《拓展课 机械能守恒定律的应用》机械能守恒定律PPT优质课件
拓展点一 多个物体组成系统的机械能守恒问题
1.轻绳连接的物体系统
(1)常见情景(如图所示)。
(2)三点提醒
①分清两物体是速度大小相等，还是沿绳方向的分速度大小相等。
②用好两物体的位移大小关系或竖直方向高度变化的关系。
③对于单个物体，一般绳上的力要做功，机械能不守恒；但对于绳连接的系统，机械能则可能守恒。
2.轻杆连接的物体系统
(1)常见情景(如图所示)。
(2)三大特点
①平动时两物体线速度大小相等，转动时两物体角速度相等。
②杆对物体的作用力并不总是沿杆的方向，杆能对物体做功，单个物体机械能不守恒。
③对于杆和物体组成的系统，忽略空气阻力和各种摩擦且没有其他力对系统做功，则系统机械能守恒。
3.轻弹簧连接的物体系统
(1)题型特点
由轻弹簧连接的物体系统，一般既有重力做功，又有弹簧弹力做功，这时系统内物体的动能、重力势能和弹簧的弹性势能相互转化，而总的机械能守恒。
(2)两点提醒
①对同一弹簧，弹性势能的大小由弹簧的形变量决定，无论弹簧伸长还是压缩。
②物体运动的位移与弹簧的形变量或形变量的变化量有关。
方法总结 多物体机械能守恒问题的分析技巧
(1)对多个物体组成的系统，一般用“转化法”和“转移法”来判断其机械能是否守恒。
(2)注意寻找用绳或杆相连接的物体间的速度关系和位移关系。
(3)列机械能守恒方程时，可选用ΔEk＝－ΔEp或ΔEA增＝ΔEB减的形式。
拓展点二 牛顿第二定律、机械能守恒定律和动能定理的综合应用
机械能守恒定律和动能定理的比较
说明：机械能守恒定律的应用优势在于多个物体或有多个力做功的系统，对于一个物体的能量转化问题应用动能定理更方便。在多过程问题中，有时交替使用机械能守恒定律和动能定理。
拓展点三 能量守恒定律、功能关系的理解和应用
1.能量守恒定律
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。
2.功能关系概述
(1)不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的，做功的过程就是能量之间转化的过程。
(2)功是能量转化的量度。做了多少功，就有多少能量发生转化。
... ... ...
《知识网络建构与学科素养提升》机械能守恒定律PPT优质课件 学科素养提升 一、功和功率的计算 1.功的计算 (1)恒力功：用公式W＝Flcos 其中l表示力的作用点相对于地面位移的大小，某个..
《拓展课 动能定理的综合应用》机械能守恒定律PPT优质课件 知识拓展 拓展点一 动能定理与牛顿运动定律的比较 1.理解比较 2.应用比较 [试题案例] [例1] 如图所示，一质量为2 kg的铅球..
《拓展课 变力做功和机车的启动》机械能守恒定律PPT优质课件 知识拓展 拓展点一 变力做功的计算 W＝Flcos ，此公式中F为恒力，如果物体受到变力作用，变力做的功可按下列方法进行计算..
发布于：2020-05-03 14:24:28
0
人教版高中物理高中必修二
《知识网络建构与学科素养提升》机械能守恒定律PPT优质课件
学科素养提升
一、功和功率的计算
1.功的计算
(1)恒力功：用公式W＝Flcos α
其中l表示力的作用点相对于地面位移的大小，某个力做功与物体运动状态无关。
(2)总功的计算
①合力做的总功等于各个力做的功的代数和。
②动能定理：W总＝ΔEk＝Ek2－Ek1。
③另一种方法是先求出物体所受各力的合力，再用公式W总＝F合lcos α计算，本方法仅限于恒力作用于做功全过程的情况。
[例1] 质量为20 kg的物体，在一与水平方向成一定角度的拉力作用下沿直线运动，因拉力发生变化，物体运动的v－t图像如图所示。求：
(1)0～10 s，合外力做的功；
(2)0～20 s，合外力做的功；
(3)20～40 s，合外力做的功；
(4)前40 s，合外力做的功。
2.功率的计算方法
(1)P＝Wt：此式是功率的定义式，常用于求解某段时间内的平均功率。
(2)P＝Fv，此式一般用来计算瞬时功率，但当速度为平均速度v－ 时，功率P－ 为平均功率。
[例2] 一台起重机将静止在地面上、质量为m＝1.0×103 kg的货物匀加速竖直吊起，在2 s末货物的速度v＝4 m/s(取g＝10 m/s2，不计额外功)。求：
(1)起重机在这2 s内的平均功率；
(2)起重机在2 s末的瞬时功率。
二、动能定理的理解及应用
1.W总＝W1＋W2＋W3＋…是包含重力在内的所有力做功的代数和，若合外力为恒力，也可这样计算：W总＝F合lcos α。
2.动能定理是计算物体位移或速率的简捷途径，当题目中涉及位移时可优先考虑动能定理。
3.做功的过程是能量转化的过程，动能定理表达式中的“＝”的意义是一种因果联系的数值上相等的符号，它并不意味着“功就是动能增量”，也不意味着“功转变成了动能”，而是意味着“功引起物体动能的变化”。
动能定理公式两边每一项都是标量，因此动能定理是一个标量方程。
[例3] 如图所示，足够长的倾角为θ的粗糙斜面上，有一质量为m的滑块距挡板P为L，以初速度v0沿斜面下滑，并与挡板发生碰撞，滑块与斜面间的动摩擦因数为μ，μ＜tan θ，重力加速度为g。若滑块与挡板碰撞过程中没有机械能损失，求：
(1)滑块第一次与挡板碰撞前瞬间的速度大小；
(2)滑块第一次与挡板碰撞后上升离开挡板P的最大距离。
三、机械能守恒的应用
1.当研究对象只有一个物体时(地球自然包括在内)，往往用是否“只有重力做功”来判定物体机械能是否守恒。机械能守恒方程mgh＋12mv20＝mgh′＋12mv2。
2.当研究物体与弹簧组成的系统时，往往用是否“只有重力和弹力做功”来判定物体与弹簧组成的系统的机械能是否守恒。物体机械能与弹簧弹性势能总和保持不变。
3.当研究对象有多个物体在内时，往往用是否“没有摩擦和介质阻力”来判定机械能是否守恒。方程：系统势能的增加(减少)量等于动能的减少(增加)量，即：ΔEp增＝ΔEk减。
四、生活中的能量转化与守恒
1.机械能可与其他形式的能相互转化，在转化的过程中，能的总量是不变的。
2.某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加，且减少量和增加量一定相等。
3.某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等。
... ... ...
《拓展课 机械能守恒定律的应用》机械能守恒定律PPT优质课件 知识拓展 拓展点一 多个物体组成系统的机械能守恒问题 1.轻绳连接的物体系统 (1)常见情景(如图所示)。 (2)三点提醒 ①分..
《拓展课 动能定理的综合应用》机械能守恒定律PPT优质课件 知识拓展 拓展点一 动能定理与牛顿运动定律的比较 1.理解比较 2.应用比较 [试题案例] [例1] 如图所示，一质量为2 kg的铅球..
《拓展课 变力做功和机车的启动》机械能守恒定律PPT优质课件 知识拓展 拓展点一 变力做功的计算 W＝Flcos ，此公式中F为恒力，如果物体受到变力作用，变力做的功可按下列方法进行计算..
发布于：2020-05-03 14:24:28
0
人教版高中物理高中必修二
《机械能守恒定律》PPT优质课件
第一部分内容：核心素养目标
知道能量守恒是自然界的重要规律，知道什么是机械能，理解机械能守恒定律的内容及条件。
领悟从守恒的角度分析问题的方法，会根据机械能守恒的条件判断机械能是否守恒，并能运用机械能守恒定律解决有关问题。
科学态度与责任
认识机械能守恒定律对日常生活的影响，体会守恒思想对物理学的推动作用。
... ... ...
机械能守恒定律PPT，第二部分内容：课前学习
知识点一 追寻守恒量
知识点二 动能与势能的相互转化
[观图助学]
在上面三种情景中儿童、撑竿跳运动员、跳水运动员各有怎样的能量转化？
1.重力势能与动能：只有重力做功时，若重力对物体做正功，则物体的重力势能_________，动能_______，_____________转化成了动能；若重力做负功，则_______转化为_____________。
2.弹性势能与动能：只有弹簧弹力做功时，若弹力做正功，则弹簧弹性势能_______，物体的动能_______，_____________转化为动能。
3.机械能
(1)定义：______________、弹性势能和_______都是机械运动中的能量形式，统称为机械能。
(2)机械能的改变：通过_______或弹力做功，机械能可以从一种形式转化为另一种形式。
[思考判断]
(1)通过重力做功，动能和重力势能可以相互转化。( )
(2)通过弹力做功，动能和弹性势能可以相互转化。( )
(3)物体的机械能一定是正值。( )
(4)通过重力或弹力做功，机械能可以转化为其他能。( )
知识点三 机械能守恒定律
1.机械能守恒定律
在只有_______或_______做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能______________。
2.表达式：Ek2＋Ep2＝Ek1＋Ep1。
3.机械能守恒条件：只有_______或弹力做功。
[思考判断]
(1)做匀速直线运动的物体机械能一定守恒。( )
(2)做变速运动的物体机械能可能守恒。( )
(3)外力对物体做功为零时，机械能一定守恒。( )
(4)机械能守恒时，物体可能受阻力。( )
(5)物体所受的外力不等于零，其机械能肯定不守恒。( )
(6)物体的速度增大时，其机械能可能减小。( )
... ... ...
机械能守恒定律PPT，第三部分内容：核心探究
核心要点一 机械能守恒条件的理解与判断
1.研究对象
(1)当只有重力做功时，可取一个物体(其实是物体与地球构成的系统)作为研究对象。
(2)当物体之间的弹力做功时，必须将这几个物体构成的系统作为研究对象(使这些弹力成为系统内力)。
2.守恒条件理解
(1)从能量转化分析，系统内部只发生动能和势能的相互转化，无其他形式能量(如内能)之间转化，系统机械能守恒。
(2)从做功条件分析，机械能守恒的条件是
可从以下三种情形理解：
①只受重力作用：如在不考虑空气阻力的情况下的各种抛体运动(自由落体、竖直上抛、平抛、斜抛等)。
②受其他力，但其他力不做功，只有重力或弹力做功，例如：物体沿光滑的曲面下滑，受重力、曲面的支持力的作用，但曲面的支持力对物体不做功。
③有系统的内力做功，但是做功代数和为零。
[试题案例]
[例1] (多选)如图所示，下列几种情况，系统的机械能守恒的是( )
A.图甲中一颗弹丸在光滑的碗内做复杂的曲线运动
B.图乙中运动员在蹦床上越跳越高
C.图丙中小车上放一木块，小车的左侧由弹簧与墙壁相连。小车在左右运动时，木块相对于小车无滑动(车轮与地面摩擦不计)
D.图丙中如果小车运动时，木块相对于小车滑动
方法总结 判断机械能守恒的方法
(1)做功分析法(常用于单个物体)
(2)能量分析法(常用于多个物体组成的系统)
[针对训练2] (多选)如图所示，一斜面放在光滑的水平面上，一个小物体从斜面顶端无摩擦地自由滑下，则在下滑的过程中( )
A.斜面对小物体的弹力做的功为零
B.小物体的重力势能完全转化为小物体的动能
C.小物体的机械能不守恒
D.小物体、斜面和地球组成的系统机械能守恒
核心要点二 机械能守恒定律的应用
[问题探究]
如图，质量为m的小球从光滑曲面上滑下。当它到达高度为h1的位置A时，速度的大小为v1，滑到高度为h2的位置B时，速度的大小为v2。在由高度h1滑到高度h2的过程中(不计空气阻力)：
(1)小球的重力势能减少了多少？
(2)小球的动能增加了多少？
(3)小球下滑过程中机械能守恒吗？若守恒，列出表达式。
(4)小球重力势能减少量等于动能的增加量吗？
核心要点三 非质点类物体的机械能守恒问题
1.在应用机械能守恒定律处理实际问题时，经常遇到像“链条”“液柱”类的物体，其在运动过程中将发生形变，其重心位置相对物体也发生变化，因此这类物体不能再看成质点来处理。
2.物体虽然不能看成质点来处理，但因只有重力做功，物体整体机械能守恒。一般情况下，可将物体分段处理，确定质量分布均匀的规则物体各部分的重心位置，根据初、末状态物体重力势能的变化列式求解。
... ... ...
《知识网络建构与学科素养提升》机械能守恒定律PPT优质课件 学科素养提升 一、功和功率的计算 1.功的计算 (1)恒力功：用公式W＝Flcos 其中l表示力的作用点相对于地面位移的大小，某个..
《拓展课 机械能守恒定律的应用》机械能守恒定律PPT优质课件 知识拓展 拓展点一 多个物体组成系统的机械能守恒问题 1.轻绳连接的物体系统 (1)常见情景(如图所示)。 (2)三点提醒 ①分..
《拓展课 动能定理的综合应用》机械能守恒定律PPT优质课件 知识拓展 拓展点一 动能定理与牛顿运动定律的比较 1.理解比较 2.应用比较 [试题案例] [例1] 如图所示，一质量为2 kg的铅球..
