功和能(高中物理学习)课件

例例1 1.A、B两物体叠放在一起，A被不可伸长的水平细绳系于左墙上，B在拉力F作用下向右匀速运动，在此过程中，A、B间的摩擦力的做功情况是A.对A、BB.对A不做功，对B做负功C.对A做正功，对B做负功D.对A、B B例1.A、B两物体叠放在一起，A被不可伸长的水平细绳系于左墙1例例2 2、关于摩擦力做功的说法正确的是关于摩擦力做功的说法正确的是 （）A A、静摩擦力可以做正功，可以不做功，但不能做负、静摩擦力可以做正功，可以不做功，但不能做负功功B B、一对静摩擦力所做的总功一定为零、一对静摩擦力所做的总功一定为零C C、滑动摩擦力可以做负功、滑动摩擦力可以做负功,可以做正功可以做正功,但不能不做但不能不做功功D D、一对滑动摩擦力所做的总功一定不为零、一对滑动摩擦力所做的总功一定不为零ABSASBABV0FAFBB D例2、关于摩擦力做功的说法正确的是（）ABSA2结论：1）一对滑动摩擦力的总功一定为负，在数值上等于系统增加的内能，等于系统减少的机械能；Q=E机=fS相对2）一对静摩擦力的总功一定为零，静摩擦力做功只实现机械能的传递，不实现机械能与内能的转化；3）一对滑动摩擦力的总功与参考系的选取无关，而某一个力做的功则与参考系的选取有关。结论：3例例3 3、关于作用力与反作用力做功的关系，下列说法关于作用力与反作用力做功的关系，下列说法正确的是正确的是 （）、当作用力做正功时，反作用力一定做负功、当作用力做正功时，反作用力一定做负功 、当作用力不做功时，反作用力也不做功、当作用力不做功时，反作用力也不做功 、作用力与反作用力所做的功一定是大小相等、作用力与反作用力所做的功一定是大小相等 、作用力做正功时，反作用力也可以做正功、作用力做正功时，反作用力也可以做正功 E E、一对作用力与反作用力做功的代数和一定为零、一对作用力与反作用力做功的代数和一定为零DNSSNB BA A例3、关于作用力与反作用力做功的关系，下列说法正确的是4 一对作用力和反作用力做功的特点一对作用力和反作用力做功的特点（1 1）一一对对作作用用力力和和反反作作用用力力在在同同一一段段时时间间内内，可可以以都都做做正正功功、或或者者都都做做负负功功，或或者者一一个个做做正正功功、一个做负功，或者都不做功。一个做负功，或者都不做功。（2 2）一对作用力和反作用力在同一段时间内做）一对作用力和反作用力在同一段时间内做的总功可能为正、可能为负、也可能为零。的总功可能为正、可能为负、也可能为零。（3 3）一对互为作用反作用的摩擦力做的总功可）一对互为作用反作用的摩擦力做的总功可能为零（静摩擦力）、可能为负（滑动摩擦力），能为零（静摩擦力）、可能为负（滑动摩擦力），但不可能为正。但不可能为正。点评：一对作用力和反作用力在同一段时间内的冲量一定大小相等，方向相反，矢量和为零。一对作用力和反作用力做功的特点点评：一对作用力和反作用力在5动能定理1.内容：外力对物体做的总功等于物体动能的变化.2.公式:W总总=Ek.=Ek.是否包括物体重力做的功？如何计算？是否是大的动能减去小的动能？是标量式还是矢量式？应用的对象是一个质点还是系统？3、推论：物体动能不变的条件 。动能定理1.内容：外力对物体做的总功等于物体动能的变化.是否6例1、若物体在运动过程中受到的合外力不为零，则（）A物体的动能不可能总是不变的B物体的动量不可能总是不变的C物体的加速度一定变化物体动能不变的条件是合外力做功为零而不是合外力为零物体动量不变的条件才是合外力为零。