《高二会考复习机械能》PPT课件.ppt

例1 如图所示 原来质量为m的小球用长L的细线悬挂而静止在竖直位置 在下列三种情况下 分别用水平拉力F将小球拉到细线与竖直方向成 角的位置的过程中 拉力F做的功是多少 用F缓慢地拉 F为恒力 问题 求变力做功的几种方法 分清是恒力还是变力 例2 如图2所示 某力F 10N作用于半径R 1m的转盘的边缘上 力F的大小保持不变 但方向始终保持与作用点的切线方向一致 则转动一周这个力F做的总功应为 A 0JB 20 JC 10JD 20J F的大小不变且功与路径有关 可累积 例3 如图1 定滑轮至滑块的高度为h 已知细绳的拉力为F 恒定 滑块沿水平面由A点前进S至B点 滑块在初 末位置时细绳与水平方向夹角分别为 和 求滑块由A点运动到B点过程中 绳的拉力对滑块所做的功 转化为恒力功 例4 如图3所示 AB为1 4圆弧轨道 半径为0 8m BC是水平轨道 长L 3m BC处的摩擦系数为1 15 今有质量m 1kg的物体 自A点从静止起下滑到C点刚好停止 求物体在轨道AB段所受的阻力对物体做的功 动能定理求 问题 求某力的平均功率和瞬时功率的方法例8 质量为m 0 5kg的物体从高处以水平的初速度V0 5m s抛出 在运动t 2s内重力对物体做的功是多少 这2s内重力对物体做功的平均功率是多少 2s末 重力对物体做功的瞬时功率是多少 g取 球由水平位置到竖直位置的过程中 重力的瞬时功率如何变化 机车起动的最大速度问题例 汽车发动机额定功率为60kW 汽车质量为5 0 103kg 汽车在水平路面行驶时 受到的阻力大小是车重的0 1倍 试求 汽车保持额定功率从静止出发后能达到的最大速度是多少 机车匀加速起动的最长时间问题例 汽车发动机额定功率为60kW 汽车质量为5 0 103kg 汽车在水平路面行驶时 受到的阻力大小是车重的0 1倍 试求 若汽车从静止开始 以0 5m s2的加速度匀加速运动 则这一加速度能维持多长时间 1 动能定理的表述是 合外力做的功等于物体动能的变化 这里的合外力指物体受到的所有外力的合力 包括重力 也可以表述为 外力对物体做的总功等于物体动能的变化 实际应用时 后一种表述比较好操作 不必求合力 特别是在全过程的各个阶段受力有变化的情况下 只要把各个力在各个阶段所做的功都加起来 就可以得到总功 动能定理是功能关系的具体应用之一 物体动能的变化由外力做的总功来量度 动能定理 2 应用动能定理解题的步骤是 确定研究对象和研究过程 对研究对象进行受力分析 研究对象以外的物体施于研究对象的力都要分析 包括重力 写出该过程中合外力做的功 或分别写出各个力做的功 注意功的正负 如果研究过程中物体受力情况有变化 要分别写出该力在各个阶段做的功 写出物体的初 末动能 按照动能定理列式求解 1 如图12所示 小滑块从斜面顶点A由静止滑至水平部分C点而停止 已知斜面高为h 滑块运动的整个水平距离为s 设转角B处无动能损失 斜面和水平部分与小滑块的动摩擦因数相同 求此动摩擦因数 h1 h2 重要模型 2 斜面倾角为 长为L AB段光滑 BC段粗糙 质量为m的木块从斜面顶端无初速下滑 到达C端时速度刚好为零 求物体和BC段间的动摩擦因数 3 将小球以初速度v0竖直上抛 不考虑空气阻力时小球上升的最大高度将达到H 实际上由于有空气阻力 小球上升的最大高度只有0 8H 设空气阻力大小恒定 求小球落回抛出点时的速度大小v 例4 总质量为M的列车 沿水平直线轨道匀速前进 其末节车厢质量为m 