机械能与能源总复习课件

1、高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源会理一中 第四章第四章 机械能和能源机械能和能源复复 习习高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源会理一中 第四章第四章 机械能和能源机械能和能源功功功率功率功功功的概念功的概念功的计算功的计算变力做功变力做功功率功率功率的概念功率的概念机车启动机车启动能能重力势能重力势能弹性势能弹性势能动能动能动能定理动能定理功能关系功能关系能量能量守恒守恒机械能守恒机械能守恒能源能源定律及表达式定律及表达式守恒条件守恒条件实验实验能量守恒定律能量守恒定律能源的开发与利用能源的开发与利用增减EE高中物理高中物理必

2、修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源会理一中 求变力做功的方法求变力做功的方法1、平均法：、平均法：适用于力是均匀变化适用于力是均匀变化2、微元法：、微元法：力与速度的夹角保持不变力与速度的夹角保持不变xFW相xFW3、用功率求功：、用功率求功：机车启动问题机车启动问题tPW4、图象法：、图象法：已知已知FX图象图象面SW 5、动能定理：、动能定理：已知始末态的动能已知始末态的动能KEW6、功能关系：、功能关系：已知始末态的动能已知始末态的动能PEW7、等效法：、等效法：已知始末态的动能已知始末态的动能21WW返回返回高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能

3、和能源会理一中 机动车启动的两种方式机动车启动的两种方式功率：功率：vFP瞬时功率：瞬时功率：瞬vFPtWP 平均功率：平均功率：tWP t/sV(m/s)VmF=fP=Pma=0t/sV(m/s)VmF=fa=0P=PmFfP=PmV1高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源会理一中 动能定理的应用动能定理的应用变力做功变力做功动能定理动能定理21222121mvmvW合功功力力位移位移动能动能速度速度多过程多过程短暂过程短暂过程受力分析受力分析状态分析状态分析过程分析过程分析谁做功谁做功过程分析过程分析表示动能表示动能抓始末态抓始末态表示总功表示总功合力做功合力

4、做功恒力做功恒力做功高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源会理一中 合力的功等于合力的功等于动能的变化动能的变化重力功等于重力重力功等于重力势能的变化量势能的变化量PGE-EEWP2P1kE-EEWk1k2合弹力功等于弹性弹力功等于弹性势能的变化量势能的变化量PE-EEWP2P1弹功、能关系功、能关系功是能量变化的量度功是能量变化的量度除重力、弹力外除重力、弹力外,其它力做功等于其它力做功等于机械能的变化机械能的变化机机机其它EEEW21一对滑动摩擦力一对滑动摩擦力所做的总功等于所做的总功等于摩擦产生的热量摩擦产生的热量QxfWf相 高中物理高中物理必修必修2 2

5、第四章第四章 机械能和能源机械能和能源会理一中 用功能关系解决问题的流程：用功能关系解决问题的流程：受力分析受力分析运动过程分析运动过程分析是否只有重力（弹力）做功是否只有重力（弹力）做功始末状态的始末状态的动能和势能动能和势能应用机械能应用机械能守恒定律守恒定律 否否应用动应用动能定理能定理是是重力系统重力系统弹簧系统弹簧系统混合系统混合系统哪些力做功哪些力做功大小、正负大小、正负总功和始末总功和始末状态的动能状态的动能高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源会理一中 在只有动能和势能发生相互转化时，机械能的总在只有动能和势能发生相互转化时，机械能的总量保持不变量

6、保持不变2112222121mvmghmghmvE1=E2位置：位置：能的能的转化转化增加的动能等于减小的势能增加的动能等于减小的势能2121222121mghmghmvmv末位置机械能等于初位置机械能末位置机械能等于初位置机械能机械能守恒定律：机械能守恒定律：机械能守恒定律的表达式：机械能守恒定律的表达式：物体物体A减小的机械能等于减小的机械能等于B增加的机械能增加的机械能增机减机BAEE高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源会理一中 例例1、用一水平力拉着一物体运动相同的位移，、用一水平力拉着一物体运动相同的位移，第一次在光滑水平面上，第二次在粗糙水平面上，第