发布于：2020-05-03 14:24:27
0
人教版高中物理高中必修二
《实验：验证机械能守恒定律》机械能守恒定律PPT优质课件
第一部分内容：核心素养目标
能制订验证机械能守恒定律的实验方案，确定需要测量的物理量，学会正确使用实验器材获取数据，对数据进行分析后得出结论，与同学讨论并分析误差及产生的原因，并能用物理语言准确描述实验结论。
科学态度与责任
通过实验验证，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观。
... ... ...
验证机械能守恒定律PPT，第二部分内容：课前学习
知识点一 实验思路
1.自由下落的物体只受到_______作用，满足机械能守恒的条件。
2.物体沿光滑斜面下滑时，虽然受到重力和斜面的___________，但__________与物体位移方向垂直(如图)，对物体不做功，这种情况也满足机械能守恒的条件。
3.用细线悬挂的小球摆动时，细线的拉力与小球的运动方向_______，对物体不做功。如果忽略空气阻力，这个过程中只有重力做功，也满足机械能守恒的条件。
在只有重力做功的物体系统内，动能与重力势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
ΔEp减＝ΔEk增
知识点二 物理量的测量
1.安装置：按图所示将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路。
2.打纸带：(1)将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方。
(2)先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落。
(3)关闭电源，取下纸带。更换纸带重复做3～5次实验。
3.选纸带
(1)点迹清晰。实验时必须保持提起的纸带竖直，手不动，待接通电源，让打点计时器工作稳定后再松开纸带，以保证第1个点是一个清晰的点。
(2)所打的点呈一直线。
4.测长度：用毫米刻度尺测出所选定的各计时点到基准点的距离。
铁架台(带铁夹)、打点计时器、重物(带夹子)、纸带(数条)、复写纸、导线、毫米刻度尺、低压交流电源。
(1)减小各种阻力的措施
①安装时使打点计时器的限位孔与纸带处于同一竖直平面内。
②应选用质量和密度较大的重物。
(2)因重物下落过程中要克服阻力做功，实验中动能增加量必定稍小于重力势能减少量，否则实验数据不准确。
... ... ...
验证机械能守恒定律PPT，第三部分内容：核心探究
核心要点一 实验原理与操作
[例1] 如图为验证“机械能守恒定律”的实验装置示意图。现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平。回答下列问题：
(1)为完成此实验，除了所给的器材外，还需要的器材有________。(填入正确选项前的字母)
A.毫米刻度尺
C.0～12 V的直流电源
D.4～6 V的交流电源
(2)下面列举了该实验的几个操作步骤：
A.按照图示的装置安装器材
B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上
C.先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带，再更换纸带重复多次
D.测量纸带上某些点间的距离
E.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能
[针对训练1] (1)在利用重锤做自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，有关重锤的质量，下列说法正确的是( )
A.应选用质量较大的重锤，使重锤和纸带所受的重力远大于它们所受的阻力
B.应选用质量较小的重锤，使重锤的惯性小一些，下落时更接近于自由落体运动
C.不需要称量重锤的质量
D.必须称量重锤的质量
(2)在该实验中，选定了一条较为理想的纸带，如图所示，“0”为起始点，以后纸带上所打的各点依次记为1、2、3…，测得的x1、x2、x3…是重锤从开始运动到各时刻的位移。已知打点计时器的打点周期为T，重锤质量为m，重力加速度为g，则当打点计时器打点“4”时，重锤动能的表达式为________；从“0”点到“4”点的过程中重锤重力势能的减少量表达式为______________。
核心要点二 实验数据的处理
[例2] 在“验证机械能守恒定律”的实验中，现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、重锤(带夹子)、天平、毫米刻度尺、50 Hz交流电源。回答下列问题：
(1)用打点计时器打出一条纸带，前后要连续进行一系列的操作，下列各步骤的先后顺序合理的是________。
A.释放纸带 B.接通电源
C.取下纸带 D.切断电源
(2)如图所示，释放纸带前的瞬间，重锤和手的位置合理的是________(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)。
(3)某同学用正确的方法获得了一条纸带，并以起点为计数点O，后隔一段距离，取连续点为计数点A、B、C、D、E、F，如图所示。已知重锤的质量为0.5 kg，则电磁打点计时器打下E点时，重锤减少的重力势能ΔEp＝________ J，重锤增加的动能ΔEk＝________ J(取重力加速度g＝9.8 m/s2，计算结果保留2位有效数字)，重锤增加的动能ΔEk与减少的重力势能ΔEp的大小关系为ΔEk________ΔEp(选填“大于”“小于”或“等于”)。
[针对训练2] 利用如图甲所示装置验证机械能守恒定律：质量m＝0.20 kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点。如图乙所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出)。已知打点计时器每隔0.02 s打一次点，当地的重力加速度g＝10 m/s2。(计算结果均取3位有效数字)
(1)下列实验操作步骤中错误的是( )
A.把打点计时器固定在铁架台上，用导线连接到低压交流电源上
B.将连有重物的纸带穿过限位孔，将纸带和重物提升到一定高度
C.先释放纸带，再接通电源
D.更换纸带，重复实验，根据记录处理数据
(2)根据图乙所得的数据，应取图中O点和________点来验证机械能守恒定律，那么打下该点时重物的瞬时速度大小为________ m/s。
(3)从O点到所取点，重物重力势能减少量ΔEp＝________ J，动能增加量ΔEp________ J，从而验证了在误差允许范围内机械能守恒。
... ... ...
《知识网络建构与学科素养提升》机械能守恒定律PPT优质课件 学科素养提升 一、功和功率的计算 1.功的计算 (1)恒力功：用公式W＝Flcos 其中l表示力的作用点相对于地面位移的大小，某个..
《拓展课 机械能守恒定律的应用》机械能守恒定律PPT优质课件 知识拓展 拓展点一 多个物体组成系统的机械能守恒问题 1.轻绳连接的物体系统 (1)常见情景(如图所示)。 (2)三点提醒 ①分..
《拓展课 动能定理的综合应用》机械能守恒定律PPT优质课件 知识拓展 拓展点一 动能定理与牛顿运动定律的比较 1.理解比较 2.应用比较 [试题案例] [例1] 如图所示，一质量为2 kg的铅球..
发布于：2020-05-03 14:24:27
0
人教版高中物理高中必修二
《拓展课 变力做功和机车的启动》机械能守恒定律PPT优质课件
拓展点一 变力做功的计算
W＝Flcos α，此公式中F为恒力，如果物体受到变力作用，变力做的功可按下列方法进行计算：
1.化变力为恒力
(1)分段法：力在全程是变力，但在每一个阶段是恒力，这样就可以先计算每个阶段的功，再利用求和的方法计算整个过程中变力做的功。
(2)平均值法：当力的方向不变，大小随位移按线性规律变化时，即F是位移l的线性函数，则平均力F－＝F1＋F22，由W＝F－lcos α求功。
(3)微元法：当力的大小不变，力的方向时刻与速度同向(或反向)时，把物体的运动过程分为很多小段，这样每一小段可以看成直线，先求力在每一小段上的功，再求和即可。例如，滑动摩擦力、空气阻力总与物体相对运动的方向相反，可把运动过程细分，其中每一小段都是恒力做功，整个运动过程中所做的总功是各个阶段所做功的和，即力与路程的乘积。
例如：质量为m的木块在水平面内做圆周运动，运动一周克服摩擦力做功WFf＝Ff·Δx1＋Ff·Δx2＋Ff·Δx3＋…＝Ff(Δx1＋Δx2＋Δx3＋…)＝Ff·2πR。
2.图像法
(1)若作用在物体上的力只是大小变化，而方向始终与位移在同一直线上，外力做功就不能用矩形表示。不过可以将位移划分为等距的小段，当每一小段足够小时，力的变化很小，就可以认为是恒定的，该段内所做功的大小即为此小段对应的小矩形的面积，整个过程外力做功的大小就等于所有小矩形面积之和，如图甲所示。
(2)如图乙所示，l轴上方的“面积”表示力对物体做正功的多少，用正数表示，l轴下方的“面积”表示力对物体做负功的多少，用负数表示。总功为上、下两“面积”的代数和。
[试题案例]
[例1] 如图所示，摆球质量为m，悬线的长为l，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球运动过程中空气阻力Ff的大小不变，求摆球从A运动到竖直位置B时，重力mg、绳的拉力FT、空气阻力Ff各做了多少功？
[例2] 一物体所受的力F随位移l变化的图像如图所示，在这一过程中，力F对物体做的功为( )
A.3 J B.6 J C.7 J D.8 J
[针对训练1] 如图所示，是一个物体受到的力F与位移l的关系图像，由图像求力F在6 m内对物体所做的功。
解析 F－l图线与横轴所围图形的“面积”表示F做的功。
0～2 m：W1＝20 J。
2～5 m：W2＝－60 J。
5～6 m：W3＝20 J。
故整个过程
W＝W1＋W2＋W3＝－20 J。
答案 －20 J
拓展点二 机车的两种启动方式
1.机车以恒定功率启动
这一启动过程的v－t关系图像如图所示：
2.机车以恒定加速度启动
这一启动过程的v－t关系图像如图所示：
... ... ...
《知识网络建构与学科素养提升》机械能守恒定律PPT优质课件 学科素养提升 一、功和功率的计算 1.功的计算 (1)恒力功：用公式W＝Flcos 其中l表示力的作用点相对于地面位移的大小，某个..
《拓展课 机械能守恒定律的应用》机械能守恒定律PPT优质课件 知识拓展 拓展点一 多个物体组成系统的机械能守恒问题 1.轻绳连接的物体系统 (1)常见情景(如图所示)。 (2)三点提醒 ①分..
《拓展课 动能定理的综合应用》机械能守恒定律PPT优质课件 知识拓展 拓展点一 动能定理与牛顿运动定律的比较 1.理解比较 2.应用比较 [试题案例] [例1] 如图所示，一质量为2 kg的铅球..
发布于：2020-05-03 14:24:27
0
人教版高中物理高中必修二
《拓展课 动能定理的综合应用》机械能守恒定律PPT优质课件
拓展点一 动能定理与牛顿运动定律的比较
1.理解比较
2.应用比较
[试题案例]
[例1] 如图所示，一质量为2 kg的铅球从离地面2 m高处自由下落，陷入沙坑2 cm深处，求沙子对铅球的平均阻力大小。(g取10 m/s2)
解析 法一 应用牛顿第二定律与运动学公式求解。
设铅球做自由落体运动到沙面时的速度为v，则有v2＝2gH。
在沙坑中的运动阶段，设铅球做匀减速运动的加速度大小为a，则有v2＝2ah。
法二 应用动能定理分段求解。
法三 应用动能定理全程求解。
铅球下落全过程都受重力，只有进入沙中铅球才受阻力Ff，重力做功WG＝mg(H＋h)，阻力做功Wf＝－Ffh。由动能定理得mg(H＋h)－Ffh＝0－0，代入数据得Ff＝2 020 N。
答案 2 020 N
[针对训练1] 如图是冰上体育比赛“冰壶运动”的场地示意图(冰面水平)。在某次训练中，甲队员将质量m＝20 kg的一个冰壶从左侧的A处向右推出，冰壶沿中心线运动到与A点相距为x＝30 m的营垒中心O处恰好停下。此后，乙队员将完全相同的第二个冰壶同样在A处向右推出，冰壶从A处运动到O处经过的时间为t＝10 s。已知两个冰壶与冰面间的动摩擦因数都为μ＝0.02，冰壶都可视为质点，取g＝10 m/s2。求：
(1)第一个冰壶被推出时的动能；
(2)第二个冰壶即将碰到第一个冰壶时的速度大小。
拓展点二 动能定理与图像的结合
分析动能定理和图像结合的问题时一定要弄清图像的物理意义，要特别注意图像的形状、交点、截距、斜率、面积等信息，并结合运动图像构建相应的物理模型，选择合理的规律求解有关问题。
方法总结 “三步法”分析动能定理结合图像问题
[针对训练2] (多选)在平直公路上，汽车由静止开始做匀加速运动，当速度达到vm后立即关闭发动机直到停止，v－t图像如图所示。设汽车的牵引力为F，摩擦力为Ff，全过程中牵引力做功W1，克服摩擦力做功W2，则( )
A.F∶Ff＝1∶3 B.F∶Ff＝4∶1
C.W1∶W2＝1∶1D.W1∶W2＝1∶3
拓展点三 利用动能定理处理曲线运动的多过程问题
1.平抛运动、圆周运动属于曲线运动，若只涉及位移和速度而不涉及时间，应优先考虑用动能定理列式求解。
2.用动能定理解题，关键是对研究对象进行准确的受力分析及运动过程分析，并画出物体运动过程的草图，让草图帮助我们理解物理过程和各量关系。
3.若物体的运动过程包含多个运动阶段，可分段应用动能定理，也可全程运用动能定理。若不涉及中间量，全程应用动能定理更简单、更方便。若涉及多个力做功，应注意力与位移的对应性。
... ... ...
《知识网络建构与学科素养提升》机械能守恒定律PPT优质课件 学科素养提升 一、功和功率的计算 1.功的计算 (1)恒力功：用公式W＝Flcos 其中l表示力的作用点相对于地面位移的大小，某个..
《拓展课 机械能守恒定律的应用》机械能守恒定律PPT优质课件 知识拓展 拓展点一 多个物体组成系统的机械能守恒问题 1.轻绳连接的物体系统 (1)常见情景(如图所示)。 (2)三点提醒 ①分..
