功和能(高中物理学习)课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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、B,B.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2、,关于摩擦力做功的说法正确的是 （）,A、静摩擦力可以做正功，可以不做功，但不能做负功,B、一对静摩擦力所做的总功一定为零,C、滑动摩擦力可以做负功,可以做正功,但不能不做功,D、一对滑动摩擦力所做的总功一定不为零,A,B,S,A,S,B,A,B,V,0,F,A,F,B,B D,例2、关于摩擦力做功的说法正确的是 （）ABSA,2,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3、,关于作用力与反作用力做功的关系，下列说法正确的是 （）,、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,、作用力做正功时，反作用力也可以做正功,E、一对作用力与反作用力做功的代数和一定为零,D,N,S,S,N,B,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,（1）一对作用力和反作用力在同一段时间内，可以都做正功、或者都做负功，或者一个做正功、一个做负功，或者都不做功。,（2）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。,（3）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），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,=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，,8,2.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,=W,F1,+W,F2,+W,F3,+(负功代入负值）.,(3)明确物体在过程的始未状态的动能E,K1,和E,K2,(4)列出动能定理的方程W,F1,+W,F2,+W,F3,+.,=E,K2,-E,K1,，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：,9,5、动能定理和动量定理区别,动能定理,动量定理,公 式,I,合,=m v,2,m v,1,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，而汽车的牵引力不变，各自受的阻力不变，则在拖车停止运动前（）,A.汽车和拖车的总动量不变,B.汽车和拖车的总动能不变,C.汽车和拖车的总动量增加,D.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=EK,1、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=-EP,2、,看,重力势能角度,3、看机械能角度,只有重力对物体做功,Ep,1,+,Ek1,=,Ek2+,Ep,2,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4：,一个质量为m的物体以2g的加速度竖直,向下运动，则在此物体下降h高度的过程中，,物体的（）,A、重力势能减少了2mgh,B、动能增加了2mgh,C、机械能保持不变,D、机械能增加了mgh,BD,例4：一个质量为m的物体以2g的加速度竖直BD,14,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了h，则在此物体上升h的过程中,A、物体动能的增量为Fh,B、物体重力势能的增量为Fh,C、物体机械能的增量为Fh,D、拉力所做的功等于物体重力势能增量和动能增量之和。,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1,：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2,：机械能守恒定律的表达式？,E,k1,+,E,p1,=,E,k2,+,E,p2,即,E,1,=,E,2,E,k2,-,E,k1,=,E,p1,-,E,p2,即,E,K,=-,E,P,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1,：如图所示，质量为m的小球从离桌面H高处的A点由静止开始下落，桌面离地面的高度为h。,问,：（1）若以A点所在水平面为参考平面，求小球在A、B、C各点的机械能、动能？,（2）若以桌面所在水平面为参考平面，情况又如何？,（3）若以地面为参考平面呢？,H,h,A,C,B,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,:运用机械能守恒定律分析解决物理问,题的,基本思路,与,方法,:,(1)根据题意,选取研究对象(物体或系统),(2)明确研究对象的运动情况,分析对象在过程中的受力情况,弄清各力做功情况,判断是否符合机械能守恒的条件.,(3)恰当地选取参考平面,确定研究对象在过程的起始状态和末了状态的机械能(包括动能和重力势能).,(4)根据机械能守恒定律列方程,进行求解.,小结:运用机械能守恒定律分析解决物理问,19,3.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,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,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,.,A,h,3.应用机械能守恒定律处理“流体”问题Ah,20,A,L,B,O,L,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,合外力做功,物体动能的改变,=,W,合,=E,K,重力做功,=,重力势能的改变,W,G,=-E,P,除重力和弹簧的弹力以外的力做功,=,机械能的改变,W,它,=E,机,弹力做功,=,弹性势能的改变,W,弹,=-E,P,电场力做功,=,电势能的改变,W电=-E,P,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,力,运动,力在位移过程中的积累规律,W,总,=E,K2,-E,K1,（动能定理）,力的瞬间作用规律,（牛顿第二定律）,F,合,=ma,力在时间过程中的积累规律,F,t,=,mv,mv,1,+mv,2,=mv,1,+mv,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方法解析问题,例1,：有光滑圆弧轨道的小车的总质量为M，静止在光滑的水平地面上，轨道足够长，下端水平，有一质量为m的小球以水平初速度v,0,滚上小车，如图所示。求：,（1）小车沿圆形轨道上升的最大高度h,（2）小球又滚回来和M分离时两者的速度,M,m,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,v,0,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,27,V,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m1=0.72kg 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m2=0.2kg。自细绳静止于竖直位置开始，框架在水平恒力F=12.4N的作用下移至图中所示位置，此时细绳与竖直方向夹角为37绳长l=0.5m，不计一切摩擦，取g=10m/s2求：,（1）此过程中重力对小圆球所做的功；,v,F,O,37,vFO37,29,v,F,O,37,(2)外力F所做的功；,(3)小圆球在此位置瞬时速度的大小,vFO37(2)外力F所做的功；,30,