7、一次在光滑水平面上，第二次在粗糙水平面上，则两次力所做的功则两次力所做的功 ( )A两次一样大两次一样大 B第二次较大第二次较大 C第一次较大第一次较大 D无法比较无法比较例例2、在粗糙水平地面上，使同一物体由静止开始、在粗糙水平地面上，使同一物体由静止开始做匀加速直线运动，第一次斜向上拉，第二次斜做匀加速直线运动，第一次斜向上拉，第二次斜向下推，两次力的作用线与水平方向的夹角相同，向下推，两次力的作用线与水平方向的夹角相同，力的大小相同位移大小也相同，则两力的大小相同位移大小也相同，则两次力所做的功次力所做的功 ( )A两次一样大两次一样大 B第二次较大第二次较大 C第一次较大第一次较大 D

8、无法比较无法比较AA高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源会理一中 1.1.重力做功重力做功与路径无关与路径无关, ,仅取决于始末点的位置。仅取决于始末点的位置。2.2.滑动摩擦力和空气阻力做的功力和路程的乘积。滑动摩擦力和空气阻力做的功力和路程的乘积。两种特例例例3.3.把一个物体竖直向上抛出去，该物体上升的把一个物体竖直向上抛出去，该物体上升的最大高度是最大高度是h h，若物体的质量是，若物体的质量是m m，所受空气阻力，所受空气阻力是是f,f,则物体从被抛出到落回抛出点的全过程中则物体从被抛出到落回抛出点的全过程中（ ） A A 重力做功为零重力做功为零 B

9、 B重力做功是重力做功是2mgh2mghC C空气阻力做功为零空气阻力做功为零 D D空气阻力做功为空气阻力做功为fhfhA(GWmgh h 是始末两点的高度差）(fWfs s 是路程而不是位移）高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源会理一中 1 1、汽车上坡时，若保持功率不变、汽车上坡时，若保持功率不变, ,司机司机要要 （退、进）档？速度（退、进）档？速度 （增大、（增大、减少）？减少）？2 2、起重机在竖直方向匀速吊起某物体、起重机在竖直方向匀速吊起某物体时，为什么功率大的，速度快？时，为什么功率大的，速度快？退退减少减少高中物理高中物理必修必修2 2第四章

10、第四章 机械能和能源机械能和能源会理一中 例例4 4：汽车发动机的额定功率为：汽车发动机的额定功率为60kw60kw，汽，汽车质量为车质量为5t5t，汽车在水平路上行驶时，阻，汽车在水平路上行驶时，阻力是车重的力是车重的0.10.1倍，倍，g=10m/sg=10m/s2 2汽车保持以额定功率从静止启动后能达到汽车保持以额定功率从静止启动后能达到的最大速度是多少？的最大速度是多少？高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源会理一中 例例5、一辆汽车始终以额定功率行驶，下面说法、一辆汽车始终以额定功率行驶，下面说法正确的是正确的是 （ ）A汽车的速度越大，所需牵引力越大汽

11、车的速度越大，所需牵引力越大 B牵引力与汽车速度无关牵引力与汽车速度无关 C因为功率不变，所以速度和牵引力都不变因为功率不变，所以速度和牵引力都不变 D速度最大时，牵引力一定最小速度最大时，牵引力一定最小例例6、汽车在恒定的功率下，由静止沿平直公路、汽车在恒定的功率下，由静止沿平直公路运动，对于它的运动，对于它的v一一t 图象，下图中正确的是（图象，下图中正确的是（ ）DC高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源会理一中 2、一学生用力踢质量为、一学生用力踢质量为1kg的足球，使球从静的足球，使球从静止开始以止开始以10m/s的速度水平飞出，设人踢球时对的速度水平飞

12、出，设人踢球时对球的平均作用力为球的平均作用力为200N，球在水平方向上运动，球在水平方向上运动了了20m，则该学生对球做的功是，则该学生对球做的功是 ( ) A、50J B、100J C、200J D、4000J优点优点1：解决瞬时力做功，而用：解决瞬时力做功，而用W=FSCOSa 无法求解。无法求解。A优点优点2：解决变力做功，而用：解决变力做功，而用W=FSCOSa 无法求解。无法求解。高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源会理一中 4、在离地面一定高度处，以相同的动能向各、在离地面一定高度处，以相同的动能向各个方向抛出多个质量相同的小球，这些小球个方向抛出

