第12节追寻守恒量——能量功课件

课时跟踪训练课时跟踪训练第第 1 1、2 2节节追寻追寻守恒守恒量量应用创新演练应用创新演练理解教材新知理解教材新知把握热点考向把握热点考向考向一考向一考向二考向二随堂基础巩固随堂基础巩固第第七七章章机机械械能能守守恒恒定定律律知识点一知识点一知识点二知识点二知识点三知识点三考向三考向三返回返回返回1.相互作用的物体凭借其位置而具有的相互作用的物体凭借其位置而具有的 能量叫做势能；物体由于运动而具有能量叫做势能；物体由于运动而具有 的能量叫做动能。在伽利略的实验中的能量叫做动能。在伽利略的实验中 小球的动能和势能可以相互转化。小球的动能和势能可以相互转化。2如果物体在力的作用下能量发生了转如果物体在力的作用下能量发生了转 化，那么这个力一定对物体做了功，力和物体在力的方向化，那么这个力一定对物体做了功，力和物体在力的方向上的位移是做功的两个因素。上的位移是做功的两个因素。3功是标量，但有正负之分。当力促进物体的运动时，做功是标量，但有正负之分。当力促进物体的运动时，做正功；当力阻碍物体的运动时，做负功。正功；当力阻碍物体的运动时，做负功。4当几个力对物体都做功时，这几个力做功的代数和等于当几个力对物体都做功时，这几个力做功的代数和等于这几个力的合力做的功。这几个力的合力做的功。返回返回 1.伽利略斜面实验探究伽利略斜面实验探究 一个事实：让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚一个事实：让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个对接斜面，没有摩擦时，上另一个对接斜面，没有摩擦时，Ha hB，如图，如图711所示。所示。图图711返回科目三考试 科目3实际道路考试技巧、视频教程科目四考试 科目四模拟考试题 C1科目四仿真考试返回 2能量概念的建立能量概念的建立 始、末位置高度相同，小球运动中始、末位置高度相同，小球运动中 的量叫能量或能。的量叫能量或能。3深层次分析深层次分析 (1)势能：势能：的物体凭借其的物体凭借其 而具有的能量。而具有的能量。(2)动能：物体由于动能：物体由于 而具有的能量。而具有的能量。(3)在伽利略的理想斜面实验中，小球的在伽利略的理想斜面实验中，小球的 和和 可以相可以相互转化。互转化。守恒守恒相互作用相互作用位置位置运动运动动能动能势能势能返回1关于伽利略的斜面实验，以下说法中正确的是关于伽利略的斜面实验，以下说法中正确的是 ()A无论斜面是否光滑，小球滚上的高度一定与释放的高无论斜面是否光滑，小球滚上的高度一定与释放的高度相同度相同B实际上，小球滚上的高度会比释放的高度要小一些实际上，小球滚上的高度会比释放的高度要小一些C只有在斜面绝对光滑的理想条件下，小球滚上的高度只有在斜面绝对光滑的理想条件下，小球滚上的高度才与释放的高度相同才与释放的高度相同D伽利略的理想斜面实验反映了在小球的运动过程中存伽利略的理想斜面实验反映了在小球的运动过程中存在某个守恒量在某个守恒量返回解析：解析：斜面粗糙时，有机械能转化为内能，此时小球不能斜面粗糙时，有机械能转化为内能，此时小球不能上升到原来的高度，故上升到原来的高度，故A错误，错误，B、C正确。伽利略的理想正确。伽利略的理想斜面实验正是反映了小球的运动过程中存在某个守恒量，斜面实验正是反映了小球的运动过程中存在某个守恒量，故故D正确。正确。答案：答案：BCD返回 自学教材自学教材 1功的概念和公式功的概念和公式 (1)功的概念：物体在力的作用下功的概念：物体在力的作用下 发生了变化，那发生了变化，那么这个力一定对物体做了功。么这个力一定对物体做了功。(2)力做功的两个因素：力做功的两个因素：力；力；物体在物体在 上发生的位移。上发生的位移。能量能量力的方向力的方向返回(3)功的公式：功的公式：力力F与位移与位移l同向时：同向时：W 。力力F与位移与位移l有夹角有夹角时：时：W 。各物理量的单位：各物理量的单位：F的单位是的单位是 ，l的单位是的单位是 ，W的单位是牛的单位是牛米，即米，即 ，简称焦，符号，简称焦，符号J。