B例1、若物体在运动过程中受到的合外力不为零，则（）物体动7例2.一物体静止在升降机的地板上，在升降机加速上升的过程中，地板对物体的支持力所做的功等于A.物体势能的增加量B.物体动能的增加量C.物体动能的增加量加上物体势能增加量D.物体动能的增加量加上克服重力所做功CD例2.一物体静止在升降机的地板上，在升降机加速上升的过程中，82.应用动能定理解题的基本步骤：(1)明确哪个物体，哪一段运动过程？(2)明确物体受哪些力?这些力是否做功？做正功还是做负功?做多少功?然后求各个力做功的代数和.W总=WF1+WF2+WF3+(负功代入负值）.(3)明确物体在过程的始未状态的动能EK1和EK2(4)列出动能定理的方程WF1+WF2+WF3+.=EK2-EK1，及必要辅助方程，进行求解.2.应用动能定理解题的基本步骤：95、动能定理和动量定理区别动能定理动量定理公 式I合=m v2 m v1物理意义物体动能的变化是通过合外力做功来实现的 物体动量的变化是通过合外力的冲量来实现的矢量性标量式矢量式适用范围只适用于质点，不适用于系统（系统内力做功对系统动能变化有贡献）既适用于质点，也适用于系统（一对内力的冲量恰好为零，对系统动量变化无贡献）5、动能定理和动量定理区别标量式矢量式只适用于质点，不10例例3:汽车拉着拖车在平直的公路上匀汽车拉着拖车在平直的公路上匀速行驶，突然拖车与汽车脱钩，而汽速行驶，突然拖车与汽车脱钩，而汽车的牵引力不变，各自受的阻力不变，车的牵引力不变，各自受的阻力不变，则在拖车停止运动前（）则在拖车停止运动前（）A.汽车和拖车的总动量不变汽车和拖车的总动量不变 B.汽车和拖车的总动能不变汽车和拖车的总动能不变C.汽车和拖车的总动量增加汽车和拖车的总动量增加 D.汽车和拖车的总动能增加汽车和拖车的总动能增加例3:汽车拉着拖车在平直的公路上匀速行驶，突然拖车与汽车脱钩11功和能关系之五：能量转化和守恒看能量转化的角度做功的过程就是能量的转化的过程，无非是一种能转化为另一种能，总的能量保持不变。功和能关系之五：能量转化和守恒看能量转化的角度做功的过程就是12功和能关系之一：做功和动能变化关系W总=EK1、看动能的角度：功和能关系之二：重力做功和重力势能变化关系WG=-EP2、看重力势能角度3、看机械能角度只有重力对物体做功Ep1+Ek1=Ek2+Ep2重力以外的力做的功等于物体机械能的变化（增量）W其他=E机4、看能量转化的角度能量转化和守恒定律 E增=E减功和能关系之一：做功和动能变化关系W总=EK1、看动能的角13例例4：一个质量为一个质量为m的物体以的物体以2g的加速度竖直的加速度竖直向下运动，则在此物体下降向下运动，则在此物体下降h高度的过程中，高度的过程中，物体的物体的（）A、重力势能减少了、重力势能减少了2mghB、动能增加了、动能增加了2mghC、机械能保持不变、机械能保持不变D、机械能增加了、机械能增加了mghBD例4：一个质量为m的物体以2g的加速度竖直BD14例例5：一个质量为一个质量为m的物体受到竖直向上恒的物体受到竖直向上恒力力F的作用竖直向上运动了的作用竖直向上运动了h，则在此物体，则在此物体上升上升h的过程中的过程中A、物体动能的增量为、物体动能的增量为FhB、物体重力势能的增量为、物体重力势能的增量为FhC、物体机械能的增量为、物体机械能的增量为FhD、拉力所做的功等于物体重力势能增量、拉力所做的功等于物体重力势能增量和动能增量之和。