《拓展课 变力做功和机车的启动》机械能守恒定律PPT优质课件 知识拓展 拓展点一 变力做功的计算 W＝Flcos ，此公式中F为恒力，如果物体受到变力作用，变力做的功可按下列方法进行计算..
发布于：2020-05-03 14:24:27
0
人教版高中物理高中必修二
《功与功率》机械能守恒定律PPT优质课件
第一部分内容：核心素养目标
理解功和功率，明确正功和负功的含义，能正确区分平均功率和瞬时功率。
会应用公式W＝Flcos α、P＝、P＝Fv进行有关计算，分析计算总功的方法，体会由平均功率到瞬时功率的极限思想。
科学态度与责任
通过功、功率概念的建立过程，认识到物理学对能量的研究是一个探究的过程，体会引入功的物理意义及守恒思想在物理研究中的作用。
... ... ...
功与功率PPT，第二部分内容：课前学习
知识点一 功
1.做功的两个因素
仔细观察上面四种情景，人是否对物体做功？
2.公式W＝Flcos α
力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积。
3.单位：国际单位制中，功的单位是_______，符号是_____。
1 J＝1 N×1 m＝1 N·m。
初中学过的知识
(1)力学里所说的功包括两个要素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。
(2)力不做功的三种情况
知识点二 正功和负功
1.正功和负功
2.总功的计算方法
当一个物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的总功，是各个力分别对物体所做功的________。即W＝____________________。
[思考判断]
(1)凡是发生了位移的物体，一定有力对物体做功。( )
(2)力是矢量，位移是矢量，所以功也是矢量。( )
(3)功有正、负之分，若某个力对物体做负功，表明这个力对该物体的运动起阻碍作用。( )
(4)若某一个力对物体不做功，说明该物体一定没有位移。( )
(5)力F1做功10 J，F2做功－15 J，力F1比F2做功少。( )
知识点三 功 率
[观图助学]
人和收割机可以做相同的功，但做功快慢一样吗？
(1)定义：在物理学中，做功的________用功率表示。如果从开始计时到时刻t这段时间内，力做的功为W，则功W与完成这些功所用时间t之比叫作功率。
(2)公式：P＝_____ (P表示功率)。
(3)单位：在国际单位制中，功率的单位是__________，简称瓦，符号是_____。1 W＝_____ J/s。技术上常用千瓦(kW)作功率的单位，1 kW＝________ W。
2.功率与速度
(1)一个沿着物体位移方向的力对物体做功的功率，等于这个力与物体速度的乘积，即P＝_____。
(2)若v是平均速度，P＝Fv表示平均功率；若v是瞬时速度，P＝Fv表示瞬时功率。
(3)应用：由功率与速度关系式知，汽车、火车等交通工具和各种起重机械，当发动机的功率P一定时，牵引力F与速度v成________，要增大牵引力，就要________速度。
[思考判断]
(1)一个力对物体做功的功率，不一定等于这个力与受力物体运动速度的乘积。( )
(2)汽车的功率一定，汽车的速度越大，牵引力就越大。( )
(3)汽车在高速公路上行驶，功率的大小与速度的大小无关。( )
(4)汽车的速度越大，牵引力的功率也越大。( )
... ... ...
功与功率PPT，第三部分内容：核心探究
核心要点一 对功的理解与正、负功的判断
[问题探究]
如图所示，拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法。如果某受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100 m，在此过程中
(1)轮胎受几个力的作用？
(2)轮胎所受力是否对轮胎做功？如果做功，做正功还是负功？
[探究归纳]
1.做功有两个条件：力和物体在力的方向上发生的位移，两个条件对于功而言，缺一不可。
2.力做正功还是负功的判断方法
(1)看力F与位移l的夹角α：α＜90°，力做正功，α＞90°，力做负功。
(2)看力F与速度v的夹角α：α＜90°，力做正功，α＞90°，力做负功。
(3)看速率增大还是减小，若在力作用下速率增大，此力做正功，反之做负功。
3.功的正负的意义
[试题案例]
[例1] (多选)如图所示，某商场的电动扶梯坡面与水平面成θ角，质量为m的人站在电梯上，并始终随电梯一起从静止开始匀加速上升，达到规定的速度后匀速上升，最后匀减速上升直到停止。若用G表示人受到的重力，用FN表示人受到的支持力，用Ff表示人受到的摩擦力，则下列说法中正确的是( )
A.上升过程中，Ff一直做负功
B.上升过程中，G一直做负功
C.上升过程中，FN一直做正功
D.上升过程中，Ff一直做正功
[针对训练1] 滑板运动是青少年喜爱的一项运动，一块滑板由板面、滑板支架和四个轮子等部分组成。一位练习者踩着滑板在水平地面上向右减速滑行，若练习者的脚受到的摩擦力为Ff1，脚对滑板的摩擦力为Ff2，下列说法正确的是( )
A.Ff1做正功，Ff2做负功
B.Ff1做负功，Ff2做正功
C.Ff1、Ff2均做正功
D.因为是静摩擦力，Ff1、Ff2都不做功
核心要点二 功的计算
[问题探究]
如图所示，质量为70 kg的滑雪运动员沿倾角为30°的斜坡滑下，已知斜坡表面与滑雪运动员的滑雪板之间的动摩擦因数为0.05，g＝10 m/s2。试求运动员在下滑5 m的过程中，作用在运动员身上的重力、支持力和摩擦力所做的功，以及合力所做的功，填入下表。并总结合力的功与各分力的功之间有怎样的数量关系？
[探究归纳]
1.单个恒力做功：直接用公式W＝Flcos α计算。
2.合力做功
计算合力做功的两种基本思路
(1)先确定物体所受的合外力，再根据公式W合＝F合lcos α求解合外力做的功。该方法适用于物体的合外力不变的情况，常见的是发生位移l过程中，物体所受的各力均没有发生变化。求解流程图为：
(2)先根据W＝Flcos α，求出每个分力做的功W1 、W2、…、Wn，再根据W合＝W1＋W2＋…＋Wn，求解合力的功，即合力做的功等于各个分力做功的代数和。该方法的适用范围更广。求解流程图为：
核心要点四 生活中的功率问题
1.功率的估算问题
估算是根据日常生活和生产中的一些物理数据对所求物理量的数值和数量级大致推算的一种近似方法。物理题的估算，文句简洁，条件隐蔽，试题对结果不要求精确，只要求合理。
(1)试题特点
①由于估算题大多来源于生活、联系实际，因此要把课堂上学到的物理知识应用于生活实际，同时注意从生活中学习物理，把理论与实践结合起来。
②估算问题中往往提供的已知量很少，或有时什么量都不提供，解题时就要求我们灵活地运用一些物理常量，有时甚至需要根据经验来适当拟定一些物理量数值。
③在讨论估算题时，不要求精确严密的求解，但推算方法必须简易合理，使估算值有较高的可信度。
(2)处理方法
①认真审题，从字里行间发掘题目的隐含条件，捕捉与物理现象、物理过程相关的物理概念和规律。
②揭示题设条件与所求物理量进行估算的依据。
③将实际问题转化为熟知的物理模型，然后利用相应的物理规律进行解答。
[例5] 如图所示，某一高中男同学在做引体向上运动，从双臂伸直到肩部与单杠同高度算1次，若他在1分钟内完成了10次，每次肩部上升的距离均为0.4 m，则他在1分钟内克服重力所做的功及相应的功率约为( )
A.240 J，4 W B.2 400 J，2 400 W
C.2 400 J，40 W D.4 800 J，80 W
... ... ...
《知识网络建构与学科素养提升》机械能守恒定律PPT优质课件 学科素养提升 一、功和功率的计算 1.功的计算 (1)恒力功：用公式W＝Flcos 其中l表示力的作用点相对于地面位移的大小，某个..
《拓展课 机械能守恒定律的应用》机械能守恒定律PPT优质课件 知识拓展 拓展点一 多个物体组成系统的机械能守恒问题 1.轻绳连接的物体系统 (1)常见情景(如图所示)。 (2)三点提醒 ①分..
《拓展课 动能定理的综合应用》机械能守恒定律PPT优质课件 知识拓展 拓展点一 动能定理与牛顿运动定律的比较 1.理解比较 2.应用比较 [试题案例] [例1] 如图所示，一质量为2 kg的铅球..
发布于：2020-05-03 14:24:26
0
人教版高中物理高中必修二
《重力势能》机械能守恒定律PPT优质课件
第一部分内容：核心素养目标
理解重力势能的概念，知道重力做功与重力势能变化的关系、重力势能的相对性，定性了解弹性势能。
经历重力势能概念的建立过程，了解“势”的含义，理解重力势能的定义及表达式，会用表达式进行计算。
科学态度与责任
了解实际生活中的重力做功现象，通过对比形成严肃认真的科学态度。
... ... ...
重力势能PPT，第二部分内容：课前学习
知识点一 重力做的功
设想你要从某座高楼的第17层下到第8层，你可以乘电梯下，也可以沿楼梯走下。两种方式下楼，重力对你做的功是否相等？
1.做功表达式：WG＝mgh＝mgh1－mgh2，式中h指初位置与末位置的_________；h1、h2分别指__________、___________的高度。
2.做功的特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的_______和_______的位置有关，而跟物体运动的_______无关。
3.做功的正负：物体下降时重力做_____功；物体被举高时重力做_____功。
[思考判断]
(1)物体只要运动，其重力一定做功。( )
(2)物体向高处运动时，重力一定做负功。( )
(3)质量越大，重力做功越多。( )
(4)物体的高度只要发生变化，其重力一定做功。()
(5)重力做功多少取决于物体的重力和它通过的路程。( )
知识点二 重力势能
1.定义：我们把________叫作物体的重力势能，常用Ep表示。
2.表达式：Ep＝________。
3.单位：在国际单位制中是_________，符号为____。1 J＝1 kg·m·s－2·m＝1 N·m。
4.重力做功与重力势能变化的关系
(1)表达式：WG＝___________＝－ΔEp。
(2)两种情况
①当物体从高处运动到低处时，重力做_________，重力势能_________，即WG＞0，Ep1＞Ep2。
②当物体由低处运动到高处时，重力做______，重力势能______，即WG＜0，Ep1＜Ep2。
重力做负功也可以说成物体__________________。
知识点三 重力势能的相对性
1.参考平面：物体的重力势能总是相对于某一__________来说的，这个__________叫作参考平面。在参考平面上，物体的重力势能取为_______。
2.重力势能的相对性
选择不同的参考平面，物体重力势能的数值是________的。
对选定的参考平面，上方物体的重力势能是______值，下方物体的重力势能是_____值，负号表示物体在这个位置具有的重力势能要比在参考平面上具有的重力势能_______。
[思考判断]
(1)物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定。( )
(2)物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大。( )
(3)一个物体的重力势能从－5 J变化到－3 J，重力势能增加了。( )
(4)在地面上的物体具有的重力势能一定等于零。( )
(5)只要重力做功，重力势能一定变化。( )
(6)物体做匀速直线运动时，重力势能一定不变。( )
参考平面的选择是任意的，选取原则是为了研究问题方便；研究地面上的物体一般取地面为参考平面。
对一个确定的过程，重力做的功WG和重力势能变化ΔEp与参考平面的选择无关。
知识点四 弹性势能
[观图助学]
撑竿跳高运动员可以借助手中弯曲的竿跳得很高，拉开的弓可以把箭射出，压缩的弹簧可以把小球弹出很远……这些现象说明什么？它们存在哪些共同的地方？
1.定义：发生____________的物体的各部分之间，由于有________的相互作用，也具有________，这种势能叫作弹性势能。
2.弹簧的弹性势能：弹簧的长度为原长时，弹性势能为0。弹簧被________或被________时，就具有了弹性势能。
3.弹性势能的产生及影响因素
[思考判断]
(1)弹性势能与弹簧的弹性形变量和劲度系数有关。( )
(2)不同弹簧发生相同的形变量时弹力做功相同。( )
(3)弹簧被压缩时，弹性势能为负；弹簧被拉伸时，弹性势能为正。( )
(4)弹力做正功，弹性势能就增大；弹力做负功，弹性势能就减小。( )
... ... ...
