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1、名师归纳总结 精品word资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备欢迎下载第五章机械能及其守恒定律(复习)新课标要求1、运用能量的观点分析解决有关问题时,可以不涉及过程中力的作用细节;2、功和能量转化的关系不仅为解决力学问题开创了一条新的重要途径,同时它也是分析解决电磁学、热学等领域中问题的重要依据;3、高考对本章考查的热点包括功和功率、动能定理、机械能守恒定律、能的转化和守恒定律;考查的特点是敏捷性强、综合面大,才能要求高; 复习重点功和功率、功和能的关系(重力作功和重力势能的关系、动能定理)、机械能守恒定律的应用; 教学难点功和能的关系(重力作功和重力势能的
2、关系、动能定理)、机械能守恒定律的应用; 教学方法: 复习提问、讲练结合; 教学过程(一)投影全章学问脉络,构建学问体系(二)本章要点综述 功和功率:1、功:功的运算公式:做功的两个不行缺少的因素:( 1)力;( 2)在力的方向上发生的位移;功是标量、是过程量;留意:当=时, W=0;例如:线吊小球做圆周运动时,线的拉力不做功;当 第 1 页,共 6 页 - - - - - - - - -名师归纳总结 精品word资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备欢迎下载时,力对物体做负功,也说成物体克服这个力做了功(取正值)2、功率:定义:文字表述: ;公式表示: ;物
3、理意义: ;国际单位: ;其他单位: 1 千瓦 =1000 瓦特;其他运算公式:平均功率 ;瞬时功率 ;额定功率是发动机正常工作时的最大功率;实际输出功率小于或等于额定功率;重力势能和弹性势能:1、重力势能:( 1 )重力做功的特点:重力对物体做的功只跟起点和终点的位置有关,而跟物体的运动的路径无关;( 2)重力势能的定义:文字表述: ;公式表示: 性质:重力势能是标量、状态量、相对量;当物体位于所挑选的参考平面(零势面)的 上方(下方)时,重力势能为正直(负值);但重力势能的差值与参考平面的挑选无关;重力势能属于物体和地球组成的系统;( 3 )重力势能与重力做功的联系:重力做的功等于物体的重
4、力势能的减小,即 WG=mgh1 mgh2;如重力做负功,即mgh10 时,EK2 EK1 ,动能增大;当W0 时,EK2 EK1 动能减小;当W=0时 EK2 = EK1 动能不变;留意:(1)功和能是两个不同的概念,但相互之间有亲密的联系,这种联系表达于动能定理上,外力对物体做的总功等于物体动能的增量,一般来说,不是等于物体动能的本身;( 2 )外力对物体所做的总功等于物体受到的全部外力的功(包括各段的运动过程)的 第 2 页,共 6 页 - - - - - - - - -名师归纳总结 精品word资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备欢迎下载代数和;(
5、3)适用对象:适用于单个物体;机械能守恒定律:内容: ;条件: 只有重力 (或弹力) 做功, 其他力不做功; 这里的弹力指争论弹性势能的物体(如弹簧)的弹力,不是指通常的拉力、推力;不能误认为“只受重力(弹力)作用”;表达式: E2=E1;留意:( 1)争论对象是系统; ( 2)分清初、末状态;推导:应用等量转换法,依据动能定理WG=EK2 - EK1推出EK2 + EP2= EK1 + EP1重力做功与重力势能的关系WG =EP1 - EP2 (即 E1=E2)(三)本章专题剖析1、功的运算方法:( 1)W=FScos ,该方法主要适用于求恒力的功;( 2)W=Pt,该方法主要适用于求恒定功
6、率时牵引力做功;( 3)用动能定理求功,假如我们所争论的多个力中,只有一个力是变力,其余的都是恒力,而且这些恒力所做的功比较简单运算,争论对象本身的动能增量也比较简单运算时, 用动能定理就可以求出这个变力所做的功;( 4)利用功是能量转化的量度求,假如物体只受重力和弹力作用,或只有重力或弹力做功时,满意机械能守恒定律;假如求弹力这个变力做的功,可用机械能守恒定律来求解;【例题 1】如下列图,质量m 为 2 千克的物体,从光滑斜面的顶端A 点以 v0=5 m / s 的初速度滑下,在D 点与弹簧接触并将弹簧压缩到B 点时的速度为零,已知从A 到 B 的竖直高度 h=5 米,求弹簧的弹力对物体所做
