第七章《機(jī)械能守恒定律》機(jī)械能守恒定律復(fù)習(xí)(共42張).ppt

1、機(jī)械能守恒定律全章復(fù)習(xí),一、功,2、做功的兩個(gè)必要條件 力 物體在力的方向上發(fā)生位移,1、功的概念：力和力的方向上的位移的乘積。,3、公式：,當(dāng)時(shí)， ，表示力對(duì)物體不做功,當(dāng)時(shí)，表示力對(duì)物體做正功（動(dòng)力）,當(dāng)時(shí)， ，表示力對(duì)物體做負(fù)功（阻力）,、特點(diǎn) 功是過(guò)程量，做功的過(guò)程是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程 功是標(biāo)量，注意正、負(fù)功的意義,、求功的二種方法 （求恒力的功） 利用動(dòng)能定理（求恒力、變力的功）,6 、合力的功 W=F合L W= W1W2W3Wn,二、功率 、概念：功跟完成功所用時(shí)間的比值 、公式：,平均功率：,瞬時(shí)功率：,3如圖所示，質(zhì)量分別為ml和m2的兩個(gè)物體，m1m2，在大小相等的兩個(gè)力F1和F

2、2的作用下沿水平方向移動(dòng)了相同的距離，若F1做的功為W1，F(xiàn)2做的功為W2則：A、 W1W2 B W1W2 CW1=W2； D條件不足，無(wú)法確定,（ C ）,4如圖，物體重10N，置于水平地面上，線繩一端系在物體上，另一端跨過(guò)定滑輪，用16 N的力F，沿與豎直成600角的方向拉過(guò)0.5m，則拉力對(duì)物體做的功是 A、8J； B5J； C4J； D0,（ A ）,跳繩是一種健身運(yùn)動(dòng)，設(shè)某運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量是50kg，他一分鐘跳繩180次，假定在每次跳躍中，腳與地面的接觸時(shí)間占跳躍一次所需時(shí)間的 ，則該運(yùn)動(dòng)員跳繩時(shí)克服重力做功的平均功率是W。（g取10m/s2 ),功率的計(jì)算,分析：運(yùn)動(dòng)員每次克服重力所做

3、的功就等于他重力勢(shì)能的增量。跳一次的時(shí)間t=60/180=1/3 s，每次在空中的時(shí)間t=1/33/5=1/5 s。 每次跳起的高度 得平均功率：,機(jī)動(dòng)車(chē)兩種啟動(dòng)方式： 對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)等交通工具，在啟動(dòng)的時(shí)候，通常有兩種啟動(dòng)方式， 即以恒定功率啟動(dòng)和以恒定加速度啟動(dòng)現(xiàn)比較如下：,3、一質(zhì)量為4.0103kg、發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為60kw的汽車(chē)從靜止開(kāi)始以a=0.5m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。它在水平面上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受的阻力為車(chē)重的0.1倍，求：（g取10m/s2 ) （1）起動(dòng)后2s末發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率； （2）它以0.5m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)所能行駛的時(shí)間； （3）汽車(chē)在此路面上所能行駛的

4、最大速度？,(1) 6kw (2) 20s (3) 15m/s,三、機(jī)械能 、動(dòng)能 、重力勢(shì)能 （與參考平面選取有關(guān)） 重力做功只與初末位置的高度有關(guān)，與路徑無(wú)關(guān)。 、彈性勢(shì)能,四、功能關(guān)系 、動(dòng)能定理：力在一個(gè)過(guò)程中對(duì)物體所做的功,等于物體在這個(gè)過(guò)程中動(dòng)能的變化。 表達(dá)式:W=EK (如果物體受到幾個(gè)力的共同作用,動(dòng)能定理中的W即為合力做的功),、重力的功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系,應(yīng)用動(dòng)能定理解題的步驟,（1）確定研究對(duì)象和研究過(guò)程。動(dòng)能定理的研究對(duì)象只能是單個(gè)物體，如果是系統(tǒng)，那么系統(tǒng)內(nèi)的物體間不能有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 （2）對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析。（研究對(duì)象以外的物體施于研究對(duì)象的力都要分析，含重力