重力势能PPT，第三部分内容：核心探究
核心要点一 对重力做功的理解
[问题探究]
质量相同的三个小球A、B、C，从同一高度下落，A做自由落体运动，B沿光滑曲面下滑，C沿粗糙斜面下滑，最终都落到地面上。
(1)分析小球在下落过程中的受力情况；
(2)下落过程中重力对三球做的功相同吗？
(3)在推导重力做功的公式时，利用了哪种物理思想？
答案 (1)A球只受重力作用，B球受重力和曲面的支持力作用，C球受重力、支持力、摩擦力三个力的作用。
(2)重力做功相同。
(3)分割与求和的极限思想。
[探究归纳]
1.重力做功大小只与重力和物体高度变化有关，与受其他力及运动状态均无关。
2.物体下降时重力做正功，物体上升时重力做负功。
3.物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关。
[试题案例]
[例1] 如图所示，A点距地面高为h，B点在地面上，一物体沿两条不同的路径ACB和ADB由A点运动到B点，则( )
A.沿路径ACB重力做的功多一些
B.沿路径ADB重力做的功多一些
C.沿路径ACB和路径ADB重力做的功一样多
D.无法判断沿哪条路径重力做的功多一些
[针对训练1] 沿着高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面将同一物体分别从底端拉到顶端，下列说法正确的是( )
A.沿坡度小的斜面运动时物体克服重力做功多
B.沿坡度大、粗糙程度大的斜面运动时物体克服重力做功多
C.沿坡度小、粗糙程度大的斜面运动时物体克服重力做功多
D.不管沿怎样的斜面运动，物体克服重力做功相同，物体增加的重力势能也相同
核心要点二 重力势能的理解及计算
[问题探究]
1.如图所示，打夯时，夯锤被高高举起，然后砸向地面，设夯锤质量为m，重力加速度大小为g。
(1)选择地面为参考平面，夯锤在地面上的重力势能是多少？夯锤从地面被举高h后重力势能是多少？
(2)选择离地面高度h处为参考平面，夯锤在地面上的重力势能是多少？夯锤在h高处重力势能是多少？
答案 (1)0 mgh (2)－mgh 0
2.如图所示，幼儿园小朋友们正在玩滑梯：
(1)小朋友从最高点滑落到地面的过程中重力做正功还是负功？重力势能是增加还是减少？
(2)小朋友从地面爬上滑梯最高点的过程中重力做正功还是负功？重力势能是增加还是减少？
答案 (1)小朋友沿滑梯滑下的过程中重力做正功，重力势能减少。
(2)小朋友从地面爬上滑梯最高点的过程中重力做负功，重力势能增加。
[探究归纳]
1.重力势能的“四性”
2.重力做功与重力势能变化的关系
(1)重力对物体所做的功，等于物体重力势能变化量的负值，即WG＝Ep1－Ep2＝－ΔEp。
(2)当物体从高处运动到低处时，重力做正功，重力势能减少，即WG＞0，ΔEp<0。重力对物体做多少正功，物体的重力势能就减少多少。
(3)当物体由低处运动到高处时，重力做负功，重力势能增加，即WG＜0，ΔEp>0。重力对物体做多少负功，物体的重力势能就增加多少。
方法总结 重力势能的三种求解方法
(1)根据重力势能的定义求解：选取零势能参考平面，由Ep＝mgh可求质量为m的物体在离零势能参考平面h高度处的重力势能。
(2)由重力做功与重力势能变化的关系求解
由WG＝Ep1－Ep2知Ep2＝Ep1－WG或Ep1＝WG＋Ep2。
(3)由等效法求重力势能：重力势能的变化与运动过程无关，只与初、末状态有关。ΔEp＝mgΔh＝Ep2－Ep1。
核心要点三 对弹性势能的理解
[问题探究]
如图所示，滑块以初速度v冲向固定在竖直墙壁的弹簧，并将弹簧压缩。在弹簧压缩的过程中，分析弹簧弹力做功情况及弹性势能的变化。
在弹簧恢复形变，从最大压缩量向原长恢复的过程中，分析弹簧弹力做功情况及弹性势能的变化。
[探究归纳]
1.对弹性势能的理解
(1)系统性：弹性势能是发生弹性形变的物体上所有质点因相对位置改变和发生弹力作用而具有的能量，因此弹性势能具有系统性。
(2)相对性：弹性势能的大小与选定的零势能位置有关，对于弹簧，一般规定弹簧处于原长为其零势能的位置。
2.弹性势能与弹力做功的关系
(1)弹力做正功时，弹性势能减小。
(2)弹力做负功时，弹性势能增大。
(3)弹力做功与弹性势能变化的关系为W弹＝－ΔEp。
... ... ...
《知识网络建构与学科素养提升》机械能守恒定律PPT优质课件 学科素养提升 一、功和功率的计算 1.功的计算 (1)恒力功：用公式W＝Flcos 其中l表示力的作用点相对于地面位移的大小，某个..
《拓展课 机械能守恒定律的应用》机械能守恒定律PPT优质课件 知识拓展 拓展点一 多个物体组成系统的机械能守恒问题 1.轻绳连接的物体系统 (1)常见情景(如图所示)。 (2)三点提醒 ①分..
《拓展课 动能定理的综合应用》机械能守恒定律PPT优质课件 知识拓展 拓展点一 动能定理与牛顿运动定律的比较 1.理解比较 2.应用比较 [试题案例] [例1] 如图所示，一质量为2 kg的铅球..
发布于：2020-05-03 14:24:26
0
人教版高中物理高中必修二
《动能和动能定理》机械能守恒定律PPT优质课件
第一部分内容：核心素养目标
理解动能的概念及动能定理。
经历动能概念的建立过程，提高演绎推理能力，会用动能定理解决力学中的实际问题。
科学态度与责任
感知生活中动能定理的应用，提高理论与实践相结合的能力
... ... ...
动能和动能定理PPT，第二部分内容：课前学习
知识点一 动能的表达式
如图甲所示，是古代战争中攻击城门的战车，战车上装有一根质量很大的圆木，有很多士兵推着以很大的速度撞击城门，轻而易举地将城门撞破。圆木的质量很大，速度很大时，是为了增加圆木的什么能？
如图乙所示，人用铁锤打击石头时为什么要用质量较大的铁锤，还要高高抡起来？这样可以增大铁锤打击石头时的什么能？
1.定义：在物理学中用“_________”这个量表示物体的动能。
2.表达式
Ek＝_______。
在国际单位制中是_______，符号为______。1 kg(m/s)2＝1 N•m＝1 J。
[思考判断]
(1)凡是运动的物体都具有动能。( )
(2)一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化，但速度变化时，动能不一定变化。( )
(3)动能不变的物体，一定处于平衡状态。( )
(4)做匀速圆周运动的物体的动能保持不变。( )
初中学过动能
物体由于运动而具有的能，叫作动能。
质量相同的物体，运动的速度越大，动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，动能越大。
动能的“三性”
(1)相对性：选取不同的参考系，物体的速度不同，动能也不同，一般以地面为参考系。
(2)标量性：动能是标量，没有方向。
(3)瞬时性：动能是状态量。
知识点二 动能定理
1.推导：如图所示，物体的质量为m，在与运动方向相同的恒力F的作用下发生了一段位移l，速度由v1增加到v2，此过程力F做的功为W。
2.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______________。
3.表达式：W＝__________。动能定理中的功“W”指合力做的功。
4.适用范围：既适用于__________做功，也适用于_________做功；既适用于________运动，也适用于________运动。
[思考判断]
(1)合力做正功，物体动能可能减小。( )
(2)运动物体所受的合外力为零，则物体的动能肯定不变。( )
(3)物体做变速运动，合外力一定不为零，动能一定变化。( )
(4)若合外力对物体做功为零，则合外力一定为零。( )
(5)物体的合外力做功，它的速度大小一定发生变化。( )
... ... ...
动能和动能定理PPT，第三部分内容：核心探究
核心要点一 对动能和动能定理的理解
1.动能与速度的三种关系
(1)数值关系：Ek＝12mv2，质量一定时，速度v越大，动能Ek越大。
(2)瞬时关系：动能和速度均为状态量，二者具有瞬时对应关系。
(3)变化关系：动能是标量，速度是矢量，质量一定的物体当动能发生变化时，物体的速度(大小)一定发生了变化；当速度发生变化时，可能仅是速度方向的变化，物体的动能可能不变。
2.对动能定理的理解
(1)对“力”的两点理解
①“力”可以是重力、弹力、摩擦力等各种力，它们可以同时作用，也可以不同时作用。
②“力”既可以是恒力，也可以是变力。
(2)公式中“＝”体现的三个关系
3.合力做功与动能变化的关系
[试题案例]
[例1] 关于运动物体所受的合外力、合外力做的功及动能变化的关系，下列说法正确的是( )
A.合外力为零，则合外力做功一定为零
B.合外力做功为零，则合外力一定为零
C.合外力做功越多，则动能一定越大
D.动能不变，则物体合外力一定为零
[针对训练1] (多选)质量为m的物体在水平力F的作用下由静止开始在光滑水平地面上运动，前进一段距离之后速度大小为v，再前进一段距离使物体的速度增大为2v，则( )
A.第二过程的速度增量等于第一过程的速度增量
B.第二过程的动能增量是第一过程动能增量的3倍
C.第二过程合外力做的功等于第一过程合外力做的功
D.第二过程合外力做的功等于第一过程合外力做功的2倍
核心要点二 动能定理的应用
1.应用动能定理解题的注意事项
(1)动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系的，一般以地面或相对地面静止的物体为参考系。
(2)动能定理的表达式是一个标量方程，但在应用动能定理时，需要明确各力做功的正、负。
2.对动能定理的几点说明
[试题案例]
[例2] 如图所示装置由AB、BC、CD三段轨道组成，轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接，其中轨道AB、CD段是光滑的，水平轨道BC的长度s＝5 m，轨道CD足够长，且倾角θ＝37°，A、D两点离轨道BC的高度分别为h1＝4.30 m、h2＝1.35 m。现让质量为m的小滑块自A点由静止释放，已知小滑块与轨道BC间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求：
(1)小滑块第一次到达D点时的速度大小；
(2)小滑块最终停止的位置距B点的距离。
... ... ...
《知识网络建构与学科素养提升》机械能守恒定律PPT优质课件 学科素养提升 一、功和功率的计算 1.功的计算 (1)恒力功：用公式W＝Flcos 其中l表示力的作用点相对于地面位移的大小，某个..
《拓展课 机械能守恒定律的应用》机械能守恒定律PPT优质课件 知识拓展 拓展点一 多个物体组成系统的机械能守恒问题 1.轻绳连接的物体系统 (1)常见情景(如图所示)。 (2)三点提醒 ①分..
《拓展课 动能定理的综合应用》机械能守恒定律PPT优质课件 知识拓展 拓展点一 动能定理与牛顿运动定律的比较 1.理解比较 2.应用比较 [试题案例] [例1] 如图所示，一质量为2 kg的铅球..
发布于：2020-05-03 14:24:26
0
人教版高中物理高中必修二
《专题强化 功的计算 机车的两种启动方式》机械能守恒定律PPT优秀课件
第一部分内容：学习目标
1.掌握功的公式的适用条件及求一般的变力做功的方法.
2.进一步掌握瞬时功率和平均功率的计算方法.
3.会分析机车恒定功率启动和匀加速启动过程中加速度和速度的变化.
... ... ...
功的计算机车的两种启动方式PPT，第二部分内容：01探究重点 提升素养
一、功的计算
1.恒力做功的计算
功的公式W＝Flcos α，只适用于恒力做功，即F为恒力，l是物体相对地面的位移，流程图如下：
2.变力做功的计算
(1)将变力做功转化为恒力做功.
当力的大小不变，而方向始终与运动方向相同或相反时，这类力的功等于力和路程的乘积.
(2)当变力做功的功率P一定时，如机车恒定功率启动，可用W＝Pt求功.
(3)用平均力求功：若力F随位移x线性变化，则可以用一段位移内的平均力求功，如将劲度系数为k的弹簧拉长x时，克服弹力做的功W＝0＋F2x＝kx2•x＝12kx2.
(4)用F－x图像求功
例1 在水平面上有一弯曲的槽道AB，由半径分别为 和R的两个半圆构成.如图2所示，现用大小恒为F的拉力将一光滑小球从A点拉至B点，若拉力F的方向时时刻刻与小球运动方向一致，则此过程中拉力所做的功为
C. πFR
D.2πFR
例2 放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6 s内其速度与时间的图像和水平拉力的功率与时间的图像如图3甲、乙所示.下列说法正确的是
A.0～6 s内物体的位移大小为20 m
B.0～6 s内拉力做功为100 J
C.滑动摩擦力的大小为5 N
D.0～6 s内滑动摩擦力做功为－50 J
二、机车的两种启动方式
例3 在水平路面上运动的汽车的额定功率为100 kW，质量为10 t，设阻力恒定，且为车重的0.1倍(g取10 m/s2)，则：
(1)若汽车以不变的额定功率从静止启动，汽车的加速度如何变化？
(2)当汽车的加速度为2 m/s2时，速度为多大？
(3)汽车在运动过程中所能达到的最大速度的大小是多少？
例4 (2019·山西大学附中高一下学期期中)汽车发动机的额定功率为60 kW，汽车的质量为4吨，当它行驶在坡度为α(sin α＝0.02)的长直公路上时，如图4所示，所受摩擦力为车重的0.1倍(g取10 m/s2)，求：(结果均保留三位有效数字)
(1)汽车所能达到的最大速度vm；
(2)若汽车从静止开始以0.6 m/s2的加速度做匀加速直线运动，则此过程能维持多长时间；
(3)当汽车从静止开始以0.6 m/s2的加速度匀加速行驶的速度达到最大值的过程中，汽车做功为多少.
机车启动问题中几个物理量的求法
分析机车启动问题，要抓住两个核心方程：牛顿第二定律方程F－Ff＝ma联系着力和加速度，P＝Fv联系着力和速度.
(1)机车的最大速度vm的求法.机车最终匀速前进时速度最大，此时牵引力F等于阻力Ff，故vm＝PF＝PFf.
(2)匀加速启动持续时间的求法.牵引力F＝ma＋Ff，匀加速的最后速度vm′＝P额ma＋Ff，时间t＝vm′a.
(3)瞬时加速度的求法.据F＝Pv求出牵引力，则加速度a＝F－Ffm.
例5 (2018·鹤壁市高一下学期期末)汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P0.快进入闹市区时司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶.下列四个图像中，哪个正确表示了从司机减小油门开始，汽车的速度与时间的关系图像
... ... ...
