高中物理粤教版 (2019)必修 第二册第四节 势能课文配套ppt课件

这是一份高中物理粤教版 (2019)必修 第二册第四节 势能课文配套ppt课件，共37页。PPT课件主要包含了构建知识网络，归纳专题小结，功和功率的计算，动能定理及其应用，答案B，功能关系，典练素养提升等内容，欢迎下载使用。

1．功的计算(1)定义法求功：恒力对物体做功大小的计算式为W＝Fl cs α，式中α为F、l二者之间的夹角．由此可知，恒力做功大小只与F、l、α这三个量有关，与物体是否还受其他力、物体的运动状态等因素无关．(2)利用功率求功：此方法主要用于在发动机功率保持恒定的条件下，求牵引力做的功．
(3)利用动能定理W合＝ΔEk计算总功或某个力的功，特别是变力的功．(4)根据“功是能量转化的量度”求解．
例1　物体在合外力作用下做直线运动的v－t图像如图所示，下列表述不正确的是(　　)A．在0～0.5 s内，合外力的瞬时功率逐渐增大B．在0～2 s内，合外力总是做负功C．在0.5～2 s内，合外力的平均功率为零D．在0～3 s内，合外力所做总功为零
解析：在0～0.5 s内，做匀加速直线运动，加速度不变，合外力不变，速度逐渐增大，可知合外力的瞬时功率逐渐增大，故A正确；在0～2 s内，动能的变化量为正值，根据动能定理知，合外力做正功，故B错误；在0.5～2 s内，因为初、末速度相等，则动能的变化量为零，根据动能定理知，合外力做功为零，则合外力做功的平均功率为零，故C正确；在0～3 s内，初、末速度均为零，则动能的变化量为零，根据动能定理知，合外力做功为零，故D正确．答案：B
1．研究对象的单一性动能定理的研究对象是单个物体(或物体系).2．参考系的唯一性动能定理的功、速度、位移均是相对于地球而言的．3．合力做功对动能变化的决定性合外力对物体做功与物体动能的变化具有密切的因果关系，合外力做的功是物体动能改变的原因，是动能变化的决定性因素．
4．与机械能守恒定律的统一性动能定理在只考虑重力或弹力做功的前提下，研究其他形式的能与动能之间的转化或物体之间动能的转移，与机械能守恒定律是统一的．
例2　如图所示，摩托车运动员从高度h＝5 m的高台上水平飞出，跨越L＝10 m的壕沟．摩托车以初速度v0从坡底冲上高台的过程历时t＝5 s，发动机的功率P＝1.8 kW.已知人和车的总质量m＝180 kg(可视为质点)，忽略一切阻力，g取10 m/s2.
(1)要使摩托车运动员从高台水平飞出刚好越过壕沟，求他离开高台时的速度大小．(2)欲使摩托车运动员能够飞越壕沟，其初速度v0至少应为多大？(3)为了保证摩托车运动员的安全，规定飞越壕沟后摩托车着地时的速度不得超过26 m/s，那么摩托车飞离高台时的最大速度vmax应为多少？
答案：(1)10 m/s　(2)10 m/s　(3)24 m/s
应用动能定理的注意事项1．明确研究对象和研究过程，找出始、末状态的速度．2．对物体进行正确的受力分析(包括重力、弹力等)，明确各力的做功大小及正、负情况．3．在计算功时，要注意有些力不是全过程都做功的，必须根据不同情况分别对待，求出总功．4．若物体运动过程中包含几个不同的物理过程，解题时，可以分段考虑，也可视为一个整体过程，根据动能定理求解．
1．机械能守恒的判断(1)对某一物体，若只有重力(或弹力)做功，其他力不做功(或其他力做功的代数和为零)，则该物体的机械能守恒．(2)对某一系统，一般利用能量转化的观点来判断机械能是否守恒．若物体间只有动能和重力势能及弹性势能相互转化，系统跟外界没有发生机械能的传递，机械能也没有转变成其他形式的能(如没有内能产生)，则系统的机械能守恒．
机械能守恒定律及其应用
2．利用机械能守恒定律解题常用的公式(1)系统的末态机械能等于初态机械能，即E2＝E1.(2)系统动能的增加(或减少)等于势能的减少(或增加)，即Ek增＝Ep减．(3)若系统由A、B两部分组成，则A增加(或减少)的机械能等于B减少(或增加)的机械能，即EA增＝EB减．
