高中物理人教版必修PPT课件

1、第五章第五章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律 伽利略理想斜伽利略理想斜 面实验（斜面面实验（斜面 均光滑）均光滑） 试用所学试用所学 知识证明知识证明 AB hh 在在A A斜面上：斜面上：a agsingsin x xh/sinh/sinv v2 2/2a/2a AB hh 在在B B斜面上：斜面上：a agsingsin x xh/sin=h/sin=（0 0v v2 2）/2a /2a v v2 2/2a/2a h hh h 小球的运动有什么特点？小球的运动有什么特点？ 小球高度降低的同时，速度在增加；高 度升高的同时，速度在减小。 小球运动中，有无小球运动中，有无 守恒量（即有没

2、哪守恒量（即有没哪 个物理量保持不个物理量保持不 变）？变）？ 伽利略斜面实验表明，小球在运动过程伽利略斜面实验表明，小球在运动过程 中，中，“有某一量是守恒的有某一量是守恒的”，这个量叫，这个量叫 做能量或能。做能量或能。 说明：能量与物体的运动相对应，是对说明：能量与物体的运动相对应，是对 物体不同运动形式的统一的量度，不同物体不同运动形式的统一的量度，不同 的运动形式对应不同的能量。的运动形式对应不同的能量。 相互作用的物相互作用的物 体凭借其位置体凭借其位置 而具有的能，而具有的能， 叫做势能。叫做势能。 物体由于运动物体由于运动 而具有的能，而具有的能， 叫做动能。叫做动能。 在伽利

3、略斜面实验中，势能和动能是怎样转化的在伽利略斜面实验中，势能和动能是怎样转化的? AB hh 做自由落体的小球的势能和动能如何转换？做自由落体的小球的势能和动能如何转换？ 改成竖直上抛呢？ 一、伽利略斜面实验表明一、伽利略斜面实验表明 “有某一量是守恒的有某一量是守恒的”，这个量叫做能量。，这个量叫做能量。 二、能量二、能量 1、势能：相互作用的物体凭借其位置而具有、势能：相互作用的物体凭借其位置而具有 的能量。的能量。 2、动能：物体由于运动而具有的能量。、动能：物体由于运动而具有的能量。 三、三、“追寻守恒量追寻守恒量”的意义的意义 1、可行性：物质在运动变化过程中存在守恒、可行性：物质在

4、运动变化过程中存在守恒 量。量。 2、重要性：物质在运动变化过程中都要满足、重要性：物质在运动变化过程中都要满足 一定的守恒定律。一定的守恒定律。 一质量一质量m=10kgm=10kg的物体放在光滑的水平面，的物体放在光滑的水平面， 在受到一水平向右的拉力在受到一水平向右的拉力F=10NF=10N作用下从静止作用下从静止 开始运动，求开始运动，求5s5s末物体的速度。末物体的速度。 复习：复习： F FF F x v 木头在起重机木头在起重机 的拉力作用下的拉力作用下 ? ? 能增加能增加 列车在机车牵列车在机车牵 引力的作用下引力的作用下 ? ? 能能增加增加 握力器在手的压力作用下握力器在

5、手的压力作用下 ？ 能增加能增加 力对物体做了功力对物体做了功 2 2、做功的两个必要因素：、做功的两个必要因素： 物体静止物体静止 F F F F 作用在物体上的作用在物体上的力力 物体在力的方向上发生的物体在力的方向上发生的位移位移 匀速运动匀速运动 l 思思 考考 一、功一、功 1 1、如果物体在力的作用下、如果物体在力的作用下能量能量发生了变化，发生了变化， 这个力一定对物体做了这个力一定对物体做了功功. . 3 3、功的计算公式：、功的计算公式： （1）力的方向与运动方向一致 W= F l F力的大小力的大小 l位移的大小位移的大小 W力对物体所做的功力对物体所做的功 （2）力的方向

6、与运动方向垂直 W = 0 （3）当力的方向与运动方向成一角度时 cosWFl 力的大小力的大小 位移的大小位移的大小 力与位移方向之间的夹角力与位移方向之间的夹角 l F 国际单位：国际单位：焦耳（焦）焦耳（焦）符号：符号：J J m=1Nm 4 4、功的单位：、功的单位： F=5N ， l =2m，求，求W1=? Ff f m=2kg ，=0.1，求，求W2=? （1 1）功一定要指明是）功一定要指明是 （2 2）力必须是）力必须是 5 5、理解：、理解： l 6 6、功是标量、功是标量只有大小，没有方向只有大小，没有方向 二、二、正功和负功正功和负功 1、当、当0时时 cos 1 ， W

7、Fl 2、当、当/ 2时，时，cos0，W0 力对物体不做功力对物体不做功 3、当、当0 / 2时， cos0，W 0 力对物体做力对物体做正功正功 该力为物体前进的该力为物体前进的动力动力 4、当当/ 2 时， cos 0，W 0 力对物体做力对物体做负功负功 该力成为物体前进的该力成为物体前进的阻力阻力 往往说成往往说成“物体克服某力做功物体克服某力做功”（取绝对（取绝对 值）值） COS W物理意义物理意义 =/2 0 /2 /2 0 大于大于0 小于小于0 W = 0 W 0 W0 F F与位移垂直与位移垂直 时，不做功时，不做功 F F对物体做对物体做 正功（正功（动力动力） F F

