《機(jī)械能守恒定律》章末復(fù)習(xí)課件

第七章機(jī)械能守恒定律復(fù)習(xí)課知識(shí)框架：機(jī)械能能量守恒追尋守恒量機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律的驗(yàn)證能量守恒定律能源的開發(fā)和利用功能關(guān)系功和功率動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能動(dòng)能定理功是能量轉(zhuǎn)化的量度功和功率1、力做功的條件、功的計(jì)算、功的單位功是標(biāo)量，只有大小，沒有方向，但有正功和負(fù)功之分2、功率的物理意義、功率的計(jì)算、功率的單位平均功率、瞬時(shí)功率、額定功率、實(shí)際功率

變力做功的計(jì)算功的計(jì)算公式W=Flcosα只能用于恒力做功的情況。下面介紹幾種求變力做功的常用方法：

①用公式W=l求變力的功如果物體受到的力的大小是隨位移均勻變化的，則物體受到的平均力大小為，其中F1

、F2分別為物體初、末狀態(tài)時(shí)受到的力，彈簧的彈力就屬于這種情況。

②用微元法求變力的功在力沿圓周做功的情況下，力F的方向始終與速度方向相同，若將圓周分成許多極短的可看作直線的小圓弧。力F對(duì)質(zhì)點(diǎn)所做的功等于它在每一小段上做功的代數(shù)和。這樣，變力做功的問題就能轉(zhuǎn)化為恒力做功的問題了。

③用圖象法求變力的功在F-l圖象中，圖線與兩坐標(biāo)軸所圍的“面積”的代數(shù)和表示力F做的功，“面積”有正有負(fù)，在l軸上方的“面積”為正，在l軸下方的“面積”為負(fù)。

④用等效法求變力的功若某一變力做功等效于某一恒力做功，則就可以轉(zhuǎn)化為計(jì)算恒力做功并應(yīng)用公式W=Flcosα來求。

⑤用動(dòng)能定理求變力的功動(dòng)能定理是求解變力做功的常用方法，可根據(jù)動(dòng)能變化計(jì)算合力做功。答案：C利用“流程圖”，弄清各個(gè)物理量之間的制約關(guān)系(1)以恒定的功率起動(dòng)當(dāng)F減小到等于f時(shí)

：Fmin=f→a=0→v不再變化，達(dá)到vm

，

之后汽車以vm勻速運(yùn)動(dòng)。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、牽引力與速度之間的關(guān)系(2)以恒定的加速度起動(dòng)之后汽車在恒定的P額下繼續(xù)加速，牽引力F牽隨v的增大而減?。寒?dāng)F減小到等于f時(shí)

：Fmin=f→a=0→v不再變化，達(dá)到vm

，

之后汽車以vm勻速運(yùn)動(dòng)。利用“流程圖”，弄清各個(gè)物理量之間的制約關(guān)系A(chǔ)．汽車在前5s內(nèi)的牽引力為4×103NB．汽車在前5s內(nèi)的牽引力為6×103NC．汽車的額定功率為60kWD．汽車的最大速度為30m/s2、(多選)一輛汽車在水平路面上由靜止啟動(dòng)，在前5s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，5s末達(dá)到額定功率，之后保持額定功率運(yùn)動(dòng)，其v－t圖象如圖所示．已知汽車的質(zhì)量為m＝2×103kg，汽車受到地面的阻力為車重的0.1，g取10m/s2，則(

)解析：由題中圖象知前5s的加速度a＝2m/s2，由牛頓第二定律知前5s內(nèi)的牽引力F＝kmg＋ma，得F＝(0.1×2×103×10＋2×103×2)N＝6×103N，故選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；又5s末達(dá)到額定功率P＝Fv＝6×103×10W＝6×104W＝60kW，汽車的最大速度vmax＝P/(0.1mg)＝30m/s，故選項(xiàng)C、D正確。答案：BCD?重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系hh2h1mgABAhh2h1mgABlθB△h1h2h1mgAB△h2△h3CA1A2A3做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程，能量的轉(zhuǎn)化必須通過做功來完成。做了多少功就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化。功是能量轉(zhuǎn)化的量度功能關(guān)系?

彈簧彈力做功與彈性勢(shì)能的關(guān)系(1)重力功與重力勢(shì)能關(guān)系的延伸，動(dòng)能定理的鋪墊。(2)對(duì)“彈簧的彈性勢(shì)能與哪些量有關(guān)”進(jìn)行科學(xué)的猜想。(3)理解彈簧彈力做功的求解方法。3、如圖所示，一輕彈簧一端固定于O點(diǎn)，另一端系一小球，將小球從與懸點(diǎn)O在同一水平面且使彈簧保持原長的A點(diǎn)無初速度地釋放，讓它自由擺下，不計(jì)空氣阻力，在小球由A點(diǎn)擺向最低點(diǎn)B的過程中(