功的计算机车的两种启动方式PPT，第三部分内容：02随堂演练 逐点落实
1.(功的计算)一个物体在粗糙的水平面上运动，先使物体向右滑动距离l，再使物体向左滑动距离l，正好回到起点，来回所受摩擦力大小都为Ff，则整个过程中摩擦力做功为
A.0 B.－2Ffl C.－Ffl D.无法确定
2.(以恒定功率启动)(2018·宜昌一中高一下学期期末)质量为m的汽车在平直的公路上从静止开始以恒定功率P启动，最终以某一速度做匀速直线运动.此过程中，汽车所受阻力大小恒为Ff，重力加速度为g，则
A.汽车的速度最大值为PFf B.汽车的速度最大值为Pmg
C.汽车的牵引力大小不变 D.汽车在做匀变速直线运动
3.(机车启动中的图像问题)(多选)(2018·运城市河东一中期末)一辆轿车在平直公路上行驶，启动阶段轿车牵引力保持不变，而后以额定功率继续行驶，经过时间t0，其速度由零增大到最大值vm.若轿车所受的阻力Ff为恒力，关于轿车的速度v、牵引力F、功率P随时间t变化的情况，下列选项正确的是
4.(机车启动中的图像问题)一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前5 s内做匀加速直线运动，5 s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v－t图像如图5所示.已知汽车的质量为m＝2×103 kg，汽车受到的阻力为车重的 ，g取10 m/s2，则
A.汽车在前5 s内受到的阻力为200 N
B.前5 s内的牵引力为6×103 N
C.汽车的额定功率为40 kW
D.汽车的最大速度为20 m/s
... ... ...
《知识网络建构与学科素养提升》机械能守恒定律PPT优质课件 学科素养提升 一、功和功率的计算 1.功的计算 (1)恒力功：用公式W＝Flcos 其中l表示力的作用点相对于地面位移的大小，某个..
《拓展课 机械能守恒定律的应用》机械能守恒定律PPT优质课件 知识拓展 拓展点一 多个物体组成系统的机械能守恒问题 1.轻绳连接的物体系统 (1)常见情景(如图所示)。 (2)三点提醒 ①分..
《拓展课 动能定理的综合应用》机械能守恒定律PPT优质课件 知识拓展 拓展点一 动能定理与牛顿运动定律的比较 1.理解比较 2.应用比较 [试题案例] [例1] 如图所示，一质量为2 kg的铅球..
发布于：2020-05-03 14:24:25
0
人教版高中物理高中必修二
《机械能守恒定律的应用 功能关系的理解和应用》机械能守恒定律PPT优秀课件
第一部分内容：学习目标
1.能灵活应用机械能守恒定律的三种表达形式.
2.会分析多个物体组成系统的机械能守恒问题.
3.知道常见的几种功能关系，知道功是能量转化的量度.
... ... ...
机械能守恒定律的应用功能关系的理解和应用PPT，第二部分内容：01探究重点 提升素养
一、多物体组成的系统机械能守恒问题
1.多个物体组成的系统，就单个物体而言，机械能一般不守恒，但就系统而言机械能往往是守恒的.
2.关联物体注意寻找用绳或杆相连接的物体间的速度关系和位移关系.
3.机械能守恒定律表达式的选取技巧
(1)当研究对象为单个物体时，可优先考虑应用表达式Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2或ΔEk＝－ΔEp来求解.
(2)当研究对象为两个物体组成的系统时：
①若两个物体的重力势能都在减小(或增加)，动能都在增加(或减小)，可优先考虑应用表达式ΔEk＝－ΔEp来求解.
②若A物体的机械能增加，B物体的机械能减少，可优先考虑用表达式ΔEA＝－ΔEB来求解.
机械能守恒定律的研究对象是几个相互作用的物体组成的系统，经常出现下面三种情况：
(1)系统内两个物体直接接触或通过弹簧连接.这类连接体问题应注意各物体间不同能量形式的转化关系.
(2)系统内两个物体通过轻绳连接.如果和外界不存在摩擦力做功等问题时，只有机械能在两物体之间相互转移，两物体组成的系统机械能守恒.解决此类问题的关键是在绳的方向上两物体速度大小相等.
(3)系统内两个物体通过轻杆连接.轻杆连接的两物体绕固定转轴转动时，两物体转动的角速度相等.
二、链条类物体的机械能守恒问题
链条类物体机械能守恒问题的解题关键是分析重心位置，进而确定物体重力势能的变化，解题要注意两个问题：一是零势能面的选取；二是链条的每一段重心的位置变化和重力势能变化.
例2 如图2所示，总长为L的光滑匀质铁链跨过一个光滑的轻质小滑轮，开始时下端A、B相平齐，当略有扰动时其一端下落，则当铁链刚脱离滑轮的瞬间，铁链的速度为多大？
三、利用机械能守恒定律分析多过程问题
例3 (2019·启东中学高一下学期期中)如图3，光滑管状轨道ABC由直轨道AB和圆弧形轨道BC组成，二者在B处相切并平滑连接，O为圆心，O、A在同一条水平线上，OC竖直，一直径略小于圆管直径的质量为m的小球，用细线穿过管道与质量为M的物块连接，物块距离地面足够高，将小球由A点静止释放，当小球运动到B处时细线断裂，小球继续运动.已知弧形轨道的半径为R＝ m，所对应的圆心角为53°，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，g＝10 m/s2.
(1)若M＝5m，求小球运动到B处时的速度大小；
(2)若M＝5m，求小球从C点抛出后下落高度h＝ m时到C点的水平位移；
(3)M、m满足什么关系时，小球能够运动到C点？
机械能守恒定律多与其他知识相结合进行综合命题，一般为多过程问题，难度较大.解答此类题目时一定要注意机械能守恒的条件，分析在哪个过程中机械能守恒，然后列式求解，不能盲目应用机械能守恒定律.
四、功能关系的理解与应用
功与能的关系：功是能量转化的量度，某种力做功往往与某一种具体形式的能量转化相联系，做了多少功，就有多少能量发生转化.具体功能关系如下表：
例4 如图4所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力.已知AP＝2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中
A.重力做功2mgR
B.机械能减少mgR
C.合外力做功mgR
D.克服摩擦力做功1/2 mgR
例5 (多选)如图5所示，木块静止在光滑水平桌面上，一子弹(可视为质点)水平射入木块的深度为d时，子弹与木块相对静止，在子弹入射的过程中，木块沿桌面移动的距离为x，木块对子弹的平均阻力为Ff，那么在这一过程中，下列说法正确的是
A.木块的机械能增量为Ffx
B.子弹的机械能减少量为Ff(x＋d)
C.系统的机械能减少量为Ffd
D.系统的机械能减少量为Ff(x＋d)
... ... ...
机械能守恒定律的应用功能关系的理解和应用PPT，第三部分内容：02随堂演练 逐点落实
1.(功能关系)(多选)(2018·白水中学高一下学期期末)如图6所示，质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面，其运动的加速度大小为3/4g，此物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中物体
A.重力势能增加了3/4mgh
B.克服摩擦力做功1/4mgh
C.动能损失了3/2mgh
D.机械能损失了1/2mgh
2.(链条类机械能守恒问题)(2018·树德中学期末)如图7所示，一条长为L的柔软匀质链条，开始时静止在光滑梯形平台上，斜面上的链条长为x0，已知重力加速度为g，
L
3.(系统机械能守恒的计算)(2018·正定中学期末考试)如图8所示，质量不计的硬直杆的两端分别固定质量均为m的小球A和B，它们可以绕光滑轴O在竖直面内自由转动.已知OA＝2OB＝2l，将杆从水平位置由静止释放.(重力加速度为g)
(1)在杆转动到竖直位置时，小球A、B的速度大小分别为多少？
(2)在杆转动到竖直位置的过程中，杆对A球做了多少功？
(3)在杆刚转到竖直位置的瞬间，杆对B球的作用力为多大？是推力还是拉力？
... ... ...
发布于：2020-05-03 14:24:25
0
人教版高中物理高中必修二
《专题强化 利用动能定理分析变力 做功和多过程问题》机械能守恒定律PPT优秀课件
第一部分内容：学习目标
1.进一步理解动能定理，领会应用动能定理解题的优越性.
2.会利用动能定理分析变力做功、曲线运动以及多过程问题.
... ... ...
利用动能定理分析变力做功和多过程问题PPT，第二部分内容：01探究重点 提升素养
一、利用动能定理求变力做功
1.动能定理不仅适用于求恒力做的功，也适用于求变力做的功，同时因为不涉及变力作用的过程分析，应用非常方便.
2.利用动能定理求变力的功是最常用的方法，当物体受到一个变力和几个恒力作用时，可以用动能定理间接求变力做的功，即W变＋W其他＝ΔEk.
例1 如图1所示，质量为m的小球由静止自由下落d后，沿竖直面内的固定轨道ABC运动，AB是半径为d的 光滑圆弧轨道，BC是直径为d的粗糙半圆弧轨道(B是轨道的最低点).小球恰能通过圆弧轨道的最高点C.重力加速度为g，求：
(1)小球运动到B处时对轨道的压力大小(可认为此时小球处在轨道AB上)；
(2)小球在BC运动过程中，摩擦力对小球做的功.
针对训练1 (2018·厦门市高一下学期期末)如图2所示，有一半径为r＝0.5 m的粗糙半圆轨道，A与圆心O等高，有一质量为m＝0.2 kg的物块(可视为质点)，从A点静止滑下，滑至最低点B时的速度为v＝1 m/s，取g＝10 m/s2，下列说法正确的是
A.物块过B点时，对轨道的压力大小是0.4 N
B.物块过B点时，对轨道的压力大小是2.0 N
C.A到B的过程中，克服摩擦力做的功为0.9 J
D.A到B的过程中，克服摩擦力做的功为0.1 J
二、利用动能定理分析多过程问题
一个物体的运动如果包含多个运动阶段，可以选择分段或全程应用动能定理.
(1)分段应用动能定理时，将复杂的过程分割成一个个子过程，对每个子过程的做功情况和初、末动能进行分析，然后针对每个子过程应用动能定理列式，然后联立求解.
(2)全程应用动能定理时，分析整个过程中出现过的各力的做功情况，分析每个力做的功，确定整个过程中合外力做的总功，然后确定整个过程的初、末动能，针对整个过程利用动能定理列式求解.
当题目不涉及中间量时，选择全程应用动能定理更简单，更方便.
注意：当物体运动过程中涉及多个力做功时，各力对应的位移可能不相同，计算各力做功时，应注意各力对应的位移.计算总功时，应计算整个过程中出现过的各力做功的代数和.
例2 如图3所示，右端连有一个光滑弧形槽的水平桌面AB长L＝1.5 m，一个质量为m＝0.5 kg的木块在F＝1.5 N的水平拉力作用下，从桌面上的A端由静止开始向右运动，木块到达B端时撤去拉力F，木块与水平桌面间的动摩擦因数μ＝0.2，取g＝10 m/s2.求：
(1)木块沿弧形槽上升的最大高度(木块未离开弧形槽)；
(2)木块沿弧形槽滑回B端后，在水平桌面上滑行的最大距离.
三、动能定理在平抛、圆周运动中的应用
动能定理常与平抛运动、圆周运动相结合，解决这类问题要特别注意：
(1)与平抛运动相结合时，要注意应用运动的合成与分解的方法，如分解位移或分解速度求平抛运动的有关物理量.
(2)与竖直平面内的圆周运动相结合时，应特别注意隐藏的临界条件：
①可提供支撑效果的竖直平面内的圆周运动，物体能通过最高点的临界条件为vmin＝0.
②不可提供支撑效果的竖直平面内的圆周运动，物体能通过最高点的临界条件为vmin＝√gR .
例3 如图5所示，一可以看成质点的质量m＝2 kg的小球以初速度v0沿光滑的水平桌面飞出后，恰好从A点沿切线方向进入圆弧轨道，BC为圆弧竖直直径，其中B为轨道的最低点，C为最高点且与水平桌面等高，圆弧AB对应的圆心角θ＝53°，轨道半径R＝0.5 m.已知sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，不计空气阻力，g取10 m/s2.
(1)求小球的初速度v0的大小；
(2)若小球恰好能通过最高点C，求在圆弧轨道上摩擦力对小球做的功.
四、动能定理在多过程往复运动中的应用
例４ 某游乐场的滑梯可以简化为如图6所示竖直面内的ABCD轨道，AB为长L＝6 m、倾角α＝37°的斜轨道，BC为水平轨道，CD为半径R＝15 m、圆心角β＝37°的圆弧轨道，轨道AB段粗糙，其余各段均光滑.一小孩(可视为质点)从A点以初速度v0＝2 m/s下滑，沿轨道运动到D点时的速度恰好为零(不计经过B点时的能量损失).已知该小孩的质量m＝30 kg，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g＝10 m/s2，不计空气阻力，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：
(1)该小孩第一次经过圆弧轨道C点时，对圆弧轨道的压力；
(2)该小孩与AB段间的动摩擦因数；
1.在有摩擦力做功的往复运动过程中，注意两种力做功的区别：
(1)重力做功只与初、末位置有关，而与路径无关；
(2)滑动摩擦力(或全部阻力)做功与路径有关，克服摩擦力(或全部阻力)做的功W＝Ffs(s为路程).
2.由于动能定理解题的优越性，求多过程往复运动问题中的路程，一般应用动能定理.
... ... ...
