高中物理人教版2019必修第二册章节复习第八章机械能守恒定律精品课件

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章节复习第八章 机械能守恒定律知识框架功和功率知识框架功1.功的定义:力和作用在力的方向上通过的位移的乘积.是描述力对空间积累效应的物理量，是过程量. 2.定义式:3.总功计算： 方法一：先求合外力，再用 求功． 方法二：先求各个力做的功，再求合外力做的功 ． 方法三：利用动能定理 4.正功与负功小试牛刀如图所示，货物放在自动扶梯的水平台阶上，随扶梯一起沿斜向上方向做匀速直线运动，下列说法正确的是( )A. 重力对货物做正功 B. 摩擦力对货物做负功C. 支持力对货物做正功 D. 合外力对货物做正功C小试牛刀物体在平行于斜面向上的拉力作用下，分别沿倾角不同斜面的底端，匀速运动到高度相同的顶端，物体与各斜面间的动摩擦因数相同，则( )A. 沿倾角较小的斜面拉， 拉力做的功较多B. 沿倾角较大的斜面拉， 克服重力做的功较多C. 无论沿哪个斜面拉，拉力做的功均相同D. 无论沿哪个斜面拉，克服摩擦力做的功相同A各种力的做功特点1.重力、弹簧弹力做功与位移有关,与路径无关.2.滑动摩擦力、空气阻力做功与路径有关.3.摩擦力做功有以下特点 ①一对静摩擦力所做功的代数和总等于零； ②一对滑动摩擦力做功过程中会发生物体间机械能的转移，做功的代数和总是负值，差值为机械能转化为内能的部分，也就是系统机械能的损失量，损失的机械能会转化为内能,内能Q=Ffx相对； ③两种摩擦力对物体都可以做正功，也可以做负功，还可以不做功．小试牛刀列关于摩擦力对物体做功的说法中，正确的是( )A. 静摩擦力只能做正功 B. 静摩擦力一定不做功C. 滑动摩擦力只能做负功 D. 滑动摩擦力既可以做正功，也可以负功D小试牛刀关于摩擦力和作用力与反作用力做功的关系，下列说法正确的是( )A. 静摩擦力总是做正功，滑动摩擦力总是做负功B. 静摩擦力和滑动摩擦力都可能对物体不做功C. 作用力与反作用力所做的功一定大小相等D. 作用力做正功时，反作用力一定做负功B小试牛刀一质量为m的木块，从半径为r的圆弧曲面上的a点滑向b点，如图所示。如果摩擦力的存在使木块的运动速率保持不变，则以下叙述正确的是（ ）A. 木块所受的合力为零B. 因为木块所受的力都不对其做功， 所以合力做的功为零C. 重力和摩擦力的合力做的功为零D. 重力和摩擦力的合力为零C功率1.功率的概念:功率是表示力做功快慢的物理量，是标量.求功率时一定要分清是求哪个力的功率，还要分清是求平均功率还是瞬时功率. 2.功率的计算 ①平均功率: （定义式） 表示时间t内的平均功率，不管是恒力做功，还是变力做功，都适用. ②瞬时功率: ，v为瞬时速度.3.额定功率与实际功率 ①额定功率:发动机正常工作时的最大功率. ②实际功率:发动机实际输出的功率，它可以小于额定功率，但不能长时间超过额定功率. 小试牛刀质量为m的汽车在平直公路上行驶，阻力Ff保持不变．当汽车的速度为v、加速度为a时，发动机的实际功率为( )A.Ffv B.MavC.(ma+Ff)v D.(ma−Ff)vC小试牛刀汽车发动机的额定功率60kw，汽车的质量5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，(取重力加速度g=10m/s2)。试求：(1)汽车保持以额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少；(2)汽车保持额定功率不变从静止起动后，当汽车的加速度为2m/s2时速度多大；(3)汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度作匀加速运动，这一过程能维持多长时间。动能1.定义：物体由于运动而具有的能量叫做动能.2.公式： ，单位：焦耳(J).3.说明：动能是描述物体运动状态的物理量，是个状态量.动能定理1.内容：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化．2.表达式： .3.物理意义：合力做的功是物体动能变化的量度．外力的总功末状态动能初状态动能应用动能定理解题的一般步骤选对象：确定研究对象和研究过程两分析：运动分析：运动性质及特点、明确初、末状态受力分析：受力分析，确定做功情况，求总功列方程：分阶段或全过程列动能定理小试牛刀如图所示，质量m=0.1kg的金属小球从距水平面高h=2.0m的光滑斜面上由静止开始释放，运动到A点时无能量损耗，水平面AB是长2.0m的粗糙平面，与半径为R=0.4m的光滑的半圆形轨道BCD相切于B点，其中半圆形轨道在竖直平面内，D为轨道的最高点，小球恰能通过最高点D，g=10m/s2，求(1)小球运动到A点时的速度大小；(2)小球从D点飞出后落点E与A的距离；(3)小球从A运动到B的过程中摩擦阻力所做的功。