8、对物体做对物体做 负功负功( (阻力阻力） WFl 1 =0 F F对物体做对物体做 正功正功 归纳：归纳： 课堂练习课堂练习 1、一个质量、一个质量m150kg的雪橇，受到与水平方向成的雪橇，受到与水平方向成 37角的斜向上方的拉力角的斜向上方的拉力F=500N，在水平地面上移，在水平地面上移 动的距离为动的距离为 l=5m，物体与地面间的滑动摩擦力，物体与地面间的滑动摩擦力Ff 100N，求：，求： （1）各个力对物体所做的功）各个力对物体所做的功 （2）各个力对物体做）各个力对物体做功的代数和功的代数和 （3）物体所受的合力）物体所受的合力 （4）合力对物体做的功）合力对物体做的功 （1

9、）先求出各个力所做的功，则总功等于）先求出各个力所做的功，则总功等于 各个力所做功的代数和。各个力所做功的代数和。 W总 总=W1+W2+Wn （2）先求出各个力的合力，则总功等于合）先求出各个力的合力，则总功等于合 力所做的功。力所做的功。 W总 总=F合合lcos 三、总功的求法三、总功的求法 摩擦力一定对物体做负功吗摩擦力一定对物体做负功吗? 不！不！ 以以为为 参考系参考系 1 1、做功的必要因素、做功的必要因素 作用在物体上的作用在物体上的力力 物体在物体在力的方向力的方向上发生的上发生的位移位移 2 2、功的公式、功的公式: :W = F l cos a a、功一定要指明是哪个力对

10、物体做的功、功一定要指明是哪个力对物体做的功 b b、力必须是、力必须是恒力恒力 3 3、 功是功是标量标量 4 4、正功和负功、正功和负功 m=1Nm 5 5、总功的求法、总功的求法: : （1 1）W W总 总=W =W1 1+W+W2 2+ +W+Wn n （2 2）W W总 总=F =F合 合 l cos cos 练习：练习： 1、下列现象中，哪些力对物体做了功、下列现象中，哪些力对物体做了功 ( ) A、人推墙而墙不动时人的推力、人推墙而墙不动时人的推力 B、在平直公路上行驶的汽车受到的重力、在平直公路上行驶的汽车受到的重力 C、马拉车而拉不动时马的拉力、马拉车而拉不动时马的拉力 D

11、、起重机向上吊起货物时悬绳的拉力、起重机向上吊起货物时悬绳的拉力 D 2、一学生用、一学生用100N的力将质量为的力将质量为0.5kg的球迅速踢出，的球迅速踢出， 球在水平路面上滚出球在水平路面上滚出20m远，则该学生对球做的远，则该学生对球做的 功是：（功是：（ ） A、2000J B、1000J C、16J D、无法确定、无法确定 D 做功的必要因素做功的必要因素 3、起重机将质量为起重机将质量为100kg的重物竖直向上移动了的重物竖直向上移动了2， 下列三种情况下，做功的力有哪几个下列三种情况下，做功的力有哪几个?分别做了多少功分别做了多少功? 是正功还是负功是正功还是负功?(不计阻力，

12、不计阻力，9.8/s2) 匀速；匀速； 匀加速，加速度大小匀加速，加速度大小a10.2/s2 ； 匀减速，加速度大小匀减速，加速度大小a20.2/s2. 练习：练习： 正功和负功正功和负功 练习：练习： 4、第一学案第一学案P5例例3 总功的求法总功的求法: : （1 1）W W总 总=W =W1 1+W+W2 2+ +W+Wn n （2 2）W W总 总=F =F合 合 l cos cos 练习：练习： 5、如图在光滑的水平面上，物块在恒力如图在光滑的水平面上，物块在恒力F 的作用的作用 下从下从A点运动到点运动到B点，不计滑轮的大小，不计绳与点，不计滑轮的大小，不计绳与 滑轮的质量及绳、滑

13、轮间的摩擦。已知滑轮的质量及绳、滑轮间的摩擦。已知， 求：拉力求：拉力F做的功。做的功。 功的公式的应用功的公式的应用: : 作业：作业： 1、完成作业本剩余的题目、完成作业本剩余的题目 2、课后、课后P6的的14题题 3、复习本节内容以及预习、复习本节内容以及预习5.3功率功率的内容的内容 3月月7日日 第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律 做功不同，做功不同， 时间相同时间相同 做功相同，做功相同， 时间不同时间不同 做功不同，做功不同， 时间不同时间不同 2、单位：在国际单位制中，功率的单位是单位：在国际单位制中，功率的单位是 瓦特瓦特，简称，简称瓦瓦，符号是，符号是W，1W1J/

14、s 技术上常用千瓦（技术上常用千瓦（kW）作为功率的单）作为功率的单 位，位，1kW1000W。 1、定义：功跟完成这些功所用时间的比值，、定义：功跟完成这些功所用时间的比值， 叫做功率。叫做功率。 3、物理意义：反映力对物体、物理意义：反映力对物体做功的快慢做功的快慢。 P t W 比值法比值法 还有哪些学过的还有哪些学过的 物理量也是用比物理量也是用比 值法定义的？值法定义的？ 4、功率是、功率是标量标量 1 1、额定功率：是指机器、额定功率：是指机器正常工作时的最大输正常工作时的最大输 出功率出功率，也就是机器铭牌上的标称值。，也就是机器铭牌上的标称值。 2 2、实际功率：是指机器在工作