利用动能定理分析变力做功和多过程问题PPT，第三部分内容：02随堂演练 逐点落实
1.(用动能定理求变力做功)如图7所示为一水平的转台，半径为R，一质量为m的滑块放在转台的边缘，已知滑块与转台间的动摩擦因数为μ，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.若转台的转速由零逐渐增大，当滑块在转台上刚好发生相对滑动时，转台对滑块所做的功为
A. μmgR B.2πmgR
C.2μmgR D.0
2.(利用动能定理分析多过程问题)(2018·鹤壁市高一下学期期末)如图8所示，AB为四分之一圆弧轨道，BC为水平直轨道，圆弧的半径为R，BC的长度也是R.一质量为m的物体，与两个轨道间的动摩擦因数都为μ，它由轨道顶端A从静止开始下滑，恰好运动到C处停止，不计空气阻力，重力加速度为g，那么物体在AB段克服摩擦力所做的功为
3.(动能定理在平抛、圆周运动中的应用)(2019·温州新力量联盟高一下学期期中)如图9所示，一长L＝0.45 m、不可伸长的轻绳上端悬挂于M点，下端系一质量m＝1.0 kg的小球，CDE是一竖直固定的圆弧形轨道，半径R＝0.50 m，OC与竖直方向的夹角θ＝60°，现将小球拉到A点(保持绳绷直且水平)由静止释放，当它经过B点时绳恰好被拉断，小球平抛后，从圆弧轨道的C点沿切线方向进入轨道，刚好能到达圆弧轨道的最高点E，重力加速度g取10 m/s2，求：
(1)小球到B点时的速度大小；
(2)轻绳所受的最大拉力大小；
(3)小球在圆弧轨道上运动时克服阻力做的功.
发布于：2020-05-03 14:24:25
0
人教版高中物理高中必修二
《动能和动能定理》机械能守恒定律PPT优秀课件
第一部分内容：学习目标
1.掌握动能的表达式和单位，知道动能是标量.
2.能运用牛顿第二定律与运动学公式导出动能定理，理解动能定理的物理意义.
3.能应用动能定理解决简单的问题.
... ... ...
动能和动能定理PPT，第二部分内容：01梳理教材 夯实基础
一、动能的表达式
1.表达式：Ek＝_______.
2.单位：与_______的单位相同，国际单位为_______，符号为_______.
3.标矢性：动能是_______量，只有_______，没有方向.
二、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______________.
2.表达式：W＝______________.如果物体受到几个力的共同作用，W即为______________，它等于______________.
3.适用范围：动能定理是物体在恒力作用下，并且做直线运动的情况下得到的，当物体受到_______作用，并且做_______运动时，可以采用把整个过程分成许多小段，也能得到动能定理.
判断下列说法的正误.
(1)某物体的速度加倍，它的动能也加倍.( )
(2)两质量相同的物体，动能相同，速度一定相同.( )
(3)物体的速度变化，动能一定变化.( )
(4)合外力做功不等于零，物体的动能一定变化.( )
(5)物体的速度发生变化，合外力做功一定不等于零.( )
(6)物体的动能增加，合外力做正功.( )
... ... ...
动能和动能定理PPT，第三部分内容：02探究重点 提升素养
让铁球从光滑的斜面上由静止滚下，与木块相碰，推动木块做功.(如图1所示)
(1)让同一铁球从不同的高度由静止滚下，可以看到：高度大时铁球把木块推得远，对木块做的功多.
(2)让质量不同的铁球从同一高度由静止滚下，可以看到：质量大的铁球把木块推得远，对木块做的功多.
以上两个现象说明影响动能的因素有哪些？
答案 由于铁球从同一光滑斜面上由静止滚下，加速度相同.同一铁球从不同高度由静止滚下，高度大的到达水平面时的速度大，速度越大，把木块推得越远，对木块做功越多，故影响动能的因素有速度；质量不同的铁球从同一高度由静止滚下，到达水平面时的速度相等，质量大的铁球把木块推得远，对木块做功多，说明影响动能的因素有质量.
1.对动能的理解
(1)动能是标量，没有负值，与物体的速度方向无关.
(2)动能是状态量，具有瞬时性，与物体的运动状态(或某一时刻的速度)相对应.
(3)动能具有相对性，选取不同的参考系，物体的速度不同，动能也不同，一般以地面为参考系.
2.动能变化量ΔEk
例1 (2018·哈尔滨六校高一下学期期末联考)关于物体的动能，下列说法正确的是
A.物体的质量、速度不变，其动能一定不变
B.物体的动能不变，其速度一定不变
C.两个物体中，速度大的动能也大
D.某一过程中物体的速度变化越大，其动能的变化一定越大
二、动能定理的理解和应用
如图2所示，光滑水平面上的物体在水平恒力F的作用下向前运动了一段距离l，速度由v1增加到v2.试推导出力F对物体做功的表达式.
对动能定理的理解
1.表达式：W＝Ek2－Ek1＝12mv22－12mv12
(1)Ek2＝12mv22表示这个过程的末动能；
Ek1＝12mv12表示这个过程的初动能.
(2)W表示这个过程中合力做的功，它等于各力做功的代数和.
2.物理意义：动能定理指出了合外力对物体所做的总功与物体动能变化之间的关系，即若合外力做正功，物体的动能增加，若合外力做负功，物体的动能减小，做了多少功，动能就变化多少.
3.实质：动能定理从能量变化的角度反映了力改变运动的状态时，在空间上的累积效果.
例2 下列关于运动物体的合外力做功和动能、速度变化的关系，正确的是
A.物体做变速运动，合外力一定不为零，动能一定变化
B.若合外力对物体做功为零，则合外力一定为零
C.物体的合外力做功，它的速度大小一定发生变化
D.物体的动能不变，所受的合外力必定为零
例3 如图3所示，物体在距斜面底端5 m处由静止开始下滑，然后滑上与斜面平滑连接的水平面，若物体与斜面及水平面的动摩擦因数均为0.4，斜面倾角为37°.求物体能在水平面上滑行的距离.(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)
应用动能定理解题的一般步骤：
(1)选取研究对象(通常是单个物体)，明确它的运动过程.
(2)对研究对象进行受力分析，明确各力做功的情况，求出外力做功的代数和.
(3)明确物体在初、末状态的动能Ek1、Ek2.
(4)列出动能定理的方程W＝Ek2－Ek1，结合其他必要的辅助方程求解并验算.
例4 (多选)(2018·湖南师大附中高一下学期期末)在平直的公路上，汽车由静止开始做匀加速运动.当速度达到vm后，立即关闭发动机而滑行直到停止.v－t图线如图4所示，汽车的牵引力大小为F1，摩擦力大小为F2，全过程中，牵引力做的功为W1，克服摩擦阻力做功为W2.以下是F1、F2及W1、W2间关系的说法，其中正确的是
A.F1∶F2＝1∶3
B.F1∶F2＝4∶3
C.W1∶W2＝1∶1
D.W1∶W2＝1∶3
... ... ...
动能和动能定理PPT，第四部分内容：03随堂演练 逐点落实
1.(对动能的理解)(多选)关于动能的理解，下列说法正确的是
A.一般情况下，Ek＝ mv2中的v是相对于地面的速度
B.动能的大小由物体的质量和速率决定，与物体的运动方向无关
C.物体以相同的速率向东和向西运动，动能的大小相等、方向相反
D.当物体以不变的速率做曲线运动时其动能不断变化
2.(对动能定理的理解)(2018·全国卷Ⅱ)如图5，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度.木箱获得的动能一定
A.小于拉力所做的功
B.等于拉力所做的功
C.等于克服摩擦力所做的功
D.大于克服摩擦力所做的功
3.(动能定理的应用)一辆汽车以v1＝6 m/s的速度沿水平路面行驶时，急刹车后能滑行x1＝3.6 m，如果以v2＝8 m/s的速度行驶，在同样的路面上急刹车后滑行的距离x2应为
A.6.4 m B.5.6 m
C.7.2 m D.10.8 m
4.(动能定理的应用)(2018·上海复旦附中期末)一质量为2 kg的物体，在水平恒定拉力的作用下以某一速度在粗糙的水平面上做匀速直线运动，当运动一段时间后拉力逐渐减小，且当拉力减小到零时，物体刚好停止运动.如图6所示为拉力F随位移x变化的关系图像，取g＝10 m/s2，则据此可以求得
A.物体与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.25
B.物体匀速运动时的速度为v＝4 m/s
C.合外力对物体所做的功为W合＝32 J
D.摩擦力对物体所做的功为Wf＝－64 J
... ... ...
《知识网络建构与学科素养提升》机械能守恒定律PPT优质课件 学科素养提升 一、功和功率的计算 1.功的计算 (1)恒力功：用公式W＝Flcos 其中l表示力的作用点相对于地面位移的大小，某个..
《拓展课 机械能守恒定律的应用》机械能守恒定律PPT优质课件 知识拓展 拓展点一 多个物体组成系统的机械能守恒问题 1.轻绳连接的物体系统 (1)常见情景(如图所示)。 (2)三点提醒 ①分..
《拓展课 动能定理的综合应用》机械能守恒定律PPT优质课件 知识拓展 拓展点一 动能定理与牛顿运动定律的比较 1.理解比较 2.应用比较 [试题案例] [例1] 如图所示，一质量为2 kg的铅球..
发布于：2020-05-03 14:24:24
0
人教版高中物理高中必修二
《机械能守恒定律》PPT优秀课件
第一部分内容：学习目标
1.了解人们追寻守恒量和建立“能量”概念的漫长过程.
2.知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化.
3.能够推导出机械能守恒定律.
4.会判断一个过程机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律解决有关问题.
... ... ...
机械能守恒定律PPT，第二部分内容：01梳理教材 夯实基础
一、追寻守恒量
伽利略曾研究过小球在斜面上的运动，如图1所示.
将小球由斜面A上某位置由静止释放，如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，小球在斜面B上速度变为0(即到达最高点)时的高度与它出发时的高度______，不会更高一点，也不会更低一点.这说明某种“东西”在小球运动的过程中是______的.
二、动能与势能的相互转化
1.重力势能与动能的转化
只有重力做功时，若重力对物体做正功，则物体的重力势能______，动能______，物体的____________转化为______；若重力对物体做负功，则物体的重力势能______，动能______，物体的______转化为____________ .
2.弹性势能与动能的转化
只有弹簧弹力做功时，若弹力对物体做正功，则弹簧的弹性势能______，物体的动能____________，弹簧的____________转化为物体的______；若弹力对物体做负功，则弹簧的弹性势能______，物体的动能______ ，物体的______转化为弹簧的____________.
3.机械能：____________、____________与______统称为机械能.
三、机械能守恒定律
1.内容：在只有______ 或______做功的物体系统内，____________与____________可以互相转化，而__________________保持不变.
2.表达式：1/2mv22＋mgh2＝1/2mv12＋mgh1或Ek2＋Ep2＝Ek1＋Ep1.
3.应用机械能守恒定律解决问题只需考虑运动的____________和____________，不必考虑两个状态间____________，即可以简化计算.
1.判断下列说法的正误.
(1)通过重力做功，动能和重力势能可以相互转化.( )
(2)机械能守恒时，物体一定只受重力和弹力作用.( )
(3)合力为零，物体的机械能一定守恒.( )
(4)合力做功为零，物体的机械能一定保持不变.( )
(5)只有重力做功时，物体的机械能一定守恒.( )
2.如图2所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高为H处自由落下，不计空气阻力，设桌面处的重力势能为零，则小球落到地面前瞬间的机械能为______.
... ... ...
机械能守恒定律PPT，第三部分内容：02探究重点 提升素养
一、机械能守恒定律
如图3所示，质量为m的物体沿光滑曲面滑下的过程中，下落到高度为h1的A处时速度为v1，下落到高度为h2的B处时速度为v2，重力加速度为g，不计空气阻力，选择地面为参考平面.
(1)求从A至B的过程中重力做的功；
(2)求物体在A、B处的机械能EA、EB；
(3)比较物体在A、B处的机械能的大小.
1.对机械能守恒条件的理解
(1)只有重力做功，只发生动能和重力势能的相互转化.
(2)只有弹力做功，只发生动能和弹性势能的相互转化.
(3)只有重力和弹力做功，发生动能、弹性势能、重力势能的相互转化.
(4)除受重力或弹力外，其他力也做功，但其他力做功的代数和为零.如物体在沿斜面的拉力F的作用下沿斜面运动，若已知拉力与摩擦力的大小相等，方向相反，在此运动过程中，其机械能守恒.
2.判断机械能是否守恒的方法
(1)利用机械能的定义直接判断：若动能和势能中，一种能变化，另一种能不变，则其机械能一定变化.
(2)用做功判断：若物体或系统只有重力(或弹力)做功，虽受其他力，但其他力不做功，机械能守恒.
(3)用能量转化来判断：若物体系统中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化，则物体系统机械能守恒.
例1 (多选)如图4所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是
A.甲图中，物体将弹簧压缩的过程中，物体和弹簧组成的系统机械能守恒(不计空气阻力)
B.乙图中，物体在大小等于摩擦力的沿斜面向下的拉力F作用下沿斜面下滑时，物体机械能守恒
C.丙图中，物体沿斜面匀速下滑的过程中，物体机械能守恒
D.丁图中，斜面光滑，物体在斜面上下滑的过程中，物体机械能守恒
针对训练1 (2018·厦门市高一下学期期末)以下物体运动过程 ，满足机械能守恒的是
A.在草地上滚动的足球
B.从旋转滑梯上滑下的小朋友
C.竖直真空管内自由下落的硬币
D.匀速下落的跳伞运动员
例2 (多选)(2018·鹤壁市高一下学期期末)如图5，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上.其上方A位置有一小球，小球从静止开始下落到B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，在D位置小球速度减小到零.不计空气阻力，则小球
A.下落至C处速度最大
B.由A至D下落过程中机械能守恒
C.由B至D的过程中，动能先增大后减小
D.由A至D的过程中重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
二、机械能守恒定律的应用
1.机械能守恒定律常用的三种表达式
(1)从不同状态看：Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2(或E1＝E2)
此式表示系统两个状态的机械能总量相等.