FlFlcos 牛顿牛顿米米焦耳焦耳返回2正功和负功正功和负功根据力和位移方向间的夹角判定：根据力和位移方向间的夹角判定：正正不做不做负负返回 重点诠释重点诠释 1功的定义及其决定因素功的定义及其决定因素 (1)功的概念：物体受到力的作用，并在力的方向上发功的概念：物体受到力的作用，并在力的方向上发生了位移，则此力就对物体做了功。生了位移，则此力就对物体做了功。(2)功的决定因素：做功具有两个必不可少的决定因素：功的决定因素：做功具有两个必不可少的决定因素：做功的力；做功的力；物体在力的方向上的位移。力对物体是否物体在力的方向上的位移。力对物体是否做了功，只与这两个因素有关，并且功的大小等于力与物做了功，只与这两个因素有关，并且功的大小等于力与物体在力的方向上的位移的乘积，而与其他因素，诸如物体体在力的方向上的位移的乘积，而与其他因素，诸如物体运动的快慢、运动的性质、接触面是否光滑、物体质量的运动的快慢、运动的性质、接触面是否光滑、物体质量的大小等均无关系。大小等均无关系。返回 2对公式对公式WFlcos 的理解的理解 (1)F表示力的大小，表示力的大小，l表示力的作用点相对于地面的位表示力的作用点相对于地面的位移的大小，当力的作用点的位移与物体的位移相同时，也移的大小，当力的作用点的位移与物体的位移相同时，也常常说是物体相对于地面的位移大小，常常说是物体相对于地面的位移大小，表示力和位移方向表示力和位移方向间的夹角。间的夹角。(2)公式可以表达为公式可以表达为WFlcos，表达的意义是功等于，表达的意义是功等于沿力沿力F方向的分位移与力的乘积；公式也可以表达为方向的分位移与力的乘积；公式也可以表达为WFcos l，表达的物理意义是功等于位移与沿位移方向的分，表达的物理意义是功等于位移与沿位移方向的分力的乘积。力的乘积。返回返回2一个力对物体做了负功，则说明一个力对物体做了负功，则说明 ()A这个力一定阻碍物体的运动这个力一定阻碍物体的运动B这个力不一定阻碍物体的运动这个力不一定阻碍物体的运动C这个力与物体运动方向的夹角这个力与物体运动方向的夹角90解析：解析：由功的表达式由功的表达式WFlcos 知，只有当知，只有当90时，时，cos 0，力对物体做负功，此力阻碍物体的运动，故，力对物体做负功，此力阻碍物体的运动，故A、D正确。正确。答案：答案：AD返回 1总功的计算总功的计算 物体受到多个外力作用时，计算合外力的功，要考虑物体受到多个外力作用时，计算合外力的功，要考虑各个外力共同做功产生的效果，一般有如下两种方法：各个外力共同做功产生的效果，一般有如下两种方法：(1)先由力的合成与分解法或根据牛顿第二定律求出合先由力的合成与分解法或根据牛顿第二定律求出合力力F合合，然后由，然后由WF合合lcos 计算。计算。(2)由由WFlcos 计算各个力对物体做的功计算各个力对物体做的功W1、W2、Wn，然后将各个外力所做的功求代数和，即，然后将各个外力所做的功求代数和，即W合合W1W2Wn。返回 2变力做功的计算变力做功的计算 恒力做功可直接用功的公式恒力做功可直接用功的公式WFlcos 求出，变力做求出，变力做功一般不能直接套用该公式，求变力做功的方法如下：功一般不能直接套用该公式，求变力做功的方法如下：(1)将变力做功转化为恒力做功。将变力做功转化为恒力做功。分段法：力在全程是变力，但在每一个阶段是恒力，分段法：力在全程是变力，但在每一个阶段是恒力，这样就可以先计算每个阶段的功，再利用求和的方法计算这样就可以先计算每个阶段的功，再利用求和的方法计算整个过程中变力做的功。整个过程中变力做的功。返回 微元法：当力的大小不变，力的方向时刻与速度同微元法：当力的大小不变，力的方向时刻与速度同向向(或反向或反向)时，把物体的运动过程分为很多小段，这样每时，把物体的运动过程分为很多小段，这样每一小段可以看成直线，先求力在每一小段上的功，再求和一小段可以看成直线，先求力在每一小段上的功，再求和即可。例如，滑动摩擦力、空气阻力总与物体相对运动的即可。例如，滑动摩擦力、空气阻力总与物体相对运动的方向相反，可把运动过程细分，其中每一小段都是恒力做方向相反，可把运动过程细分，其中每一小段都是恒力做功，整个运动过程中所做的总功是各个阶段所做功的和，功，整个运动过程中所做的总功是各个阶段所做功的和，即力与路程的乘积。