5、）。 （3）寫(xiě)出該過(guò)程中合外力做的功，或分別寫(xiě)出各個(gè)力做的功（注意功的正負(fù)）。如果研究過(guò)程中物體受力情況有變化，要分別寫(xiě)出該力在各個(gè)階段做的功。 （4）寫(xiě)出物體的初、末動(dòng)能。 （5）按照動(dòng)能定理列式求解。,基礎(chǔ)過(guò)關(guān),4. 如圖所示，斜面傾角為，長(zhǎng)為L(zhǎng)，AB段光滑，BC段粗糙，且BC=2 AB。質(zhì)量為m的木塊從斜面頂端無(wú)初速下滑，到達(dá)C端時(shí)速度剛好減小到零。求物體和斜面BC段間的動(dòng)摩擦因數(shù)。,解答過(guò)程:,木塊在AB段與CD段滑動(dòng)時(shí)受力情況如圖,考慮木塊在斜面上的整個(gè)下滑過(guò)程,根據(jù)動(dòng)能定理W合=Ek,5.在平直公路上,汽車(chē)由靜止開(kāi)始作勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度達(dá)到某一值時(shí)，立即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后滑行至停止，其v

6、-t圖像如圖所示.汽車(chē)牽引力為F，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受的摩擦阻力恒為f，全過(guò)程中牽引力所做的功為W1，克服摩擦阻力所做的功為W2，則下列關(guān)系中正確的是(). (A)F:f=1:3 (B)F:f=4:1 (C)W1:W2=1:1 (D)W1:W2=1:3,BC,基礎(chǔ)過(guò)關(guān),五、機(jī)械能守恒定律 在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能與勢(shì)能可以互相轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變.這就是機(jī)械能守恒定律,、條件：只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈力做功,、表達(dá)式：,用機(jī)械能守恒定律解題的一般步驟,1選取研究對(duì)象系統(tǒng)或物體 2根據(jù)研究對(duì)象所經(jīng)歷的物理過(guò)程進(jìn)行受力、做功分析，判斷機(jī)械能是否守恒 3恰當(dāng)?shù)剡x取參考平面，確定研究對(duì)象在過(guò)程

7、的初末狀態(tài)時(shí)的機(jī)械能 4根據(jù)機(jī)械能守恒定律列方程，進(jìn)行求解,基礎(chǔ)過(guò)關(guān),7.判斷下列情況中機(jī)械能是否守恒,基礎(chǔ)過(guò)關(guān),9、如圖所示，質(zhì)量m為2千克的物體，從光滑斜面的頂端A點(diǎn)以v0=5 m / s的初速度滑下，在D點(diǎn)與彈簧接觸并將彈簧壓縮到B點(diǎn)時(shí)的速度為零，已知從A到B的豎直高度h=5米，求彈簧的彈力對(duì)物體所做的功。,解答過(guò)程:,雖然彈簧的彈力是變力，由于斜面光滑，只有重力或彈力做功，物體機(jī)械能守恒， 取B所在水平面為零參考面，彈簧原長(zhǎng)處D 點(diǎn)為彈性勢(shì)能的零參考點(diǎn)，,受力及做功分析,恰當(dāng)選參考平面確定初狀態(tài)和末狀態(tài)的機(jī)械能,建方程,則狀態(tài)A：EA= mgh+mv02/2,狀態(tài)B：EB=Ep+0,由

8、機(jī)械能守恒定律得：EA=EB,W彈=0Ep=（mgh+mv02/2）=125（J）。,Ep= mgh+mv02/2,彈力對(duì)物體做負(fù)功，彈簧的彈性勢(shì)能增加，且彈力做的功的數(shù)值與彈性勢(shì)能的增加量相等。,六、能量守恒定律,能量既不會(huì)消滅，也不會(huì)創(chuàng)生， 它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量保持不變,基礎(chǔ)過(guò)關(guān),例11.下列說(shuō)法中正確的是（ ） A. 不同形式能量的轉(zhuǎn)化是通過(guò)做功來(lái)實(shí)現(xiàn)的 B. 做功的過(guò)程總是伴隨著能量的變化 C. 某種形式的能量增加10J，一定有其他形式的能量減少10J D. 某個(gè)物體的能量減少10J，一定有其他物體的能量增加1

9、0J,A B C D,實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí) 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,研究在自由落體運(yùn)動(dòng)中：,？,方案1：從起點(diǎn)開(kāi)始計(jì)算,方案2：從一般位置開(kāi)始計(jì)算,測(cè)量這些物理量，需要哪些器材？,實(shí)驗(yàn)器材,重物、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、交流電源、鐵架臺(tái)、夾子、毫米刻度尺,1、選擇重物時(shí)，選輕一點(diǎn)的好還是重一點(diǎn)的好？為什么？,我們要求重物作自由落體運(yùn)動(dòng)，而阻力是不可避免地存在的，為了減少阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，應(yīng)采用密度較大的重物。,實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng),2、安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)注意什么問(wèn)題？,計(jì)時(shí)器平面與紙帶限位孔調(diào)整在豎直方向，計(jì)時(shí)器要穩(wěn)定在鐵架臺(tái)上，并將計(jì)時(shí)器伸出桌外。,3、這樣做的目的是什么?,減小紙帶與限位孔的摩擦帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)誤差；保證重