15、中、实际功率：是指机器在工作中实际输出的实际输出的 功率功率。 3 3、注意：机器不一定在额定功率下工作，机、注意：机器不一定在额定功率下工作，机 器正常工作时实际功率总是小于或等于额器正常工作时实际功率总是小于或等于额 定功率，机器只能在短暂时间内实际功率定功率，机器只能在短暂时间内实际功率 略大于额定功率，但不允许长时间超过额略大于额定功率，但不允许长时间超过额 定功率。定功率。 在日常生活中，我们经常说某台机器的在日常生活中，我们经常说某台机器的 功率，或某物体做功的功率，实际上是指某功率，或某物体做功的功率，实际上是指某 个力对物体做功的功率。例如：个力对物体做功的功率。例如：汽车的功

16、率汽车的功率 就是汽车牵引力的功率就是汽车牵引力的功率，起重机吊起货物的起重机吊起货物的 功率就是钢绳拉力的功率功率就是钢绳拉力的功率。 关于功率，下列说法中正确的是关于功率，下列说法中正确的是 A A、功率是说明做功多少的物理量、功率是说明做功多少的物理量 B B、功率是说明力做功快慢的物理量、功率是说明力做功快慢的物理量 C C、做功时间越长，功率一定小、做功时间越长，功率一定小 D D、力做功越多，功率一定大、力做功越多，功率一定大 某人用同一水平力某人用同一水平力F 先后两次拉同一物体，先后两次拉同一物体， 第一次使此物体沿光滑水平面前进距离第一次使此物体沿光滑水平面前进距离l ， 第

17、二次使此物体沿粗糙水平也前进距离第二次使此物体沿粗糙水平也前进距离l ， 若先后两次拉力做的功为若先后两次拉力做的功为W1和和W2 ，拉力做，拉力做 功的功率是功的功率是P1和和P2 ，则，则 A、W1=W2，P1=P2 B、W1=W2，P1P2 C、W1W2，P1P2 D、W1W2，P1=P2 即使是同一个力做功，做功的功率也可能是变即使是同一个力做功，做功的功率也可能是变 化的，在一段时间内力对物体做功的功率，实化的，在一段时间内力对物体做功的功率，实 际上是这段时间内力对物体做功的平均功率。际上是这段时间内力对物体做功的平均功率。 平均功率：描述在一段时间内做功的平均快慢平均功率：描述在

18、一段时间内做功的平均快慢 瞬时功率：表示在某一时刻做功的快慢瞬时功率：表示在某一时刻做功的快慢 P t W 当当 t 很短很短很短很短 时，此式表示时，此式表示 瞬时功率瞬时功率 当当 t 表示一段表示一段 时间时，此式时间时，此式 表示平均功率表示平均功率 WFlcos P t W PFvcos P t Flcos v F v1 v2 F v F2 F1 PvFcos PFvcos v t l PF v cos 若若v表示瞬时速度，表示瞬时速度， 则则P 表示瞬时功率表示瞬时功率 若若 v表示平均表示平均 速度，则速度，则P 表表 示平均功率示平均功率 对于公式对于公式 P = F v 1、

19、当当P 一定时，一定时，F 和和 v 有什么关系？有什么关系？ 2、当、当F 一定时，一定时，P 和和 v 有什么关系？有什么关系？ 3、当、当v 一定时，一定时，F 和和 P 有什么关系？有什么关系？ 当当F与与v同方同方 向时（向时（ 0），），PFv 思考思考: :为什么汽车上坡时速度要比在平地上为什么汽车上坡时速度要比在平地上 行驶的速度小得多呢？行驶的速度小得多呢？ 当机械发动机的功率一定时，牵引力与速当机械发动机的功率一定时，牵引力与速 度成反比，所以可以通过减小速度来增大牵度成反比，所以可以通过减小速度来增大牵 引力，也可以通过减小牵引力来提高速度。引力，也可以通过减小牵引力来提

20、高速度。 解：解： 由由P = =Fv 得得 匀速行使时匀速行使时, 汽车的牵引力汽车的牵引力F = =F阻 阻= = 1800N 某型号汽车发动机的额定功率为某型号汽车发动机的额定功率为60kW,在水平路面在水平路面 上行使时受到的阻力是上行使时受到的阻力是1800N,求发动机在额定功求发动机在额定功 率下汽车匀速行使的速度率下汽车匀速行使的速度.在同样的阻力下在同样的阻力下,如果行如果行 使速度只有使速度只有54km/h,发动机输出的实际功率是多少发动机输出的实际功率是多少? F P v = = 1800 60000 = m/s=33.3m/s=120km/h v=54km/h=15m/s

21、 以较低的速度行使时以较低的速度行使时, P =Fv =180015W=27kW 注意：汽车的功率就是汽车牵引力的功率注意：汽车的功率就是汽车牵引力的功率 2 2、定义式：、定义式： P t W 1 1、物理意义：表示做功快慢的物理量、物理意义：表示做功快慢的物理量 3、计算式：、计算式：P = F v cos 该式一般用于求该式一般用于求平均功率平均功率 4 4、单位：在国际单位制中、单位：在国际单位制中 瓦特瓦特 W 该式一般用于求该式一般用于求瞬时功率瞬时功率 类型类型1 1：机车以恒定功率：机车以恒定功率 P 启动启动 PF v 发动机的发动机的 实际功率实际功率 发动机的牵引力发动机