13、多个质量相同的小球，这些小球到达地面时，有相同的到达地面时，有相同的 A、动能、动能 B、速度、速度 C、速率、速率 D、位移、位移vvv0As1s2优点优点3 3：解决曲线运动问题比牛顿定律解题：解决曲线运动问题比牛顿定律解题更简洁方便更简洁方便AC高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源会理一中 5 5、如图，一质量为如图，一质量为m m的铁球从离地面的铁球从离地面H H高处自由下落，陷入沙坑高处自由下落，陷入沙坑h h深处，求沙深处，求沙子对铁球的平均阻力？子对铁球的平均阻力？Hh优点优点4 4：用动能定理解决多过程动力学问题，：用动能定理解决多过程动力学问题

14、，可化繁为简，比牛顿定律解题更简洁方便可化繁为简，比牛顿定律解题更简洁方便Hhfmgh高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源会理一中 7、 两个物体两个物体A、B的质量之比为的质量之比为m A ：m B =2 ：1，二者动能相同，它们和水平桌面的，二者动能相同，它们和水平桌面的动摩擦因数相同，则二者在桌面上滑行到停止动摩擦因数相同，则二者在桌面上滑行到停止经过的距离之比为（经过的距离之比为（ ）A、 s A ：s B =2 ：1B、s A ：s B =1 ：2C、 s A ：s B =4 ：1D、s A ：s B =1 ：46、一质量为、一质量为1kg的物体被人用

15、手由静止向上的物体被人用手由静止向上提升提升1m，这时物体的速度为，这时物体的速度为2m/s，则下列，则下列说法中错误的是说法中错误的是( )g取取10m/s2A、手对物体做功、手对物体做功12J； B、合外力对物体做功、合外力对物体做功12J；C、合外力对物体做功、合外力对物体做功2J;D、物体克服重力做功、物体克服重力做功10J、BB高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源会理一中 8水平恒力水平恒力F作用在物体上，物体在光滑水平面上作用在物体上，物体在光滑水平面上沿力的方向移动沿力的方向移动s距离，恒力做功为距离，恒力做功为 , 物体获得的动能为物体获得的动能

16、为 . 若该恒力作用在同一物体上，物体在粗糙水平若该恒力作用在同一物体上，物体在粗糙水平面上移动相同距离，恒力做功为面上移动相同距离，恒力做功为 , 物体获得的动能为物体获得的动能为 . 则（）BCDAC高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源会理一中 9、一物体做、一物体做变速变速运动时，下列说法正确的是运动时，下列说法正确的是( ) A、合外力一定对物体做功，使物体动能改变、合外力一定对物体做功，使物体动能改变B、物体所受合外力一定不为零、物体所受合外力一定不为零C、合外力一定对物体做功，、合外力一定对物体做功， 但物体动能可能不变但物体动能可能不变D、物体加速

17、度一定不为零、物体加速度一定不为零BD10、 在光滑的地板上，用水平拉力分别使两个在光滑的地板上，用水平拉力分别使两个物块由静止获得相同的动能，那么可以肯定（物块由静止获得相同的动能，那么可以肯定（ ） A、水平拉力相等、水平拉力相等 B、两物块质量相、两物块质量相等等C、两物块速度变化相等、两物块速度变化相等D、水平拉力对两物块做功相等、水平拉力对两物块做功相等D高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源会理一中 Ep=0Ep=0Ep=0桌面厚度忽略不计桌面厚度忽略不计pEmghh是物体相对是物体相对参考平面的高度。参考平面的高度。重力势能的大小和零势能面的选取有关

18、。重力势能的大小和零势能面的选取有关。重力势能是标量，但有正负之分。重力势能是标量，但有正负之分。重力势能是物体和地球组成的系统共有的。重力势能是物体和地球组成的系统共有的。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。高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源会理一中 1 1、在下列的物理过程中，机械能守恒的有、在下列的物理过程中，机械能守恒的有A A把一个物体竖直向上匀速提升的过程把一个物体竖直向上匀速提升的过程B B人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程C C汽车关闭油门后沿

