力勢(shì)能也為0.零勢(shì)能面的選擇是任意的，常選地面為零勢(shì)能面。處于零勢(shì)能面以上的物體，重力勢(shì)能為正值。處于零勢(shì)能面以下的物體，重力勢(shì)能為負(fù)值。例題：工人把質(zhì)量為150千克的貨物搬上高1米的汽車，g=10m/s2，求貨物此時(shí)所具有的重力勢(shì)能是多少？已知：m=70kgh=3*(5-1)=12mg=10m/s2求：Ep解：Ep=mgh=70*10*12=8400J課堂練習(xí)3：某人的體重為70千克，試求他在5樓所具有的重力勢(shì)能？已知每層樓高為3米，重力加速度g取10m/s2。質(zhì)量為10g的子彈以800米每秒的速度運(yùn)動(dòng)，所具有的動(dòng)能為3200J。

質(zhì)量為60kg的人以10米每秒的速度運(yùn)動(dòng)，其所具有的動(dòng)能為3000J。質(zhì)量為70kg的人，在距地面12米處所具有的重力勢(shì)能為8400J。即使在3樓（距地面6米），60kg的人所具有的重力勢(shì)能仍然達(dá)到了3600J！彈性勢(shì)能任何發(fā)生彈性形變的物體，在它們恢復(fù)原狀的時(shí)候都能對(duì)外界做功，這種勢(shì)能叫做彈性勢(shì)能。例如：被壓縮的氣體、拉彎了的弓、卷緊的發(fā)條、拉長(zhǎng)或壓縮了的彈簧都具有彈性勢(shì)能。彈簧彈性勢(shì)能的大小和物體的勁度系數(shù)、物體發(fā)生彈性形變的大小有關(guān)，勁度系數(shù)越大，物體的彈性形變?cè)酱?，彈性?shì)能也越大。二、機(jī)械能守恒定律動(dòng)能和勢(shì)能（重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能）統(tǒng)稱為機(jī)械能。E=Ek＋Ep=1/2(mv2)+mgh觀察與體驗(yàn)--動(dòng)能與重力勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化左側(cè)實(shí)驗(yàn)中：B點(diǎn)的高度與A點(diǎn)高度

。右側(cè)實(shí)驗(yàn)中：C點(diǎn)的高度與A點(diǎn)高度

。相同相同小球在從A點(diǎn)擺向O點(diǎn)的過程中，不考慮空氣阻力，則只有____力對(duì)小球做功，小球的速度越來越___，位置越來越___，說明小球的動(dòng)能越來越___，重力勢(shì)能越來越___，即可判斷出在此過程中小球的一部分____能轉(zhuǎn)換成_____能。重快低大小重力勢(shì)動(dòng)小球在從O點(diǎn)擺向B點(diǎn)的過程中，不考慮空氣阻力，則只有____力對(duì)小球做功，小球的速度越來越___，位置越來越___，說明小球的動(dòng)能越來越___，重力勢(shì)能越來越___，小球到達(dá)最高點(diǎn)B時(shí)，速度變?yōu)開__，即可判斷出在此過程中小球的____能全部轉(zhuǎn)換成_____能。重慢高小大動(dòng)重力勢(shì)0本實(shí)驗(yàn)說明,小球從A擺向B的過程中，機(jī)械能總量保持_____。當(dāng)細(xì)線在擺動(dòng)中被阻擋時(shí)，小球到達(dá)另一端的最高點(diǎn)C和初始點(diǎn)A的高度____,說明在此過程中，小球的機(jī)械能總量也保持______。不變相同不變

在只有重力（或彈力）做功的情況下，物體的動(dòng)能和勢(shì)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能的總量保持不變。這就是機(jī)械能守恒定律。

即：E=Ek＋Ep＝恒量機(jī)械能守恒定律例題：將一個(gè)籃球從10m高處拋出，籃球拋出時(shí)的初速度為5m/s，不計(jì)空氣阻力，求籃球落地時(shí)的速度大小。（g=10m/s2）例題：將一個(gè)籃球從10m高處拋出，籃球拋出時(shí)的初速度為5m/s，不計(jì)空氣阻力，求籃球落地時(shí)的速度大小。（g=10m/s2）課堂練習(xí)4：

1.滑雪運(yùn)動(dòng)員從20米高的山坡上滑下，如果不計(jì)阻力，滑到坡底時(shí)的速度是多大？（g=10m/s2）2.一個(gè)物體豎直向上拋出，拋出速度為V，不考慮空氣阻力，物體能上升多高？3.一個(gè)撐桿跳運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量50Kg,以10m/s的速度助跑，求她撐桿跳的可能高度。（g=10m/s2）

課堂練習(xí)4：

1.滑雪運(yùn)動(dòng)員從20米高的山坡上滑下，如果不計(jì)阻力，滑到坡底時(shí)的速度是多大？（g=10