22、的牵引力 机车的瞬机车的瞬 时速度时速度 当当F= =F阻 阻时， 时， a0 ，v达到达到 最大最大 保持保持 vm 匀速匀速 vF v P a m FF阻 阻 vm F阻 阻 P 加速度逐渐减小的加速度逐渐减小的 变加速直线运动变加速直线运动 匀速直匀速直 线运动线运动 机车以恒定功率启动的机车以恒定功率启动的v t 图图 先做加速度逐渐减小的变加速直线运先做加速度逐渐减小的变加速直线运 动，最终以速度动，最终以速度 做匀速直线运动。做匀速直线运动。vm F阻 阻 P v t 0 vm 类型类型2 2：机车以恒定加速度：机车以恒定加速度 a 启动启动 当当F= = F阻 阻时， 时， a0

23、 ，v达到达到 最大最大 保持保持 vm 匀速匀速 F v P额 额 a m FF阻 阻 v vm F阻 阻 P额 额 加速度逐渐减小的加速度逐渐减小的 变加速直线运动变加速直线运动 匀速直匀速直 线运动线运动 a m FF阻 阻 F v PF v 当当P= = P额 额时，保 时，保 持持P额 额继续加速 继续加速 匀加速直线运动匀加速直线运动 机车以恒定加速度启动的机车以恒定加速度启动的v t 图图 先做匀加速直线运动，再做加速度先做匀加速直线运动，再做加速度 逐渐减小的变加速直线运动，最终以速逐渐减小的变加速直线运动，最终以速 度度 做匀速直线运动。做匀速直线运动。 v t 0 vm F

24、阻 阻 P额 额 vm 重重 力力 势势 能能重重 力力 势势 能能 一、新课引入一、新课引入 重力势能重力势能 1 2002年月日上午，俄罗斯高加索年月日上午，俄罗斯高加索 北奥塞梯地区的一个村庄发生雪崩，造成至少北奥塞梯地区的一个村庄发生雪崩，造成至少 人失踪。人失踪。 雪雪 崩崩 2 美国内华达州亚利桑那陨石坑。这个陨石坑是美国内华达州亚利桑那陨石坑。这个陨石坑是5万年前，一颗万年前，一颗 直径约为直径约为3050米的铁质流星撞击地面的结果。这颗流星重约米的铁质流星撞击地面的结果。这颗流星重约50万万 千克、速度达到千克、速度达到20千米秒，爆炸力相当于千米秒，爆炸力相当于2000万千克

25、梯恩梯万千克梯恩梯 (TNT)，超过美国轰炸日本广岛那颗原子弹的一千倍。爆炸在地面，超过美国轰炸日本广岛那颗原子弹的一千倍。爆炸在地面 上产生了一个直径约上产生了一个直径约1245米，平均深度达米，平均深度达180米的大坑。据说，坑米的大坑。据说，坑 中可以安放下中可以安放下20个足球场，四周的看台则能容纳个足球场，四周的看台则能容纳200多万观众。多万观众。 陨石坑陨石坑 美国内华达州亚利桑那美国内华达州亚利桑那 3 水电站 “和平号和平号”空间站残片空间站残片 用自己的课本做如下试验用自己的课本做如下试验 1、与高度有关、与高度有关 2、与质量有关、与质量有关 1）同一课本从不同高度下落到

26、自己手）同一课本从不同高度下落到自己手 上，感觉上，感觉 2）不同质量的课本从同一高度下落到）不同质量的课本从同一高度下落到 自己手上，感觉自己手上，感觉 探究得到的结论：探究得到的结论： 5 一、新课引入一、新课引入 二、重力的功二、重力的功 重力势能重力势能 物体由于被举高而具有的能物体由于被举高而具有的能 4 G wmgh cos G Wmgl mgh 物体竖直下落物体竖直下落 A h B m 1 h 2 h 物体沿斜线运动物体沿斜线运动 A C h m L 2 h 1 h 12 mghmgh 12 mghmgh 6 h1 h2 h3 物体沿曲线运动物体沿曲线运动 A C h 2 h 1

27、 h A h 1 m L L 7 11 coshmgmglW 321 WWWW 321 hmghmghmgW mgh 21 mghmgh )( 321 hhhmg h h2 h1 A B 物体从物体从A落到落到B的过程中的过程中,重力做功重力做功 重力做功与路径无关重力做功与路径无关, ,只跟始末位置的高度差有关只跟始末位置的高度差有关 8 hmgWG 重力做功与路径无关重力做功与路径无关 一质量为一质量为5kg5kg的小球从的小球从5m5m高处下落高处下落, , 碰撞地面碰撞地面 后弹起后弹起, , 每次弹起的高度比下落高度低每次弹起的高度比下落高度低1m, 1m, 求求: :小小 球从下落

28、到停在地面的过程中重力一共做了多少球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少 功功? ? (g=9.8m/s2) 解: 小球下落高度为小球下落高度为5m5m J 5 J 9 hmgWG 可见可见, ,重力做的功等于重力做的功等于“mgh”这个量的变化这个量的变化. .在物理在物理 学中，学中， “mghmgh”是一个由特殊意义的物理量是一个由特殊意义的物理量. .就用这就用这 个物理量表示物体的重力势能。个物理量表示物体的重力势能。 12 mghmgh 12 ()mg hh h h2 h1 A B 物体从物体从A落到落到B的过程中的过程中,重力做功重力做功 重力做功与路径无关重力做功与路径无关