19、水平公路向前滑行的过程汽车关闭油门后沿水平公路向前滑行的过程D D从高处竖直下落的物体落在从高处竖直下落的物体落在竖立的轻弹簧上，压缩弹簧的过程，竖立的轻弹簧上，压缩弹簧的过程，对弹簧、物体和地球这一系统对弹簧、物体和地球这一系统（ BD BD ）Avv高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源会理一中 2 2、如图所示，桌面离地高为、如图所示，桌面离地高为h h，质量为，质量为m m的小的小球从离桌面高球从离桌面高H H处自由下落，不计空气阻力，处自由下落，不计空气阻力，假设桌面为零势能的参考平面，则小球落地假设桌面为零势能的参考平面，则小球落地前瞬间的机械能为前瞬

20、间的机械能为A Amgh mgh B BmgH mgH C Cmg(h+H) Dmg(h+H) D mg(H-h)mg(H-h)（ B B ）高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源会理一中 3 3、跳伞运动员从高空下落时，在他张伞后，、跳伞运动员从高空下落时，在他张伞后，所受的空气阻力等于运动员和伞的总重力时，所受的空气阻力等于运动员和伞的总重力时，运动员具有的机械能：运动员具有的机械能：A A动能、势能和总机械能都不变动能、势能和总机械能都不变B B重力势能减少，动能增加，总机械能不变重力势能减少，动能增加，总机械能不变C C重力势能减少，动能不变，总机械能减少

21、重力势能减少，动能不变，总机械能减少D D重力势能不变，动能为零，总机械能不变重力势能不变，动能为零，总机械能不变 （ C C ）高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源会理一中 高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源会理一中 1 1、如图，放在斜面上的物体，一端与劲度系数、如图，放在斜面上的物体，一端与劲度系数k=400N/mk=400N/m的弹簧相连，施以沿斜面向上的力拉弹簧的弹簧相连，施以沿斜面向上的力拉弹簧的上端，作用点移动的上端，作用点移动10cm10cm时物体开始滑动，继续缓时物体开始滑动，继续缓慢拉弹簧，当物体位移为慢拉弹

22、簧，当物体位移为0.4m0.4m时，求拉力所做的总时，求拉力所做的总功。功。F18J例题：例题：高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源会理一中 一辆汽车以速度一辆汽车以速度v1沿倾斜坡路向上匀速行驶，若保沿倾斜坡路向上匀速行驶，若保持发动机功率不变，沿此坡路向下匀速行驶的速持发动机功率不变，沿此坡路向下匀速行驶的速度为度为v2 ，若汽车以同样的功率在水平路面匀速行，若汽车以同样的功率在水平路面匀速行驶时，假设所受阻力不变，在水平路面行驶的车驶时，假设所受阻力不变，在水平路面行驶的车速是多少？速是多少？21212vvvvv高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章

23、机械能和能源机械能和能源会理一中 如图所示，质量分别为如图所示，质量分别为m m1 1和和m m2 2的可当作质点的小球的可当作质点的小球（m m1 1mm2 2），用细绳相连后跨在半径为），用细绳相连后跨在半径为R R的光滑圆柱的光滑圆柱体上，先用手托住体上，先用手托住m m1 1使之静止而绳刚好拉直，放手使之静止而绳刚好拉直，放手后，两球开始运动，求：当后，两球开始运动，求：当m m2 2运动到圆柱体的最高运动到圆柱体的最高点点A A点的过程中，点的过程中， m m1 1、m m2 2总的重力势能变化量。总的重力势能变化量。m2m1RAgRmgRmEp212)21 (试问：此时两球的速度为多大？试问：此时两球的速度为多大？高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源会理一中 高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源会理一中 高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源会理一中 ABC高中物理高中物理必修必修2 2第四章第四章 机械能和能源机械能和能源会理一中 如图所示，把一根内壁光滑的细管弯成圆弧形状，如图所示，把一根内壁光滑的细管弯成圆弧形状，且竖直放置，一个小球从管口的正上方且竖直放置，一个小球从管口的正上方h h1 1高处自高处自由下落，小球恰能到达最高管口处，若小球从管由下