高中物理必修2《机械能守恒定律》整章概念复习课件

功·机械能复习课功·机械能复习课1存在于相互作用的物体间，决定于物体间的相对位置。势能存在于相互作用的物体间，决定于物体间的相对位置。势能2功做功的过程就是能量转化的过程。做功的两个必要因素：力和物体在力的方向上发生的位移。功是标量﹑过程量（做功需要经历一个过程）。某力对物体所做的功，与物体的运动形式、物体所受的其它力无关。力的方向与位移的方向一致时，W=Fl，其中F为力的大小，l为位移的大小。功做功的过程就是能量转化的过程。3W=Flcosa（只适用于恒力做功）W=Fcosa·l=F·lcosa其中：W为某力对物体所做的功F为该力的大小l为位移的大小a为该力的方向与位移方向间的夹角求恒力的功注意：公式W=FScosa中，S为F的作用点移动的距离。W=Flcosa（只适用于恒力做功）4正功与负功功的正负既不表示方向又不表示大小，表示性质。某力对物体做负功，可说成：物体克服该力做了功（取绝对值）。正功与负功功的正负既不表示方向又不表示大小，表示性质。5W合=W总=W1+W2+W3+……（W1，W2，W3自带正负号）总功与合力的功W合=W总=W1+W2+W3+……总功与合力的6功率P：单位时间内所做的功，表示做功的快慢。额定功率：在正常条件下，可以长时间工作的最大功率。若实际功率大于额定功率，对发动机有害，只允许持续很短的时间，而且要尽量避免。功率功率P：7求平均功率的公式求平均功率的公式8瞬时功率求瞬时功率的公式：P——某时某力的功率F——此时该力的大小（F可以是变力）v——此时的速率a——此时该力与速度间的夹角瞬时功率求瞬时功率的公式：P——某时某力的功率9注意：

1.P=FV为瞬间关系式2.P一定时，V减小，F增大3.汽车上坡时，换用低速挡，以获得较大牵引力4.高速火车、汽车、轮船需要大功率发动机发动机的功率即牵引力的功率：P=FV注意：发动机的功率即牵引力的功率：P=FV10平直公路上，汽车以恒定功率P启动（设阻力恒为f）开始时，速度V小，牵引力F大，故F>f­V¯¾¾®¾-=amfFa¯¾¾®¾=FFVP当牵引力减到F=f时，a=0，速度达到最大值Vm=P/f(若P恒为P额，则Vm=P额/f），此后开始匀速运动。VOt平直公路上，汽车以恒定功率P启动（设阻力恒为f）开始时，速度11平直公路上，汽车以加速度a匀加速启动（设阻力恒为f）P=FV=(f+ma)at，可见P∝t∵P≤P额∴匀加速过程持续时间t≤匀加速过程的速度V不会超过P额/（f+ma)平直公路上，汽车以加速度a匀加速启动（设阻力恒为f）P=FV12P增到P额后，开始定功率运行当F=f时，速度达最大值Vm=P额/f，此后开始匀速运动。P刚增到P额时，加速度仍为a，牵引力仍为f+maVFaVOt平直公路上，汽车以加速度a匀加速启动（设阻力恒为f）P增到P额后，开始定功率运行当F=f时，速度达最大值13重力对物体做的功跟物体运动的路径无关，只跟物体的初、末位置有关。*重力所做的功等于重力的大小乘初、末位置的高度差（正、负号视情况而定）。重力做功的特点重力对物体做的功跟物体运动的路径无关，只跟物体的初、末14重力做功与重力势能把mgh叫做重力势能，用EP表示。EP=mgh（重力势能为标量、状态量）物体的重力势能等于它所受重力的大小与所处高度的乘积。WG=EP1-EP2=-∆EP（EP1=mgh1为初势能，EP2=mgh2为末势能）在某一过程中，重力对物体所做的功等于物体的重力势能的减少（即增量的相反数）。重力做功与重力势能把mgh叫做重力势能，用EP表示。15重力势能的相对性物体的高度是相对于某一水平面（参考平面）而言的。重力势能也是相对于某一水平面（参考平面）而言的。在参考平面，高度为零，物体的重力势能为零；参考平面可任意选取，常取地面为参考平面。重力势能的数值与参考平面的选取有关，而重力势能的差值（或变化）与参考平面的选取无关。△EP=mg△h重力势能的正负表示大小。重力势能的相对性物体的高度是相对于某一水平面（参考平面）而言16势能是系统所共有的重力势能是地球与物体所组成的系统所共有的“物体具有重力势能”是通俗的说法势能是系统所共有的重力势能是地球与物体所组成的系统所共有的17弹性势能发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，因而具有弹性势能。当弹簧的长度为原长时，弹簧没有形变，规定其弹性势能为0。弹簧被拉伸（或压缩）后，就具有弹性势能。弹性势能发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用18拉力做功与弹性势能的关系做功的过程就是能量转化的过程，要探究弹性势能的表达式，可先分析拉力做功。弹弹EEW=D=W：将弹簧从原长开始拉长l的过程中，拉力所做的功E弹：弹簧的伸长量为l时，弹簧所具有的弹性势能所以：拉力做功与弹性势能的关系做功的过程就是能量转化的过程，要探究19怎样计算拉力做的功（将变力做功化为恒力做功）n∞®FOFOFO怎样计算拉力做的功（将变力做功化为恒力做功）n∞®F20弹性势能的表达式——*F-l图线下的面积表示功！弹性势能的表达式弹性势能的表达式——*F-l图线下的面积表示功！弹性势能的21探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系的思路实验装置(见教材P70）当小车质量M>>m时，小车所受的拉力F≈mg。车的位移L可从纸带测出。力对小车所做的功W=FL。小车分别在1条、2条、3条……同样的橡皮筋的作用下弹出（使每次实验中橡皮筋拉伸的长度保持一致），则橡皮筋的功可记为W0、2W0、3W0……小车获得的速度可以由纸带和打点计时器测出以“W0”为单位，作出W-V图象探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系的思路实验22注意事项1.为了保证拉力的功或橡皮筋的功为总功，必须平衡摩擦力；2.用橡皮筋将小车弹出时，如何测量V：选用纸带上代表匀速运动的那段进行测量；3.操作橡皮筋时，必须是同样的橡皮筋、同样的拉伸量。注意事项1.为了保证拉力的功或橡皮筋的功为总功，23数据处理如果认为W可能与V2成正比，怎样检验？可以作出W-V2图象，再看W-V2图象是否为一条过原点直线。数据处理如果认为W可能与V2成正比，怎样检验？24V2V1lF合F合mm注意：动能是标量、状态量（动能对应于某一时刻）动能V2V1lF合F合mm注意：动能是标量、状态量（动能对应于某25末动能动能增量初动能在某一过程中，合力对物体所做的功等于物体在这一过程中的动能的增量。物体受变力作用或做曲线运动时动能定理也适用。动能定理末动能动能增量初动能在某一过程中，合力对物体所26注意：动能增量可正可负用动能定律解题的优点：不涉及加速度和时间注意：动能增量可正可负27动能与势能的相互转化通过重力或弹力做功，动能与势能可以相互转化。动能与势能的相互转化28机械能守恒定律如果只有重力做功（只受重力、除重力外其他力抵消、不做功或W非G=0），则：W总=WG=EK2-EK1