29、, ,只跟始末位置的高度差有关只跟始末位置的高度差有关 12 mghmgh 10 hmgWG 一、新课引入一、新课引入 二、重力做功二、重力做功 三、重力势能表达式三、重力势能表达式 Ep = mgh 重力势能重力势能 物体由于被举高而具有的能量 11 重力势能的表达式重力势能的表达式 Ep = mgh m 物体的质量，单位：千克（物体的质量，单位：千克（kg） Ep 物体的重力势能，单位：焦（物体的重力势能，单位：焦（J） g 重力加速度，单位：米秒重力加速度，单位：米秒2（ms2） h 物体的高度，单位：米（物体的高度，单位：米（m） 即：物体的重力势能等于物体的重即：物体的重力势能等于物

30、体的重 量和它的高度的乘积量和它的高度的乘积 12 一、新课引入一、新课引入 二、重力做功二、重力做功 三、重力势能表达式三、重力势能表达式 Ep = mgh 1、重力做功与重力势能变化的关系、重力做功与重力势能变化的关系 重力势能重力势能 物体由于被举高而具有的能量 13 WG = Ep1 - Ep2 重力做功重力做功WG (正、负）正、负） 重力势能重力势能EP （增加、减少）（增加、减少） 重力做功和重力重力做功和重力 势能变化的关系势能变化的关系 物体物体 上升上升 物体物体 下降下降 正正 负负 减少减少 增加增加 重力做的功重力做的功等于等于 重力势能的减少重力势能的减少 物体克服

31、重力物体克服重力 做的功做的功等于等于重重 力势能的增加力势能的增加 14 重力做功与路径无关重力做功与路径无关 一质量为一质量为5kg5kg的小球从的小球从5m5m高处下落高处下落, , 碰撞地面碰撞地面 后弹起后弹起, , 每次弹起的高度比下落高度低每次弹起的高度比下落高度低1m, 1m, 求求: :小小 球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少 功功? ? (g=9.8m/s2) 解: 小球下落高度为小球下落高度为5m5m J 5 J 15 hmgWG 12 PPP EEE 12 mghmgh 58 . 9508 . 95 J245 一、新课引

32、入一、新课引入 二、重力做功二、重力做功 三、重力势能表达式三、重力势能表达式 Ep = mgh 1、重力做功与重力势能变化的关系、重力做功与重力势能变化的关系 重力势能重力势能 物体由于被举高而具有的能量 16 需要先选定参考平面需要先选定参考平面 在参考面下方的物体的高度是负值，在参考面下方的物体的高度是负值， 重力势能也是负值。重力势能也是负值。 参考平面的选取是任意的参考平面的选取是任意的 . 在参考面上方的物体的高度是正值，在参考面上方的物体的高度是正值， 重力势能也是正值；重力势能也是正值； 势能是标量势能是标量+ +、表示大小表示大小 17 例：例： 如图，质量如图，质量0.5k

33、g的小球，从桌面以的小球，从桌面以 上上h1=1.2m的的A点落到地面的点落到地面的B点，桌面高点，桌面高 h2=0.8m请按要求填写下表请按要求填写下表(g=10m/s2) 参考参考 平面平面 小球在小球在 A点重点重 力势能力势能 小球在小球在 B点重点重 力势能力势能 下落过程下落过程 小球重力小球重力 做功做功 下落过程下落过程 小球重力小球重力 势能变化势能变化 桌面桌面 地面地面 6J 10J -4J 0 h1 h2 A B 选取不同的参考平面选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同物体的重力势能的数值不同 18 一、新课引入一、新课引入 二、重力做功二、重力做功 三、重力势能

34、表达式三、重力势能表达式 Ep = mgh 1、重力做功与重力势能变化的关系、重力做功与重力势能变化的关系 势能的相对性（高度的相对性）势能的相对性（高度的相对性）2、 重力势能重力势能 物体由于被举高而具有的能量 19 例：例： 如图，质量如图，质量0.5kg的小球，从桌面以的小球，从桌面以 上上h1=1.2m的的A点落到地面的点落到地面的B点，桌面高点，桌面高 h2=0.8m请按要求填写下表请按要求填写下表(g=10m/s2) 参考参考 平面平面 小球在小球在 A点重点重 力势能力势能 小球在小球在 B点重点重 力势能力势能 下落过程下落过程 小球重力小球重力 做功做功 下落过程下落过程

35、小球重力小球重力 势能变化势能变化 桌面桌面 地面地面 6J 10J -4J 0 10J 10J 减少10J 减少10J h1 h2 A B 选取不同的参考平面选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同物体的重力势能的数值不同 对一个确定的过程，对一个确定的过程，WG和和EP与参考面的选择与参考面的选择 无关无关 20 一、新课引入一、新课引入 二、重力做功二、重力做功 三、重力势能表达式三、重力势能表达式 Ep = mgh 1、重力做功与重力势能变化的关系、重力做功与重力势能变化的关系 势能的相对性（高度的相对性）势能的相对性（高度的相对性）2、 势能变化的确定性（高度变化的确定性势能变化

36、的确定性（高度变化的确定性）3、 重力势能重力势能 物体由于被举高而具有的能量 21 讨论：物体在以下四种情况下，重讨论：物体在以下四种情况下，重 力做功力做功 与重力势能的关系？与重力势能的关系？ C 1：物体从点：物体从点A下落到下落到B点的点的 过程中，受到阻力作用过程中，受到阻力作用. 2：物体从：物体从A点下落到点下落到B点后，点后， 再平移到与再平移到与B点等高的点等高的C点点. 3：物体从：物体从A点沿斜面滑到与点沿斜面滑到与 B点等高的点等高的C点。点。 4：物体从：物体从B点上升到点上升到A点。点。 h1 h2 A B h C 1、关于重力做功和物体的重力势能，下列说法正确的