10、物有足夠的下落空間，以便在紙帶上能夠打出較多的點(diǎn)，有利于進(jìn)行計(jì)算,4、實(shí)驗(yàn)時(shí)，接通電源和釋放紙帶的順序怎樣？,先通電源，再釋放紙帶,5、釋放紙帶時(shí)應(yīng)注意什么問(wèn)題？,釋放重物前，重物應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，以便能打出較多的點(diǎn)。拉穩(wěn)紙帶的上端，確保重物由靜止釋放。,按如下實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn),1.按照課本所示裝置安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 2.將紙帶穿過(guò)計(jì)時(shí)器，下端與重物相連 3.接通電源，待計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后釋放紙帶 4.及時(shí)切斷電源，取下紙帶，標(biāo)上紙帶號(hào) 5.更換紙帶，重復(fù)以上步驟 6.整理器材，使器材復(fù)位,實(shí)驗(yàn)步驟與操作,驗(yàn)證：,計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)作為起始點(diǎn)，適當(dāng)大距離后選一個(gè)點(diǎn)作終點(diǎn),數(shù)據(jù)處理,注意：必須保證紙

11、帶上的第一個(gè)點(diǎn)跡清晰，且是放手時(shí)打下的第一個(gè)點(diǎn)。,誤差分析,因重物下落中要克服阻力做功，實(shí)驗(yàn)的動(dòng)能增加量必定稍小于重力勢(shì)能減少量,第7章 機(jī)械能及其守恒定律,6、探究功與物體速度變化的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)：探究做功與小車(chē)速度變化的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)探究橡皮筋對(duì)小車(chē)做功與小車(chē)速度的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)器材：橡皮筋、小車(chē)、木板、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、鐵釘?shù)?橡皮筋,小車(chē),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,紙帶,木板,鐵釘,思考,小車(chē)在木板上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，哪一階段橡皮筋對(duì)小車(chē)做功？,橡皮筋對(duì)小車(chē)?yán)ψ龅墓δ芊裰苯訙y(cè)量？,橡皮筋的彈力是變力，且彈力與伸長(zhǎng)量的關(guān)系也不嚴(yán)格遵守胡克定律 ，不容易計(jì)算。,橡皮筋被拉伸直到恢復(fù)原長(zhǎng)的過(guò)程中,怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)才

12、能解決這一問(wèn)題?,解決方案,第一次用一條橡皮筋拉小車(chē),第二次用兩條完全相同的橡皮筋并聯(lián)起來(lái)栓到小車(chē)上拉小車(chē)，且使每條橡皮筋的伸長(zhǎng)都和第一次的伸長(zhǎng)量一樣,做功W,做功2W,依次類推，并聯(lián)三條、四條橡皮筋，且拉伸的長(zhǎng)度都一樣，做的功為3W、4W,思考,小車(chē)在木板上做什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)？,先加速后勻速再減速,我們要取的速度是哪個(gè)階段的速度？這個(gè)速度該如何測(cè)量？,橡皮筋恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)的速度。利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，用橡皮筋恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)的一段位移與所用時(shí)間的比值近似計(jì)算該點(diǎn)的瞬時(shí)速度,如何使拉力做的功等于合力做的功？即如何抵消摩擦力。,思考,橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功是合力做的功嗎？,把木板的一端墊高，使重力沿斜面向下的力與摩擦力平衡,還有摩擦力做功,4、在上述實(shí)驗(yàn)中打出的5 條紙帶中，分別找出小車(chē)開(kāi)始近似做勻速運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)，并分別測(cè)出勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度v1 、v2 、v3 、v4 、v5 。,3、用2 條、3 條、4 條、5 條橡皮筋分別代替1 條橡皮筋重做實(shí)驗(yàn)，保證每次釋放小車(chē)的位置相同，即橡皮筋被拉長(zhǎng)的長(zhǎng)度相同。,1、將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在一塊平板上，讓紙帶的一端夾在小車(chē)后端，另一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。將平板安裝有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端適當(dāng)墊高，調(diào)整高度，直至輕推小車(chē)后使小車(chē)恰能在板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)為止。,2、將橡皮筋固定在小車(chē)前端。拉長(zhǎng)橡皮筋使小車(chē)位于靠近打