即力与路程的乘积。返回 转换研究对象法：如图转换研究对象法：如图712所示，人站在地上以所示，人站在地上以恒力拉绳，使小车向左运动，求拉力对小车所做的功。拉恒力拉绳，使小车向左运动，求拉力对小车所做的功。拉力对小车来说是个变力力对小车来说是个变力(大小不变，方向改变大小不变，方向改变)，但仔细研究，但仔细研究，发现人拉绳的力却是恒力，于是转换研究对象，用人对绳发现人拉绳的力却是恒力，于是转换研究对象，用人对绳子所做的功来求绳子对小车做的功。子所做的功来求绳子对小车做的功。图图712返回返回 (2)利用图象法求变力做功。利用图象法求变力做功。如图如图713所示，在所示，在Fl图象中，图象中，若能求出图线与若能求出图线与l轴所围的面积，则这轴所围的面积，则这个个“面积面积”即为即为F在这段位移在这段位移l上所做的功。上所做的功。类似在类似在vt图象中，图线与图象中，图线与t轴所围的轴所围的“面积面积”表示位移。表示位移。(3)利用动能定理或能量的转化与守恒求变力做功利用动能定理或能量的转化与守恒求变力做功(在在后面将要学到后面将要学到)。图图713返回 特别提醒特别提醒 (1)先求各个力做的功，再求总功时，应用的是算术运先求各个力做的功，再求总功时，应用的是算术运算法则，而不是矢量运算法则。算法则，而不是矢量运算法则。(2)求某一个力做的功时，不受其他力存在的影响。求某一个力做的功时，不受其他力存在的影响。(3)求各个力做的总功时，求各个力做的总功时，每个力对应的位移必须是相每个力对应的位移必须是相对于同一惯性参考系的位移对于同一惯性参考系的位移(一般选地面一般选地面)。返回3如图如图714所示，两个互相垂直的力所示，两个互相垂直的力F1和和F2作用在同一物体上，使物体运动，作用在同一物体上，使物体运动，物体通过一段位移时，力物体通过一段位移时，力F1对物体做功对物体做功4 J，力力F2对物体做功对物体做功3 J，则力，则力F1和和F2的合力对的合力对物体做功为物体做功为()A7 JB1 JC5 J D3.5 J解析：解析：合力的功等于各个力做功的代数和，即合力的功等于各个力做功的代数和，即4 J3 J7 J。答案：答案：A图图714返回返回 例例1如图如图715所示，质量为所示，质量为m2 kg的物体静止在水平地面上，受到与的物体静止在水平地面上，受到与水平面成水平面成37，大小，大小F10 N的拉的拉力作用，物体移动了力作用，物体移动了l2 m，物体与，物体与地面间的动摩擦因数地面间的动摩擦因数0.3，g取取10 m/s2。求：。求：(1)拉力拉力F所做的功所做的功W1；(2)摩擦力摩擦力Ff所做的功所做的功W2；(3)重力重力G所做的功所做的功W3。图图715返回思路点拨思路点拨计算某个力的功应注意以下几点：计算某个力的功应注意以下几点：(1)确定该力；确定该力；(2)确定物体的位移；确定物体的位移；(3)确定位移与力的夹角余弦。确定位移与力的夹角余弦。返回解析解析(1)对物体进行受力分析，如图所示。对物体进行受力分析，如图所示。W1Flcos 1020.8 J16 J(2)FNGFsin 20 N100.6 N14 NFfFN0.314 N4.2 NW2Fflcos 1804.22 J8.4 J(3)W3Glcos 900答案答案(1)16 J(2)8.4 J(3)0返回 借题发挥借题发挥 求某个力做的功，必须判断是恒力还是变力。若是恒求某个力做的功，必须判断是恒力还是变力。若是恒力，则只需找出位移，直接代入公式力，则只需找出位移，直接代入公式WFlcos 计算；若计算；若是变力，则要求分段考虑。是变力，则要求分段考虑。结束语当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的，所以不要放弃，坚持就是正确的。When You Do Your Best,Failure Is Great,So DonT Give Up,Stick To The End谢谢大家荣幸这一路，与你同行ItS An Honor To Walk With You All The Way演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日