37、是：、关于重力做功和物体的重力势能，下列说法正确的是： A、当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少；当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少； B、物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加；物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加； C、地球上的物体的重力势能都只有一个唯一确定的值；地球上的物体的重力势能都只有一个唯一确定的值； D、重力做功的多少与参考平面的选取无关。重力做功的多少与参考平面的选取无关。 ABD 2、物体在运动过程中，克服重力做功为、物体在运动过程中，克服重力做功为50J，则：则： A、重力做功为重力做功为50J； B、物体的重力势能一定增加了物体的重力势能一定

38、增加了50J； C、物体的动能一定减少物体的动能一定减少50J； D、重力做了重力做了50J的负功。的负功。 BD 3、关于重力势能的几种理解，正确的是、关于重力势能的几种理解，正确的是 A、重力势能等于零的物体，一定不会对别的物、重力势能等于零的物体，一定不会对别的物 体做功体做功 B 、 相 对 于 不 同 的 参 考 平 面 ， 物 体 具 有 不 同 数、 相 对 于 不 同 的 参 考 平 面 ， 物 体 具 有 不 同 数 值 的 重 力 势 能 ， 但 这 并 不 影 响 研 究 有 关 重值 的 重 力 势 能 ， 但 这 并 不 影 响 研 究 有 关 重 力势能的问题力势能

39、的问题 C 、 在 同 一 高 度 将 物 体 不 论 向 何 方 向 抛 出 ， 只、 在 同 一 高 度 将 物 体 不 论 向 何 方 向 抛 出 ， 只 要 抛 出 时 的 初 速 度 大 小 相 同 ， 则 落 地 时 减要 抛 出 时 的 初 速 度 大 小 相 同 ， 则 落 地 时 减 少的重力势能必相等少的重力势能必相等 D、放在地面的物体，它的重力势能一定等于零、放在地面的物体，它的重力势能一定等于零 BC 小 结 一、重力做功的特点：一、重力做功的特点： 与路径无关，只与起点和终点的高度差有关与路径无关，只与起点和终点的高度差有关 二、重力势能：地球上的物体具有的与它高度

40、有关二、重力势能：地球上的物体具有的与它高度有关 的能量。的能量。 表达式表达式 三、重力做功与重力势能变化的关系三、重力做功与重力势能变化的关系 重力做正功，重力势能减少重力做正功，重力势能减少 重力做负功，重力势能增加重力做负功，重力势能增加 四、重力势能是相对的四、重力势能是相对的 ，正负表示大小。，正负表示大小。 一般不加说明是以地面或题目中的最低点所在的平面作为一般不加说明是以地面或题目中的最低点所在的平面作为 零势能参考面。零势能参考面。 hmgWG mghEP 21PPG EEW 第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律 弹性势能弹性势能 重力势能重力势能 动能动能 重力做功重

41、力做功 弹力做功弹力做功 外力做功外力做功速度速度 WGEP1EP2 WFEP1EP2 实验目的：通过实验探究橡皮筋对小实验目的：通过实验探究橡皮筋对小 车做功与小车速度的关系车做功与小车速度的关系 实验器材：橡皮筋、小车、木板、打实验器材：橡皮筋、小车、木板、打 点计时器、铁钉等点计时器、铁钉等 橡皮筋橡皮筋 小车小车 打点计时器打点计时器 纸带纸带 木板木板 铁钉铁钉 小车在木板上运动的过程中，哪一阶段橡皮小车在木板上运动的过程中，哪一阶段橡皮 筋对小车做功？筋对小车做功？ 橡皮筋对小车橡皮筋对小车 拉力做的功能拉力做的功能 否直接测量？否直接测量？ 橡皮筋的弹力是变力，橡皮筋的弹力是变力

42、， 且弹力与伸长量的关系且弹力与伸长量的关系 也不严格遵守胡克定律也不严格遵守胡克定律 ， 不容易计算。不容易计算。 ? ? ? ? ? ? C B A 橡皮筋被拉伸橡皮筋被拉伸 直到恢复原长直到恢复原长 的过程中的过程中 怎样设计实怎样设计实 验才能解决验才能解决 这一问题这一问题? ? 第一次用第一次用一条一条橡皮筋拉小车橡皮筋拉小车 第二次用第二次用两条两条完全相同的橡完全相同的橡 皮筋并联起来栓到小车上拉皮筋并联起来栓到小车上拉 小车，且使每条橡皮筋的伸小车，且使每条橡皮筋的伸 长都长都和第一次的伸长量一样和第一次的伸长量一样 做功做功W 做功做功2W 依次类推，并联依次类推，并联三条

43、三条、四条四条橡皮筋，且拉伸橡皮筋，且拉伸 的长度都一样，做的功为的长度都一样，做的功为3W、4W 小车在木板上做什么性质的运动？小车在木板上做什么性质的运动？ 先加速后匀速再减速先加速后匀速再减速 我们要取的速度是哪个阶段的速度？我们要取的速度是哪个阶段的速度？ 这个速度该如何测量？这个速度该如何测量？ 橡皮筋恢复原长时的速度。利用打点计时器，橡皮筋恢复原长时的速度。利用打点计时器， 用橡皮筋恢复原长时的一段位移与所用时间用橡皮筋恢复原长时的一段位移与所用时间 的比值近似计算该点的瞬时速度的比值近似计算该点的瞬时速度 如何使拉力做的功等于合力做的功？即如何使拉力做的功等于合力做的功？即 如何