(2)从能的转化角度看：ΔEk＝－ΔEp
此式表示系统动能的增加(减少)量等于势能的减少(增加)量.
(3)从能的转移角度看：ΔEA增＝ΔEB减
此式表示系统A部分机械能的增加量等于系统剩余部分，即B部分机械能的减少量.
2.机械能守恒定律的应用步骤
首先对研究对象进行正确的受力分析，判断各个力是否做功，分析是否符合机械能守恒的条件.若机械能守恒，则根据机械能守恒定律列出方程，或再辅以其他方程进行求解.
例3 (2018·山师大附中高一下学期期末)如图6是一个设计“过山车”的试验装置的原理示意图，斜面AB与竖直面内的圆形轨道在B点平滑连接，斜面AB和圆形轨道都是光滑的，圆形轨道半径为R，一个质量为m的小车(可视为质点)在A点由静止释放沿斜面滑下，小车恰能通过圆形轨道的最高点C.已知重力加速度为g.求：
(1)A点距水平面的高度h；
(2)运动到B点时小车对轨道压力的大小.
... ... ...
机械能守恒定律PPT，第四部分内容：03随堂演练 逐点落实
1.(机械能是否守恒的判断)(2018·郑州市高一下学期期末)下列说法正确的是
A.拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升时，物体的机械能守恒
B.物体做竖直上抛运动时，机械能守恒
C.物体从置于光滑水平面的光滑斜面体上自由下滑时，机械能守恒
D.合外力对物体做功为零时，物体机械能一定守恒
2.(机械能守恒定律的应用)以相同大小的初速度v0将物体从同一水平面分别竖直上抛、斜上抛、沿光滑斜面(足够长)上滑，如图8所示，三种情况达到的最大高度分别为h1、h2和h3，不计空气阻力，则
A.h1＝h2＞h3
B.h1＝h2＜h3
C.h1＝h3＜h2
D.h1＝h3＞h2
3.(机械能守恒定律的应用)如图9所示，由距离地面h2＝1 m的高度处以v0＝4 m/s的速度斜向上抛出质量为m＝1 kg的物体，当其上升的高度为h1＝0.4 m时到达最高点，最终落在水平地面上，现以过抛出点的水平面为零势能面，取重力加速度g＝10 m/s2，不计空气阻力，则
A.物体在最大高度处的重力势能为14 J
B.物体在最大高度处的机械能为16 J
C.物体在地面处的机械能为8 J
D.物体在地面处的动能为8 J
... ... ...
《知识网络建构与学科素养提升》机械能守恒定律PPT优质课件 学科素养提升 一、功和功率的计算 1.功的计算 (1)恒力功：用公式W＝Flcos 其中l表示力的作用点相对于地面位移的大小，某个..
《拓展课 机械能守恒定律的应用》机械能守恒定律PPT优质课件 知识拓展 拓展点一 多个物体组成系统的机械能守恒问题 1.轻绳连接的物体系统 (1)常见情景(如图所示)。 (2)三点提醒 ①分..
《拓展课 动能定理的综合应用》机械能守恒定律PPT优质课件 知识拓展 拓展点一 动能定理与牛顿运动定律的比较 1.理解比较 2.应用比较 [试题案例] [例1] 如图所示，一质量为2 kg的铅球..
发布于：2020-05-03 14:24:24
0
人教版高中物理高中必修二
《实验：验证机械能守恒定律》机械能守恒定律PPT优秀课件
第一部分内容：学习目标
1.明确验证机械能守恒定律的基本思路并能进行相关量的测量.
2.能正确进行实验操作，分析实验数据得出结论，能定性地分析产生误差的原因.
... ... ...
验证机械能守恒定律PPT，第二部分内容：01明确原理 提炼方法
一、实验思路
机械能守恒的前提是“只有___________做功”，因此研究过程一定要满足这一条件.本节实验我们以只有重力做功的过程进行研究.
二、物理量的测量及数据分析
只有重力做功时，只发生重力势能和动能的转化.
(1)要验证的表达式：12mv22＋mgh2＝__________或：12mv22－12mv12＝__________.
(2)所需测量的物理量：物体所处两位置之间的________，及物体的________.
三、参考案例
案例1 研究自由下落物体的机械能
1.实验器材
铁架台(带铁夹)、________________、重物(带夹子)、________、复写纸(或墨粉盘)、导线、毫米刻度尺、交流电源.
2.实验步骤
(1)安装装置：按图1甲所示把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与电源连接好.
(2)打纸带：在纸带的一端把重物用夹子固定好，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手竖直提起纸带使重物停靠在打点计时器附近.先接通电源后释放纸带，让重物拉着纸带自由下落.重复几次，得到3～5条打好点的纸带.
(3)选纸带并测量：选择一条点迹清晰的纸带，确定要研究的开始和结束的位置，测量两位置之间的距离Δh及两位置时的速度，代入表达式进行验证.
3.数据处理
(1)计算各点对应的瞬时速度：如图乙所示，根据公式vn＝hn＋1－hn－12T，计算出某一点的瞬时速度vn.
(2)机械能守恒定律的验证
方法一：利用起始点和第n点.
选择开始的两点间距接近2 mm的一条纸带，打的第一个点为起始点，如果在实验误差允许范围内mghn＝12mvn2，则机械能守恒定律得到验证.
方法二：任取两点A、B.
如果在实验误差允许范围内mghAB＝12mvB2－12mvA2，则机械守恒定律得到验证.
方法三：图像法(如图2所示).
若在实验误差允许范围内图线是一条过原点且斜率为g的直线，则验证了机械能守恒定律.
4.误差分析
本实验的误差主要是由纸带测量产生的偶然误差以及重物和纸带运动中的空气阻力及打点计时器的____________引起的系统误差.
5.实验注意事项
(1)打点计时器安装时，要使两限位孔的中线在同一______线上，以减小摩擦阻力.
(2)应选用质量和密度较______的重物. ______密度可以减小体积，可使空气阻力的影响相对减小.
(3)实验时，应先接通电源，让打点计时器正常工作后再松开纸带让重物下落.
(4)本实验中的几种验证方法均______(填“需要”或“不需要”)测重物的质量m.
... ... ...
验证机械能守恒定律PPT，第三部分内容：02精析典题 提升能力
一、研究自由下落物体的机械能
例1 (2018·双峰一中高一下学期期末)某同学用如图4甲所示装置“验证机械能守恒定律”时，所用交流电源的频率为50 Hz，得到如图乙所示的纸带.选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起点O的距离为s0＝19.00 cm，点A、C间的距离为s1＝8.36 cm，点C、E间的距离为s2＝9.88 cm，g取9.8 m/s2，测得重物的质量为m＝1 kg.
(1)下列做法正确的有________.
A.必须要称出重物和夹子的质量
B.图中两限位孔必须在同一竖直线上
C.将连着重物的纸带穿过限位孔，用手提住，且让手尽量靠近打点计时器
D.实验时，先放开纸带，再接通打点计时器的电源
E.数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置
(2)选取O、C两点为初、末位置验证机械能守恒定律，重物减少的重力势能是_____J，打下C点时重物的速度大小是_____ m/s.(结果均保留三位有效数字)
(3)根据纸带算出打下各点时重物的速度v，量出下落距离s，则以 为纵坐标、s为横坐标画出的图像应是下列选项中的________.
二、研究沿斜面下滑物体的机械能
例2 现利用如图5所示装置“验证机械能守恒定律”.图中AB是固定的光滑斜面，斜面的倾角为30°，1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门，与它们连接的光电计时器都没有画出.让滑块从斜面的顶端滑下，光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为5.00×10－2 s、2.00×10－2 s.已知滑块质量为2.00 kg，滑块沿斜面方向的长度为5.00 cm，光电门1和2之间的距离为0.54 m，g取9.80 m/s2，取滑块经过光电门时的速度为其平均速度.(结果均保留三位有效数字)
(1)滑块通过光电门1时的速度v1＝________ m/s，通过光电门2时的速度v2＝______ m/s.
(2)滑块通过光电门1、2之间的动能增加量为______ J，重力势能的减少量为________ J.
... ... ...
验证机械能守恒定律PPT，第四部分内容：03随堂演练 逐点落实
1.如图8为“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图.现有的器材为：带夹子的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带夹子的重锤.回答下列问题：
(1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有_____.
(填入正确选项前的字母)
C.低压直流电源
D.低压交流电源
(2)实验中产生误差的原因有：①纸带和打点计时器之间有摩擦.②用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差.③计算势能变化时，选取的始、末位置过近.④存在空气阻力(任选其二)
(写出两个原因即可).
(3)实验中由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较大阻力，这样将造成________.
2.(2018·贵阳市高一下学期期末)某同学用图9(a)所示的实验装置“验证机械能守恒定律”，图(b)是用6 V、50 Hz的打点计时器打出的一条纸带，O点为重锤下落的起点，选取的计数点A、B、C、D到O点的距离在图中已标出，重力加速度g取9.8 m/s2，重锤的质量为1 kg.(计算结果均保留两位有效数字)
... ... ...
《知识网络建构与学科素养提升》机械能守恒定律PPT优质课件 学科素养提升 一、功和功率的计算 1.功的计算 (1)恒力功：用公式W＝Flcos 其中l表示力的作用点相对于地面位移的大小，某个..
《拓展课 机械能守恒定律的应用》机械能守恒定律PPT优质课件 知识拓展 拓展点一 多个物体组成系统的机械能守恒问题 1.轻绳连接的物体系统 (1)常见情景(如图所示)。 (2)三点提醒 ①分..
《拓展课 动能定理的综合应用》机械能守恒定律PPT优质课件 知识拓展 拓展点一 动能定理与牛顿运动定律的比较 1.理解比较 2.应用比较 [试题案例] [例1] 如图所示，一质量为2 kg的铅球..
发布于：2020-05-03 14:24:24
0
人教版高中物理高中必修二
《拓展课 突破卫星运行问题中的“三个难点”》万有引力与宇宙航行PPT优质课件
拓展点一 卫星的变轨问题
1.卫星变轨问题的处理
卫星在运动中的“变轨”有两种情况：离心运动和近心运动。当万有引力恰好提供卫星做圆周运动所需的向心力，即GMmr2＝mv2r时，卫星做匀速圆周运动；当某时刻速度发生突变，所需的向心力也会发生突变，而突变瞬间万有引力不变。
(1)制动变轨：卫星的速率变小时，使得万有引力大于所需向心力，即GMmr2＞mv2r，卫星做近心运动，轨道半径将变小。
(2)加速变轨：卫星的速率变大时，使得万有引力小于所需向心力，即GMmr2＜mv2r，卫星做离心运动，轨道半径将变大。
2.变轨过程
(1)为了节省能量，在赤道上顺着地球自转方向发射卫星到圆轨道Ⅰ上，如图所示。
(2)在A点(近地点)点火加速，由于速度变大，万有引力不足以提供在轨道Ⅰ上做圆周运动的向心力，卫星做离心运动进入椭圆轨道Ⅱ。
(3)在B点(远地点)再次点火加速进入圆轨道Ⅲ。
3.变轨过程各物理量分析
(1)两个不同轨道的“切点”处线速度v不相等，图中vⅢ＞vⅡB，vⅡA＞vⅠ。
(2)同一个椭圆轨道上近地点和远地点线速度大小不相等，从远地点到近地点线速度逐渐增大。
(3)两个不同圆轨道上的线速度v不相等，轨道半径越大，v越小，图中vⅠ＞vⅢ。
[试题案例]
[例1] (多选)发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示。当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是( )
A.卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率
B.卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度
C.卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度
D.卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度
[针对训练1] (多选)如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道Ⅰ，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ，则( )
A.该卫星的发射速度必定大于11.2 km/s
B.卫星在同步轨道Ⅱ上的运行速度大于7.9 km/s
C.在椭圆轨道上，卫星在P点的速度大于在Q点的速度
D.卫星在Q点通过加速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ
拓展点二 同步卫星、近地卫星、赤道上物体物理量的比较
1.相同点
(1)都以地心为圆心做匀速圆周运动。
(2)同步卫星与赤道上的物体具有相同的角速度。
2.不同点
(1)向心力的不同
同步卫星、近地卫星均由万有引力提供向心力，GMmr2＝mv2r；而赤道上的物体随地球自转做圆周运动的向心力(很小)是万有引力的一个分力，GMmr2≠mv2r。
(2)向心加速度的不同
[针对训练2] 地球赤道上有一物体随地球的自转而做圆周运动，向心力为F1，向心加速度为a1，线速度为v1，角速度为ω1；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星(高度忽略)的向心力为F2，向心加速度为a2，线速度为v2，角速度为ω2；地球同步卫星的向心力为F3，向心加速度为a3，线速度为v3，角速度为ω3。地球表面重力加速度为g，第一宇宙速度为v，假设三者质量相等，则( )
A.F1＝F2＞F3 B.a1＝a2＝g＞a3
C.v1＝v2＝v＞v3 D.ω1＝ω3＜ω2
... ... ...