中途脱节 司机发觉时 机车已行驶L的距离 于是立即关闭油门 除去牵引力 如图13所示 设运动的阻力与质量成正比 机车的牵引力是恒定的 当列车的两部分都停止时 它们的距离是多少 1 机械能守恒定律的两种表述 在只有重力做功的情形下 物体的动能和重力势能发生相互转化 但机械能的总量保持不变 如果没有摩擦和介质阻力 物体只发生动能和重力势能的相互转化时 机械能的总量保持不变 对机械能守恒定律的理解 机械能守恒定律的研究对象一定是系统 至少包括地球在内 通常我们说 小球的机械能守恒 其实一定也就包括地球在内 因为重力势能就是小球和地球所共有的 另外小球的动能中所用的v 也是相对于地面的速度 当研究对象 除地球以外 只有一个物体时 往往根据是否 只有重力做功 来判定机械能是否守恒 当研究对象 除地球以外 由多个物体组成时 往往根据是否 没有摩擦和介质阻力 来判定机械能是否守恒 只有重力做功 不等于 只受重力作用 在该过程中 物体可以受其它力的作用 只要这些力不做功 对机械能守恒定律的理解 机械能守恒定律的研究对象一定是系统 至少包括地球在内 通常我们说 小球的机械能守恒 其实一定也就包括地球在内 因为重力势能就是小球和地球所共有的 另外小球的动能中所用的v 也是相对于地面的速度 当研究对象 除地球以外 只有一个物体时 往往根据是否 只有重力做功 来判定机械能是否守恒 当研究对象 除地球以外 由多个物体组成时 往往根据是否 没有摩擦和介质阻力 来判定机械能是否守恒 只有重力做功 不等于 只受重力作用 在该过程中 物体可以受其它力的作用 只要这些力不做功 如图 木块 用轻弹簧连接 放在光滑的水平面上 紧靠墙壁 在木块 上施加向左的水平力 使弹簧压缩 当撤去外力后 尚未离开墙壁前 弹簧和 的机械能守恒 尚未离开墙壁前 系统的动量守恒 离开墙壁后 系统动量守恒 离开墙壁后 系统机械能守恒 图34 功能关系1物体动能的增量由外力做的总功来量度 W外 Ek 这就是动能定理 2物体重力势能的增量由重力做的功来量度 WG EP 这就是势能定理 3物体机械能的增量由重力以外的其他力做的功来量度 W其 E机 W其表示除重力以外的其它力做的功 这就是机械能定理 4当W其 0时 说明只有重力做功 所以系统的机械能守恒 5一对互为作用力反作用力的摩擦力做的总功 用来量度该过程系统由于摩擦而减小的机械能 也就是系统增加的内能 Q fd d为这两个物体间相对移动的路程 例 如图15所示 AB与CD为两个对称斜面 其上部都足够长 下部分分别与一个光滑的圆弧面的两端相切 圆弧圆心角为1200 半径R 2 0m 一个物体在离弧底E高度为h 3 0m处 以初速度V0 4m s沿斜面运动 若物体与两斜面的动摩擦因数均为 0 02 则物体在两斜面上 不包括圆弧部分 一共能走多少路程 g 10m s2 问题 会用Q fS相简解物理问题两个物体相互摩擦而产生的热量Q 或说系统内能的增加量 等于物体之间滑动摩擦力f与这两个物体间相对滑动的路程的乘积 即Q fS相 利用这结论可以简便地解答高考试题中的 摩擦生热 问题 下面就举例说明这一点 例 如图14所示 在一光滑的水平面上有两块相同的木板B和C 重物A A视质点 位于B的右端 A B C的质量相等 现A和B以同一速度滑向静止的C B与C发生正碰 碰后B和C粘在一起运动 A在C上滑行 A与C有摩擦力 已知A滑到C的右端面未掉下 试问 从B C发生正碰到A刚移动到C右端期间 C所走过的距离是C板长度的多少倍