44、抵消摩擦力。如何抵消摩擦力。 橡皮筋对小车做的功是合力做的功吗？橡皮筋对小车做的功是合力做的功吗？ 把木板的把木板的 一端垫高，一端垫高， 使重力沿使重力沿 斜面向下斜面向下 的力与摩的力与摩 擦力平衡擦力平衡 F阻 阻 F G F阻 阻 FN 还有摩擦还有摩擦 力做功力做功 F F2 F1 4 4、在上述实验中打出的、在上述实验中打出的5 5 条纸带中，分别找出小车条纸带中，分别找出小车 开始开始近似做匀速运动的点近似做匀速运动的点，并分别测出匀速运动时，并分别测出匀速运动时 的速度的速度v v1 1 、v v2 2 、v v3 3 、v v4 4 、v v5 5 。 3 3、用、用2 2

45、条、条、3 3 条、条、4 4 条、条、5 5 条橡皮筋分别代替条橡皮筋分别代替1 1 条橡条橡 皮筋重做实验，保证皮筋重做实验，保证每次释放小车的位置相同每次释放小车的位置相同，即，即 橡皮筋被拉长的长度相同。橡皮筋被拉长的长度相同。 1 1、将打点计时器固定在一块平板上，让纸带的一端、将打点计时器固定在一块平板上，让纸带的一端 夹在小车后端，另一端穿过打点计时器。将平板安夹在小车后端，另一端穿过打点计时器。将平板安 装有打点计时器的一端适当垫高装有打点计时器的一端适当垫高，调整高度，直至，调整高度，直至 轻推小车后使小车轻推小车后使小车恰能恰能在板上在板上做匀速直线运动做匀速直线运动为止。

46、为止。 2 2、将橡皮筋固定在小车前端。拉长橡皮筋使小车位、将橡皮筋固定在小车前端。拉长橡皮筋使小车位 于于靠近打点计时器靠近打点计时器处，处，记下小车位置记下小车位置。接通打点计接通打点计 时器电源时器电源， 释放小车释放小车。 ? ? ? ? C B A 实验实验 次数次数 橡皮筋橡皮筋 做的功做的功 位移位移 l /m 时间间隔时间间隔 t /s 匀速运动时的速度匀速运动时的速度 v /(m/s) 1 2 3 4 5 4W W 2W 3W 5W . . . . . . . . . . 弹力做功刚完毕弹力做功刚完毕 时小车的速度时小车的速度 用什么方用什么方 法处理数法处理数 据比较直据比

47、较直 观观? 做做W- -v图图 若为曲线若为曲线 若为直线，则若为直线，则W与与v成正比成正比 做做W- -v2图图 若为曲线若为曲线 若为直线，则若为直线，则W与与v2成正比成正比 做做W- -v3图图 为什么不为什么不 做做 W- - 图图? 1 v Wv /(m/s) 1 2 3 4 5 6 0.80 1.10 1.28 1.53 1.76 1.89 W- -v图图 00 为什么图象会通过原点为什么图象会通过原点? ? W- -v2图图 Wv2/(m2s -2) 00 10.64 21.21 31.64 42.34 53.10 63.57 表明表明W与与 v2 成正比成正比 1、橡皮筋

48、的选择橡皮筋的选择 2、平衡摩擦力平衡摩擦力 3、误差分析误差分析 4、橡皮筋的条数橡皮筋的条数 5、实验装置的选取实验装置的选取 W合 合- -v2 图图 l Wmv22/2mv12/2 WEk2 Ek1 Wmv22/2mv12/2 WEk2 Ek1 W合 合 Ek2 Ek1 W合 合 mv22/2 mv12/2 W合 合 Ek2Ek1 W合 合 mv22/2 mv12/2 W合 合 mv22/2 mv12/2 第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律 观观 察察 与与 思思 考考 势能势能Ep 知知 识识 回回 顾顾 与与 复复 习习 1. 机机 械械 能能 观 察 动 能 与 势 能

49、的 相 互 转 化 探探 寻寻 动动 能能 与与 势势 能能 转转 化化 规规 律律 O v0 O A B Ek2+EP2Ek1+EP1 EBEA B A EAEk1+EP1EBEk2+EP2 自由下落的小球自由下落的小球 竖直上抛的小球竖直上抛的小球 状态状态 状态状态 状态状态 状态状态 思思 考考 动动 能能 和和 弹弹 性性 势势 能能 间间 的的 转转 化化 v 结 论 探探 讨讨 守守 恒恒 的的 条条 件件 小 结 机械能之间可以相互转化机械能之间可以相互转化 实例 说 一 说 v 下列几种情况中，机械能一下列几种情况中，机械能一 定守恒的是：定守恒的是： A.A.做匀速直线（做