重力势能1.定义:地球上的物体具有跟它的高度有关的能量，叫做重力势能2.表达式： . ①重力势能是地球和物体组成的系统共有的，而不是物体单独具有的. ②重力势能的大小和零势能面的选取有关. ③重力势能是标量，但有“+”、“-”之分. 3.重力做功的特点:重力做功只决定于初、末位置间的高度差，与物体的运动路径无关. . 4.重力做功跟重力势能改变的关系:重力做功等于重力势能增量的负值.即 . 小试牛刀质量是100g的物体从1.8m的高处落下，又弹到1.25m处，则重力对物体做功和重力势能变化量各是( )A. 1.8J，0.55JB. 1.8J，−1.8JC. 0.55J，−0.55JD. 1.25J，1.25JC小试牛刀一滑雪运动员在如下图所示的场地滑行，由高坡上的M点下滑经低坡的最高点O滑到坡底端N点，经测量可知M点相对地面的高度为H，O点到地面的高度为h，重力加速度为g，则( )A. 从M到N的过程中，由于轨迹的长度未知，则不能求重力做了多少功B. 从M到N的过程中，由于运动员并不是一直向下运动，则不能求重力做了多少功C. 从M到N的过程中，运动员的重力势能减少了mg(H+h)D. 从M到N的过程中，重力对运动员做功为mgHD机械能守恒定律 1.机械能：动能和势能（重力势能、弹性势能）统称为机械能， . 2.机械能守恒定律①内容:在只有重力（和弹簧弹力）做功的情形下，物体动能和重力势能（及弹性势能）发生相互转化，但机械能的总量保持不变. ②表达式： 机械能是否守恒的判断方法1.利用做功判断：若物体或系统只有重力(或弹簧的弹力)做功，虽受其他力，但其他力不做功(或做功代数和为0)，则机械能守恒．2.利用能量转化判断：若物体或系统与外界没有能量交换，物体或系统也没有机械能与其他形式能的转化，则机械能守恒．3.利用机械能的定义判断：若物体动能、势能之和不变，则机械能守恒．系统机械能守恒的三种表示方式1.守恒角度：系统初状态机械能的总和与末状态机械能的总和相等， 即E1=E2 2.转化角度：系统减少(或增加)的重力势能等于系统增加(或减少)的动能， 即ΔEk＝－ΔEp3.转移角度：系统内A部分物体机械能的增加量等于B部分物体机械能的减少量， 即ΔEA增＝ΔEB减小试牛刀滑雪运动员沿斜坡下滑了一段距离，重力对他做的功为2000J，运动员克服阻力做功200J。则运动员 ( )A. 所受合外力对他做功1800JB. 动能增加了2200JC. 重力势能减少了1800JD. 所受支持力对他做功2200JA如图所示，在地面上以速度v0抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海平面上。若以地面为参考平面，且不计空气阻力，则下列选项正确 ( )A. 物体落到海平面时的重力势能为mghB. 重力对物体做的功为−mghC. 物体在海平面上的动能为D. 物体在海平面上的动能为小试牛刀C应用机械能守恒定律解题的一般步骤选取研究对象；进行受力分析，明确各力的做功情况，判断机械能是否守恒；选取参考平面，确定初、末状态的机械能或确定动能和势能的改变量；根据机械能守恒定律列出方程；解方程求出结果，并对结果进行必要的讨论和说明．如图所示，轻弹簧k一端与墙相连，质量m=4kg的木块沿光滑水平面以v0=5m/s的初速度向左运动。求：(1)弹簧在被压缩过程中的最大弹性势能;(2)木块压缩弹簧后速度减小到3m/s时弹簧的弹性势能。小试牛刀如图所示，质量m=70kg的运动员以10m/s的速度，从高h=10m的滑雪场A点沿斜坡自由滑下，一切阻力可忽略不计，以最低点B所在地面为零势能面。(g=10m/s2)求：(1)运动员在A点时的机械能；(2)运动员到达最低点B时的速度大小；(3)若运动员继续沿斜坡向上运动，他能到达的最大高度。小试牛刀功能关系1.当只有重力（或弹簧弹力）做功时，物体的机械能守恒. 2.重力对物体做的功等于物体重力势能的减少: . 3.合外力对物体所做的功等于物体动能的变化: （动能定理） 4.除了重力（或弹簧弹力）之外的力对物体所做的功等于物体机械能的变化: 小试牛刀质量为2kg的物体在竖直向上的拉力作用下以一定初速度竖直向上减速运动，物体的加速度大小为4m/s2，不计一切阻力， g=10m/s2，在向上运动2m过程中，下列说法中正确的是（ ）A. 合外力对物体做功24JB. 合外力对物体做功16JC. 物体机械能增加了24JD. 物体重力势能增加了4JC