例3　如图所示，质量分别为m、2m的a、b两物块用不计质量的细绳相连接，悬挂在定滑轮的两侧，不计滑轮质量和一切摩擦．开始时a、b两物块距离地面高度相同，用手托住物块b，然后将其由静止释放，直至a、b物块间高度差为h.在此过程中，下列说法正确的是(　　)A．物块a的机械能守恒C．物块b的重力势能减少量等于它克服细绳拉力所做的功D．物块a的重力势能增加量小于其动能增加量
力学中几种常用的功能关系
例4　如图所示，一辆玩具小车静止在光滑的水平导轨上，一个小球用细绳挂在小车上，由图中位置无初速度释放，则小球在下摆的过程中，下列说法正确的是(　　)A．绳的拉力对小球不做功B．绳的拉力对小球做正功C．小球的合力不做功D．绳的拉力对小球做负功
解析：从能量转化的角度判断．在小球向下摆动的过程中，小车的动能增加，即小车的机械能增加，由于小球和小车组成的系统机械能守恒，所以小球的机械能一定减少，故绳的拉力对小球做负功．答案：D
1．如图所示，一小孩从公园中粗糙的滑梯上自由加速滑下，其能量的变化情况是(　　)A．重力势能减少，动能不变，机械能减少B．重力势能减少，动能增加，机械能减少C．重力势能减少，动能增加，机械能增加D．重力势能减少，动能增加，机械能守恒【答案】B　【解析】小孩在下滑过程中重力势能减少，由于小孩做加速运动，故动能增加．又因为小孩下滑过程中克服摩擦力做功，故机械能减少．B正确．
A．0.1 kWB．1×103 kWC．1 kWD．10 kW【答案】A　【解析】因为车速v＝5 m/s，骑车时的牵引力F＝f＝0.02×100×10 N＝20 N，所以功率P＝Fv＝20×5 W＝100 W，即0.1 kW，故A正确．
3．如图所示，悬挂的小球能在竖直平面内自由摆动，忽略空气阻力，下列说法正确的是(　　)A．小球在最低点时，速度为0B．小球在最高点时，加速度为0C．小球在摆动过程中，机械能守恒D．小球在摆动过程中，受到的重力不做功【答案】C　【解析】根据机械能守恒定律可知，小球在最低点速度最大，A错误；小球在最高点速度为零，加速度不为零，B错误；摆动的过程中只有重力做功，小球机械能守恒，C正确，D错误．
4．一小球以一定的初速度从图示位置进入光滑的轨道，小球先进入圆轨道1，再进入圆轨道2.圆轨道1的半径为R，圆轨道2的半径是轨道1的1.8倍，小球的质量为m.若小球恰好能通过轨道2的最高点B，则小球在轨道1上经过最高点A处时对轨道的压力为(　　)A．2mg　　B．3mg　　C．4mg　　D．5mg【答案】C　
5．如图所示，与水平面夹角θ＝37°的斜面和半径R＝0.4 m的光滑圆轨道相切于B点，且固定于竖直平面内．滑块从斜面上的A点由静止释放，经B点后沿圆轨道运动．通过最高点C时轨道对滑块的弹力为零．已知滑块与斜面间动摩擦因数μ＝0.25.(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8)求：(1)滑块在C点的速度大小vC.(2)滑块在B点的速度大小vB.(3)A、B两点间的高度差h.【答案】(1)2 m/s　(2)4.29 m/s　(3)1.38 m
6．如图所示，竖直平面内固定着由两个半径均为R的四分之一圆弧构成的细管道ABC，圆心连线O1O2水平．轻弹簧左端固定在竖直挡板上，右端靠着质量为m的小球(小球的直径略小于管道内径)，长为R的薄板DE置于水平面上．薄板的左端D到管道右端C的水平距离为R.开始时弹簧处于锁定状态，具有一定的弹性势能．重力加速度为g.解除锁定，小球离开弹簧后进入管道，最后从C点抛出(不计一切摩擦)，小球经C点时对轨道外侧的弹力的大小为mg.
(1)求弹簧锁定时具有的弹性势能Ep.(2)试通过计算判断小球能否落在薄板DE上．【答案】(1)3mgR　(2)小球不能落在薄板DE上【解析】(1)从解除弹簧锁定到小球运动到C点的过程，弹簧和小球组成的系统机械能守恒．设小球到达C点的速度大小为v1.根据机械能守恒定律，可得