和动能增量之和。CD例5：一个质量为m的物体受到竖直向上恒力F的作用竖直向上运动15 问题问题1：机械守恒定律的内容？：机械守恒定律的内容？在只有重力（或弹力）做功的情形下，物体的动能和重力势能（或弹性势能）发生转化，但机械能的总量保持不变。问题问题2：机械能守恒定律的表达式？：机械能守恒定律的表达式？Ek1+Ep1=Ek2+Ep2 即即E1=E2Ek2-Ek1=Ep1-Ep2 即即EK=-EP问题1：机械守恒定律的内容？在只有重力（或弹16条件：只有重力（或系统内弹力）做功（1）只有重力（或系统内弹力）做功包括两种情形：一种是物体只有重力（或弹力)，根本不受其它力；另一种是除受重力（或弹力）以外还受其它的力，但其它力不做功或其它力做功代数和为零。（2）如果除重力（或弹力）以外的力对物体做了功，必有其它形式的能量与机械能之间发生相互转化问题3：机械能守恒定律的条件？条件：只有重力（或系统内弹力）做功（1）只有重力（或系统内弹17 例例1：如图所示，质量为如图所示，质量为m的小球从离桌的小球从离桌面面H高处的高处的A点由静止开始下落，桌面离地点由静止开始下落，桌面离地面的高度为面的高度为h。问问：（：（1）若以）若以A点所在点所在水平面为参考平面，求水平面为参考平面，求小球在小球在A、B、C各点的各点的机械能、动能？机械能、动能？（2）若以桌面所在）若以桌面所在水平面为参考平面，水平面为参考平面，情况又如何？情况又如何？（3）若以地面为参考）若以地面为参考平面呢？平面呢？HhACB例1：如图所示，质量为m的小球从离桌面H高处的A点18小结小结:运用机械能守恒定律分析解决物理问运用机械能守恒定律分析解决物理问 题的题的基本思路基本思路与与方法方法:(1)根据题意根据题意,选取研究对象选取研究对象(物体或系统物体或系统)(2)明确研究对象的运动情况明确研究对象的运动情况,分析对象在过程分析对象在过程中的受力情况中的受力情况,弄清各力做功情况弄清各力做功情况,判断是否符判断是否符合机械能守恒的条件合机械能守恒的条件.(3)恰当地选取参考平面恰当地选取参考平面,确定研究对象在过程确定研究对象在过程的起始状态和末了状态的机械能的起始状态和末了状态的机械能(包括动能和包括动能和重力势能重力势能).(4)根据机械能守恒定律列方程根据机械能守恒定律列方程,进行求解进行求解.小结:运用机械能守恒定律分析解决物理问193.应用机械能守恒定律处理“流体”问题 例题1:如图所示,一粗细均匀的U U形管内装有同种液体竖直放置,右管口用盖板A密闭一部分气体,左管口开口,两液面高度差为h,U U形管中液柱总长为4h,现拿去盖板,液柱开始流动.当两侧液面恰好相齐时右侧液面下降的速度大小为 .Ah3.应用机械能守恒定律处理“流体”问题Ah20ALBOL例2：不计杆重及O点轴的摩擦，A、B小球的质量均为m，杆总长为2L，A球在中间位置。当水平杆从水平位置自由转到竖直位置时，小球A、B的速度各是多少？ALBOL例2：不计杆重及O点轴的摩擦，A、B小球的质量均为21几个功能关系几个功能关系合外力做功合外力做功物体动能的改变物体动能的改变=W合合=EK重力做功重力做功=重力势能的改变重力势能的改变WG=-EP除重力和弹簧除重力和弹簧的弹力以外的的弹力以外的力做功力做功=机械能的改变机械能的改变W它它=E机机弹力做功弹力做功=弹性势能的改变弹性势能的改变W弹弹=-EP电场力做功电场力做功=电势能的改变电势能的改变W电电=-EP一对滑动摩擦力做的总功=转化成的内能fs相=Q.