7、的功;解析:由于斜面光滑,机械能守恒,但弹簧 的弹力是变力,弹力对物体做负功,弹簧的弹性 势能增加,且弹力做的功的数值与弹性势能的增 加量相等;取B 所在水平面为零参考面,弹簧原0特长 D点为弹性势能的零参考点,就状态A:EA = mgh+mv2/2 第 3 页,共 6 页 - - - - - - - - -名师归纳总结 精品word资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备欢迎下载对状态 B:EB =W 弹 +0由机械能守恒定律得:0W 弹 =( mgh+mv2/2) = 125( J);【例题 2】质量为4000kg 的汽车,由静止开头以恒定的功率前进,它经1
8、003秒的时间前进 425m,这时候它达到最大速度15m/s;假设汽车在前进中所受阻力不变,求阻力为多大;分析:汽车在运动过程中功率恒定,速度增加,所以牵引力不断减小,当减小到与阻力相等时速度达到最大值;汽车所受的阻力不变,牵引力是变力,牵引力所做的功不能用功的公式直接运算;由于汽车的功率恒定,汽车功率可用P=Fv 求,速度最大时牵引力和阻力相等,故 P=Fv m=fvm,所以汽车的牵引力做的功为W 汽车 =Pt=fvmt 依据动能定理有:mW 汽车 fs=mv2/2 ,即 fvmt fs= mvm2/2代入数值解得:f=6000N ;2、机械能守恒定律的应用应用机械能守恒定律的基本思路:应用
9、机械能守恒定律时,相互作用的物体间的力可以是变力,也可以是恒力, 只要符合守恒条件,机械能就守恒;而且机械能守恒,只涉及物体系的初、末状态的物理量,而不须分析中间过程的复杂变化,使处理问题得到简化;应用的基本思路如下;( 1)选取争论对象-物体系或物体;( 2)依据争论对象所经受的物理过程,进行受力,做功分析,判定机械能是否守恒;( 3)恰当地选取参考平面,确定争论对象在过程的初、末态时的机械能;( 4)依据机械能守恒定律列方程,进行求解;【例题 3】在距离地面20m 高处以 15m/s 的初速度水平抛出一小球,不计空气阻力,取g 10m/s2,求小球落地速度大小;引导同学摸索分析,提出问题:
10、 第 4 页,共 6 页 - - - - - - - - -名师归纳总结 精品word资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备欢迎下载( 1 )前面学习过应用运动合成与分解的方法处理平抛运动,现在能否应用机械能守恒定律解决这类问题?( 2 )小球抛出后至落地之前的运动过程中,是否满意机械能守恒的条件?如何应用机械能守恒定律解决问题?归纳同学分析的结果,明确:( 1 )小球下落过程中,只有重力对小球做功,满意机械能守恒条件,可以用机械能守恒定律求解;( 2 )应用机械能守恒定律时,应明确所选取的运动过程,明确初、末状态小球所具有的机械能;例题求解过程:取地面为参考
11、平面,抛出时小球具有的重力势能Ep1 mgh,动能为Ek 11 mv202落地时小球的重力势能为E p0 ,动能为Ek 21 mv22依据机械能守恒定律E2=E1,得mgh+1 mv2 =021 mv22落地时小球的速度大小为v=25m / s(四)课堂练习1、有三个质量都是m 的小球a、b、 c,以相同的速度v0 在空中分别竖直向上、水平和竖直向下抛出,三球落地时A. 动能不同B. 重力做功不同C.机械能相同D.重力势能变化量不同2、如图,小球自 a 点由静止自由下落,到 b 点时与弹簧接触,到 c 点时弹簧被压缩到最短,如不计弹簧质量和空气阻力,在小球由 a b c的运动过程中A. 小球和
12、弹簧总机械能守恒B. 小球的重力势能随时间匀称削减C.小球在 b 点时动能最大D. 到 c 点时小球重力势能的削减量等于弹簧弹性势能的增加量5、将一物体以速度v 从地面竖直上抛, 以地面为零势能参考面,当物体运动到某高度时,它的动能恰为重力势能的一半,不计空气阻力,就这个高度为A. v2/gB. v2/2 gC.v2/3gD. v2/4g参考答案1、C2、AD3、C 课余作业 第 5 页,共 6 页 - - - - - - - - -名师归纳总结 精品word资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备欢迎下载复习本章内容,预备章节过关测试; 第 6 页,共 6 页 - - - - - - - - -