WG=EP1-EP2∴EK2+EP2=EK1+EP1即：末了总机械能等于初始总机械能在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变——机械能守恒定律。机械能守恒定律如果只有重力做功（只受重力、除重力外其他力抵消29只需考虑运动的初状态和末状态，不必考虑运动过程的中间细节。应用机械能守恒定律解决问题的优点：只需考虑运动的初状态和末状态，应用机械能守恒定律解决问题的优30验证机械能守恒定律实验原理实验装置P79研究对象：自由落体在纸带上选取A、B两点，测出AB间距离h，则从A落到B重物的重力势能减少mgh，研究纸带可测出VA、VB，则从A落到B重物的动能增加mVB2/2-mVA2/2看mgh是否等于mVB2/2-mVA2/2，即可验证机械能是否守恒。验证机械能守恒定律实验原理实验装置P7931注意事项减小阻力：计时器的两限位孔应在同一竖线上，所选重物应当体积小、密度大，应选用电火花计时器。取测量点：去掉开头比较密集的点，让所取两点的间距适当大些；或者让初速为零（选取第1、2两点相距约2mm的纸带）。注意事项减小阻力：32能量守恒定律源于：①永动机的不可能性②各种自然现象之间的相互联系与转化人们总结出：能量守恒定律——能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。能量守恒定律源于：33能源和能量的耗散煤炭和石油资源是有限的能源短缺和环境恶化——关系到人类社会能否持续发展的大问题燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出来，就不会再次自动聚集起来供人类重新利用——能量的耗散。（宏观过程具有方向性）能量耗散表明：能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的变为不便于利用的了。能源和能量的耗散煤炭和石油资源是有限的34计算物体的重力势能时，要看重心的高度。作用力与反作用力的功无必然联系。PG=mgVy学会用功能关系、能量守恒观点分析问题。速度最大时，a=0摩擦力做功与路径有关，重力、弹力做功与路径无关。功是能量转化的量度。补充知识计算物体的重力势能时，要看重心的高度。补充知识35若牵引力F的功率恒为P，F为变力，F的功W=Pt