几个功能关系合外力做功物体动能的改变=W合=EK重力做功=22解决动力学问题的三条途径解决动力学问题的三条途径力运动运动力在位移过程中的积累规律力在位移过程中的积累规律W W总总=E=EK2K2-E-EK1K1（动能定理）力的瞬间作用规律力的瞬间作用规律（牛顿第二定律）F F合合=ma=ma力在时间过程中的积累规律力在时间过程中的积累规律F Ft t=mvmvmvmv1 1+mv+mv2 2=mv=mv1 1+mv+mv2 2（动量定理）（动量守恒定律）（机械能守恒定律）解决动力学问题的三条途径力运动力在位移过程中的积累规律W总=23动量和能量动量和能量24若涉及两个或两个以上物体的运动，应首先考虑用守恒的若涉及两个或两个以上物体的运动，应首先考虑用守恒的方法解析问题方法解析问题例例1：有光滑圆弧轨道的小车的总质量为：有光滑圆弧轨道的小车的总质量为M，静止，静止在光滑的水平地面上，轨道足够长，下端水平，有在光滑的水平地面上，轨道足够长，下端水平，有一质量为一质量为m的小球以水平初速度的小球以水平初速度v0滚上小车，如图滚上小车，如图所示。求：所示。求：（1）小车沿圆形轨道上升的最大高度）小车沿圆形轨道上升的最大高度h（2）小球又滚回来和）小球又滚回来和M分离时两者的速度分离时两者的速度Mm若涉及两个或两个以上物体的运动，应首先考虑用守恒的方法解析问25练习1：如图所示，质量为m的物体，（可视为质点），以水平初速度v0滑上原来静止在光滑水平轨道上的质量为M的小车上，物体与小车上表面间的动摩擦因数为小车足够长，求：1、物体从滑上小车到相对小车静止所经历的时间2、相对小车物体滑行多远3、从滑上小车到相对小车静止的这段时间内小车通过 的距离是多少？练习1：如图所示，质量为m的物体，（可视为质点），以水平初速26【例】如图所示，在光滑的水平面上有一平板M正以速度v向右运动现将一质量为m的木块无初速度地放在小车上，由于木块和小车之间的摩擦力的作用，小车的速度将发生变化，为使小车保持原来的运动速度不变，必须及时对小车施加一向右的水平恒力F当F作用一段时间后把它撤开，木块和小车间的动摩擦因数为，求在上述过程中，水平恒力F对小车做多少功?【例】如图所示，在光滑的水平面上有一平板M正以速度v向右运动27V动摩擦因数为(1)摩擦力对物体做的功？（2）摩擦力对皮带做的功？（3）产生的内能？（4）为维持皮带匀速转动，电动机对皮带所做的功？V动摩擦因数为(1)摩擦力对物体做的功？28如图所示，轻且不可伸长的细绳悬挂质量为如图所示，轻且不可伸长的细绳悬挂质量为m1=0.72kg 的小圆球，圆球又套在可沿水平方向的小圆球，圆球又套在可沿水平方向移动的框架槽内，框架槽沿竖直方向，质量为移动的框架槽内，框架槽沿竖直方向，质量为m2=0.2kg。自细绳静止于竖直位置开始，框架在。自细绳静止于竖直位置开始，框架在水平恒力水平恒力F=12.4N的作用下移至图中所示位置，此的作用下移至图中所示位置，此时细绳与竖直方向夹角为时细绳与竖直方向夹角为37绳长绳长l=0.5m，不计，不计一切摩擦，取一切摩擦，取g=10m/s2求：求：（1）此过程中重力对小圆球所做的功；）此过程中重力对小圆球所做的功；vFO37vFO3729vFO37(2)外力外力F所做的功；所做的功；(3)小圆球在此位置瞬时速度的大小小圆球在此位置瞬时速度的大小vFO37(2)外力F所做的功；30