)A．重力做正功，彈力不做功B．重力做正功，彈力做正功C．若用與彈簧原長相等的細(xì)繩代替彈簧后，重力做正功，彈力不做功D．若用與彈簧原長相等的細(xì)繩代替彈簧后，重力做功不變，彈力不做功解析：用細(xì)繩拴住小球向下擺動(dòng)時(shí)重力做正功，彈力不做功，C對(duì)．用彈簧拴住小球下擺時(shí)，彈簧要伸長，重力做正功，且做功多，小球軌跡不是圓弧，彈力做負(fù)功，A、B、D錯(cuò)．答案：C知識(shí)導(dǎo)圖：動(dòng)能、動(dòng)能定理推

導(dǎo)動(dòng)能定理既適用于恒力做功，也適用于變力做功；既適用于直線運(yùn)動(dòng)，也適用于曲線運(yùn)動(dòng)4、如圖所示，斜槽軌道下端與一個(gè)半徑為0.4m的圓形軌道相連接。一個(gè)質(zhì)量為0.1kg的物體從高為H＝2m的A點(diǎn)由靜止開始滑下，運(yùn)動(dòng)到圓形軌道的最高點(diǎn)C處時(shí)，對(duì)軌道的壓力等于物體的重力。求物體從A運(yùn)動(dòng)到C的過程中克服摩擦力所做的功。(g取10m/s2)解析：物體運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)受到重力和軌道對(duì)它的壓力，由圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)可知，又FN＝mg，聯(lián)立兩式解得在物體從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中，由動(dòng)能定理有代入數(shù)據(jù)解得Wf＝0.8J答案：0.8J機(jī)械能守恒定律1．內(nèi)容：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。2．機(jī)械能守恒定律表達(dá)式：3．守恒條件：合力做功分析系統(tǒng)內(nèi)只有重力或彈力做功，機(jī)械能守恒(如拋體運(yùn)動(dòng))能量轉(zhuǎn)化分析系統(tǒng)內(nèi)只有動(dòng)能、重力勢(shì)能或彈性勢(shì)能的轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒(如物體自由下落壓縮彈簧)

規(guī)律內(nèi)容機(jī)械能守恒定律動(dòng)能定理表達(dá)式E1＝E2ΔEk＝－ΔEpΔEA＝－ΔEBW＝ΔEk應(yīng)用范圍只有重力或彈力做功時(shí)無條件限制物理意義重力或彈力做功的過程是動(dòng)能與勢(shì)能轉(zhuǎn)化的過程合外力對(duì)物體做的功是動(dòng)能變化的量度關(guān)注角度守恒的條件和始末狀態(tài)機(jī)械能的形式及大小動(dòng)能的變化及合外力做功情況機(jī)械能守恒定律和動(dòng)能定理的比較應(yīng)用機(jī)械能守恒定律的基本思路5、(多選)如圖所示，固定的傾斜光滑桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m的小球，小球與一輕質(zhì)彈簧一端相連，彈簧的另一端固定在地面上的A點(diǎn)．已知桿與水平面之間的夾角θ<45°，當(dāng)小球位于B點(diǎn)時(shí)，彈簧與桿垂直，此時(shí)彈簧處于原長．現(xiàn)讓小球自C點(diǎn)由靜止釋放，在小球滑到桿底端的整個(gè)過程中，關(guān)于小球的動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈簧的彈性勢(shì)能，下列說法正確的是(

)A．小球的動(dòng)能與重力勢(shì)能之和保持不變B．小球的動(dòng)能與重力勢(shì)能之和先增大后減小C．小球的動(dòng)能與彈簧的彈性勢(shì)能之和增大D．小球的重力勢(shì)能與彈簧的彈性勢(shì)能之和保持不變解析：以彈簧為研究對(duì)象，小球運(yùn)動(dòng)過程中，彈簧的形變量先變小到原長，后變大，所以彈簧的彈性勢(shì)能Ep1先減小后增大。再以彈簧和小球組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，只有重力、彈力做功，所以系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，則彈簧的彈性勢(shì)能Ep1、小球的動(dòng)能Ek和重力勢(shì)能Ep2之和保持不變，即Ek＋Ep1＋Ep2＝恒量。由于Ep1先減小后增大，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確。由于Ep2一直減小，所以Ek與Ep1之和一直增大，選項(xiàng)C正確；由題意可知，小球的速度先增大后減小，即Ek先增大后減小，所以Ep1與Ep2之和先減小后增大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案：BC能量守恒定律與能源

能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中，能量的總量保持不變．最普遍，最重要，最可靠的自然規(guī)律之一。能量耗散反映了能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有方向性。

節(jié)能減排低碳環(huán)保從我做起多坐公交，少開車，減少化石燃料的燃燒低碳生活隨手關(guān)水龍頭，隨手關(guān)燈不使用一次性筷子使用節(jié)能燈規(guī)律力的瞬時(shí)作用力的空間積累作用力的時(shí)間積累作用牛頓第二定律動(dòng)能定理機(jī)械能守恒動(dòng)量定理動(dòng)量守恒研究對(duì)象單個(gè)質(zhì)點(diǎn)任一時(shí)間單個(gè)質(zhì)點(diǎn)一段位移質(zhì)點(diǎn)系一段位移單個(gè)質(zhì)點(diǎn)一段時(shí)間質(zhì)點(diǎn)系一段時(shí)間受力分析特點(diǎn)分析每個(gè)外