50、匀速直线（F合 合=0 =0）运动的物）运动的物 体体 B.B.水平抛出的物体水平抛出的物体（不计空气阻力）（不计空气阻力） C.C.固定光滑曲面上运动的物体，固定光滑曲面上运动的物体， 如图所示如图所示 D.D.物体以物体以0.8g0.8g的加速度竖直向上的加速度竖直向上 做匀减速运动做匀减速运动 随 堂 练 习 下列关于物体机械能守恒的说法下列关于物体机械能守恒的说法 中，正确的是：中，正确的是： A.A.做匀速直线运动的物体机械能一定做匀速直线运动的物体机械能一定 守恒守恒 B.B.合外力对物体不做功，物体的机械合外力对物体不做功，物体的机械 能一定守恒能一定守恒 C.C.物体只发生动能

51、与势能的相互转化物体只发生动能与势能的相互转化 时，物体的机械能守恒时，物体的机械能守恒 D.D.运动的物体，若受合外力为零，则运动的物体，若受合外力为零，则 其机械能一定守恒其机械能一定守恒 E.E.做匀变速运动的物体的机械能不可做匀变速运动的物体的机械能不可 能守恒能守恒 1. 考 查 守 恒 条 件 理 解 C 3.如图，一子弹以水平速度射入木块并留在其中，如图，一子弹以水平速度射入木块并留在其中， 再与木块一起共同摆到最大高度的过程中，下列再与木块一起共同摆到最大高度的过程中，下列 说法正确的是说法正确的是 A、子弹的机械能守恒。、子弹的机械能守恒。 B、木块的机械能守恒。、木块的机械

52、能守恒。 C、子弹和木块的总机械能守恒。、子弹和木块的总机械能守恒。 D、以上说法都不对、以上说法都不对 D 1、子弹射中木块的过程机械能不守恒、子弹射中木块的过程机械能不守恒 2、整体从最低位置摆到最高位置的过程机械能守、整体从最低位置摆到最高位置的过程机械能守 恒恒 应 用： 课 本 例 题 把一个小球用把一个小球用 细绳悬挂起来，细绳悬挂起来， 就成为一个摆，就成为一个摆， 摆长为摆长为l，最大，最大 偏角为偏角为。小球。小球 运动到最低位运动到最低位 置时的速度是置时的速度是 多大？多大？ O BA l G FT 知 识 回 顾 小 结： 应 用 机 械 能 守 恒 定 律 的 解 题

53、 步 骤 。 作业布置: 课本课本130130页第页第2 2题题 导与练导与练100100页第页第1919题题 导与练导与练101101页拓展练习页拓展练习 1-11-1 同学们，再见！ 第七章第七章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律 在自由落体运动中，若物体下在自由落体运动中，若物体下 落高度落高度h 时的速度为时的速度为v , ,则则 h v mgh =mv 2 1 1 2 2 实验器材：打点计时器、纸带、复写纸、重物、刻实验器材：打点计时器、纸带、复写纸、重物、刻 度尺、铁架台（带铁夹）、学生电源等。度尺、铁架台（带铁夹）、学生电源等。 夹子夹子 打点计时器打点计时器 纸带纸带 重物

54、重物 ？ 铁架台铁架台 4 4、选择、选择合适的合适的纸带，处理数据。纸带，处理数据。 3 3、更换纸带，重复几次。、更换纸带，重复几次。 1 1、将打点计时器固定在铁架台上，把纸带的、将打点计时器固定在铁架台上，把纸带的 一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点 计时器的限位孔。计时器的限位孔。 2 2、用手提着纸带使重物停靠在打点计时器附、用手提着纸带使重物停靠在打点计时器附 近。然后先接通电源，再松开纸带，让重物近。然后先接通电源，再松开纸带，让重物 自由下落。自由下落。 本实验要不要测量物体的质量？本实验要不要测量物体的质量？ mgh =mv 2 1

55、 1 2 2 gh =v 2 1 1 2 2 无需测量物体的质量无需测量物体的质量 如果实验要求计算势能和动能的具体如果实验要求计算势能和动能的具体 数据，那就必须要知道物体的质量。数据，那就必须要知道物体的质量。 纸带上的第一个点为计时起点纸带上的第一个点为计时起点0 0 （起始点的速度应起始点的速度应 该为零，即打点计时器在纸带上打下第一个点时纸该为零，即打点计时器在纸带上打下第一个点时纸 带刚开始下落带刚开始下落）。）。 gh =v 2 1 1 2 2 1 2 x = = gt2 = = 9.80.022m 210-3m = = 2 mm 1 2 h 起始点起始点 对于实际获得的纸带，如

56、何判定纸带上的第一个点对于实际获得的纸带，如何判定纸带上的第一个点 就是纸带刚开始下落时打下的呢？就是纸带刚开始下落时打下的呢？ 纸带上的头两个点间的距离应接近纸带上的头两个点间的距离应接近2mm。 可以回避起始点吗（可以回避起始点吗（即处理纸带时可以不用到起即处理纸带时可以不用到起 始点吗始点吗）? ? 我们可以选取我们可以选取A、B两点，比较它们的机械两点，比较它们的机械 能能EA和和EB。若以点。若以点B为为0 势能点，则有：势能点，则有： EKAmghEKB h AB 如何测量物体的瞬时速度如何测量物体的瞬时速度? ? x = = vA(2t) + + a(2t)2 1 2 vAC = = = vA + + at x 2t vB = = vA + + at vB = = vAC v 0 t vA t 2t vB vC 做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度，等做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度，等 于相邻两点间的平均速度。于相邻两点间的平均速度。 速度能不能用速度能不能用 v = = 2gh 或或 v = = gt 计算？计算？ 这种方法认为加速度为这种方法认为加速度为g ，由于各种摩擦阻力，由于各