《相对论时空观与牛顿力学的局限性》万有引力与宇宙航行PPT优质课件 第一部分内容：核心素养目标 物理观念 知道爱因斯坦的两条假设，了解时间延缓效应、长度收缩效应，认识牛顿力学的..
《宇宙航行》万有引力与宇宙航行PPT优质课件 第一部分内容：核心素养目标 物理观念 知道三个宇宙速度及含义，了解卫星的分类。 科学思维 会推导第一宇宙速度，掌握人造卫星的线速度、..
《万有引力理论的成就》万有引力与宇宙航行PPT优质课件 第一部分内容：核心素养目标 物理观念 了解万有引力定律在天文学上的重要应用。 科学思维 掌握计算天体的质量和密度的方法。 ..
发布于：2020-05-03 14:24:23
0
人教版高中物理高中必修二
《功与功率》机械能守恒定律PPT优秀课件
第一部分内容：学习目标
1.掌握功的公式W＝Flcos α及公式的适用范围，会用功的公式进行计算.
2.理解正、负功的概念，会根据公式计算多个力所做的总功.
3.理解功率的概念，能运用功率的定义式P＝ 及功率与速度的关系式P＝Fv进行有关分析和计算.
... ... ...
功与功率PPT，第二部分内容：01梳理教材 夯实基础
1.功的公式：W＝________，其中F、l、α分别为 ________ 、位移的大小、____________.
2.功是___ (填“矢”或“标”)量.在国际单位制中，功的单位是________，符号是_____.
二、正功和负功
1.力对物体做正功或负功的条件
由W＝Flcos α可知
(1)当α＝π2时，W＝__，力F对物体不做功.
(2)当0≤α＜π2时，W 0，力F对物体做__功.
(3)当π2＜α≤π时，W 0，力F对物体做__功.
2.总功的计算
当一个物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的总功等于：
(1)各个分力分别对物体所做功的________ .
(2)几个力的______对物体所做的功.
1.意义：功率是表示物体______ 的物理量.
2.定义：功W与完成这些功所用 ______之比.
3.定义式：P＝____.单位：____，简称____，符号____.
4.功率与速度的关系式：P＝Fv(F与v方向相同).
应用：由功率速度关系知，汽车、火车等交通工具和各种起重机械，当发动机的功率P一定时，牵引力F与速度v成______ (填“正”或“反”)比，要增大牵引力，就要______速度.
5.功率是____(填“标”或“矢”)量.
1.判断下列说法的正误.
(1)公式W＝Flcos α中的l是物体运动的路程.( )
(2)物体只要受力且运动，该力就一定做功.( )
(3)功有正负之分，所以功是矢量.( )
(4)由公式P＝ 知，做功越多，功率越大.( )
(5)力对物体做功越快，力的功率一定越大.( )
(6)汽车爬坡时常常需要换高速挡.( )
2.如图1所示，质量为1 kg的物体，静止在光滑水平面上.现在给物体一个与水平方向成60°角斜向上、大小为10 N的拉力F，物体在拉力F的作用下沿水平面运动了2 s，则在这2 s内，拉力F所做的功是 ____ J，功率是____W.
... ... ...
功与功率PPT，第二部分内容：02探究重点 提升素养
一、对功的理解
1.观察图2，分析图中的哪个人对物体做了功？
2.如图3所示，物体在与水平方向夹角为α的力F的作用下沿水平面前进了l，则力F对物体做的功为多少？
对公式W＝Flcos α的理解
1.某一恒力F对物体做的功，只与l、α有关，与物体的运动状态及物体是否还受其他作用力等因素无关.
2.功是标量，没有方向，但是有正负.
3.公式W＝Flcos α适用于计算恒力做功，若是变力，此公式不再适用.
例1 如图4所示，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m，在与水平面成θ角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右移动了一段距离l.已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则雪橇受到的
A.支持力做功为mgl
B.重力做功为mgl
C.拉力做功为Flcos θ
D.滑动摩擦力做功为－μmgl
二、正、负功的理解 功的计算
某物体在力F作用下水平向右运动的位移为l，拉力的方向分别如图5甲、乙所示，分别求两种情况下拉力对物体做的功.
1.正、负功的理解和判断
例2 (多选)质量为m的物体，静止在倾角为θ的斜面上，斜面沿水平方向向右匀速移动了距离l，如图6所示.物体始终相对斜面静止，则下列说法正确的是
A.重力对物体做正功
B.合力对物体做功为零
C.摩擦力对物体做负功
D.支持力对物体做正功
2.总功的计算
当物体在多个力的共同作用下发生一段位移时，合力对物体所做的功等于各分力对物体做功的代数和.故计算合力的功有以下两种方法：
(1)先由W＝Flcos α计算各个力对物体所做的功W1、W2、W3…然后求所有力做功的代数和，即W合＝W1＋W2＋W3＋….
(2)先由力的合成或根据牛顿第二定律求出合力F合，然后由W合＝F合lcos α计算总功，此时α为F合的方向与l的方向间的夹角.
注意：当在一个过程中，几个力作用的位移不相同时，只能用方法(1).
例3 (2019·嘉兴七校高一下学期期中)如图7所示，一个质量为m＝2 kg的物体，受到与水平方向成37°角斜向上方的力F＝10 N作用，在水平地面上从静止开始向右移动的距离为l＝2 m，已知物体和地面间的动摩擦因数为0.3，g取10 m/s2，求外力对物体所做的总功.(cos 37°＝0.8，sin 37°＝0.6)
... ... ...
功与功率PPT，第三部分内容：03随堂演练 逐点落实
1.(正、负功的判断)(2018·山东夏季学业水平考试)某同学为配合值日生打扫地面，将凳子向上搬起后再缓慢放回原处，此过程中该同学对凳子做功的情况是
A.一直做正功 B.先做正功，再做负功
C.一直做负功 D.先做负功，再做正功
2.(功的计算)(2018·岷县一中高一下学期期末)用水平恒力F作用于质量为m的物体上，使之在光滑的水平面上沿力的方向移动距离l，恒力F做功为W1；再用该恒力作用在质量为2m的物体上，使之在粗糙的水平面上沿力的方向移动同样的距离l，恒力F做功为W2，则两次恒力做功的关系是
A.W1>W2 B.W1 C.W1＝W2 D.无法判断 3.(总功的计算)如图10所示，质量m＝50 kg的滑雪运动员从高度h＝30 m的坡顶由静止下滑，斜坡的倾角θ＝37°，滑雪板与雪面之间的动摩擦因数μ＝0.1.则运动员滑至坡底的过程中：(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，装备质量不计) (1)滑雪运动员所受的重力对他做了多少功？ (2)各力对运动员做的总功是多少？ 4.(对功率的理解)关于功率，下列说法正确的是 A.由P＝ 可知，只要知道W和t的值就可以计算出任意时刻的功率 B.由P＝Fv可知，汽车的功率一定与它的速度成正比 C.由P＝Fv可知，牵引力一定与速度成反比 D.当汽车的功率一定时，牵引力一定与速度成反比 5.(瞬时功率分析)(2018·商丘市高一下学期期末九校联考)飞行员进行素质训练时，抓住秋千杆由水平状态开始下摆，到达竖直状态的过程，如图11所示，飞行员受重力的瞬时功率变化情况是 A.一直增大 B.一直减小 C.先增大后减小 D.先减小后增大 ... ... ... 《知识网络建构与学科素养提升》机械能守恒定律PPT优质课件 学科素养提升 一、功和功率的计算 1.功的计算 (1)恒力功：用公式W＝Flcos 其中l表示力的作用点相对于地面位移的大小，某个.. 《拓展课 机械能守恒定律的应用》机械能守恒定律PPT优质课件 知识拓展 拓展点一 多个物体组成系统的机械能守恒问题 1.轻绳连接的物体系统 (1)常见情景(如图所示)。 (2)三点提醒 ①分.. 《拓展课 动能定理的综合应用》机械能守恒定律PPT优质课件 知识拓展 拓展点一 动能定理与牛顿运动定律的比较 1.理解比较 2.应用比较 [试题案例] [例1] 如图所示，一质量为2 kg的铅球..
发布于：2020-05-03 14:24:23
0
人教版高中物理高中必修二
《重力势能》机械能守恒定律PPT优秀课件
第一部分内容：学习目标
1.认识重力做功与物体运动路径无关的特点.
2.理解重力势能及重力做功与重力势能变化的关系.
3.知道重力势能具有相对性，知道重力势能是物体和地球所组成的系统所共有的.
4.理解弹性势能的概念，知道影响弹性势能大小的相关因素.
... ... ...
重力势能PPT，第二部分内容：01梳理教材 夯实基础
一、重力做的功
1.重力所做的功WG＝________，Δh指初位置与末位置的________.
2.重力做功的特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的________________有关，而跟物体________无关.
二、重力势能
1.重力势能.
(1)表达式：Ep＝________.
(2)单位：________；符号：________.
2.重力做功与重力势能之间的关系：WG＝________ .
(1)当物体由高处运动到低处时，重力做______功，重力势能________；即WG＞0，Ep1 Ep2.
(2)当物体由低处运动到高处时，重力做______功，重力势能________；即WG＜0，Ep1＜Ep2.
3.重力势能的系统性
重力势能是地球与物体所组成的“________ ”所共有的，而不是地球上的物体单独具有的.
三、重力势能的相对性
1.参考平面：物体的重力势能总是相对于________来说的，这个________叫作参考平面，在参考平面上物体的重力势能取为______.
2.重力势能的相对性：Ep＝mgh中的h是物体重心相对________的高度.选择不同的参考平面，物体重力势能的数值是________ 的，但重力势能的差值________ .(后两空选填“相同”或“不同”)
3.物体在参考平面上方，重力势能为_____值；物体在参考平面下方，重力势能为_____值.
四、弹性势能
1.定义：发生_____形变的物体的各部分之间，由于有_____ 的相互作用而具有的势能，叫弹性势能.
2.影响弹性势能的因素
(1)弹性势能跟形变大小有关：同一弹簧，形变大小_____，弹簧的弹性势能就越大.
(2)弹性势能跟劲度系数有关：不同的弹簧发生同样大小的形变，劲度系数_____ ，弹性势能越大.
3.势能也叫____能，与相互作用的物体的__________有关.重力势能是由_________________________决定的，弹性势能是由发生__________ 的物体各部分的相对位置决定的.
1.判断下列说法的正误.
(1)重力做功一定与路径无关，只与初、末位置的高度差有关.( )
(2)重力势能Ep1＝2 J，Ep2＝－3 J，则Ep1与Ep2方向相反.( )
(3)重力做功WG＝－20 J时，物体的重力势能减小20 J.( )
(4)同一弹簧长度不同时，弹性势能一定不同.( )
(5)弹性势能与弹簧的形变量和劲度系数有关.( )
2.质量为m的物体(可视为质点)从地面上方H高处由静止释放，落在地面后出现一个深度为h的坑，如图1所示，重力加速度为g，在此过程中，重力对物体做功为__________，重力势能______(填“减少”或“增加”)了__________.
... ... ...
重力势能PPT，第三部分内容：02探究重点 提升素养
一、重力做的功
如图2所示，一个质量为m的物体，从高度为h1的位置A分别按下列三种方式运动到高度为h2的位置B，在这个过程中，思考并讨论以下问题：
(1)求出图甲情形中重力做的功；
答案 甲中WG＝mgΔh＝mgh1－mgh2
(2)求出图乙情形中重力做的功；
答案 乙中WAB′＝mglcos θ＝mgΔh＝mgh1－mgh2
WB′B＝0
故WAB＝mgΔh＝mgh1－mgh2
(3)求出图丙情形中重力做的功；
答案 丙中把整个路径AB″分成许多很短的间隔AA1、A1A2…，由于每一段都很小，每一小段都可以近似地看成一段倾斜的直线，设每段小斜线的高度差分别为
Δh1、Δh2…，则物体通过每段小斜线时重力做的功分别为mgΔh1、mgΔh2….
WAB″＝mgΔh1＋mgΔh2＋…＝mg(Δh1＋Δh2＋…)＝mgΔh
WB″B＝0
故WAB＝mgΔh＝mgh1－mgh2.
(4)重力做功有什么特点？
答案 物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关.
1.重力做功大小只与重力和物体高度变化有关，与受到的其他力及运动状态均无关.
2.物体下降时重力做正功，物体上升时重力做负功.
3.重力做功的特点可推广到任一恒力的功，即恒力做功的特点是：与具体路径无关，而跟初、末位置有关.
计算重力做功时，找出初、末位置的高度差h，直接利用公式WG＝mgh即可，无需考虑中间的复杂运动过程.
二、重力势能
如图4所示，质量为m的物体自高度为h2的A处下落至高度为h1的B处(重力加速度为g).求下列两种情况下，重力做的功和重力势能的变化量，并分析它们之间的关系.
(1)以地面为零势能参考面；
答案 重力做的功WG＝mgΔh＝mg(h2－h1)，选地面为零势能参考面，EpA＝mgh2，EpB＝mgh1，重力势能的变化量ΔEp＝mgh1－mgh2＝－mgΔh.
(2)以B处所在的高度为零势能参考面.
答案 以B处所在的高度为零势能参考面，重力做功WG＝mgΔh＝mg(h2－h1).
物体的重力势能EpA＝mg(h2－h1)＝mgΔh，EpB＝0，重力势能的变化量ΔEp＝0－mgΔh＝－mgΔh.
综上两次分析可见WG＝－ΔEp，即重力做的功等于重力势能的变化量的负值，而且重力势能的变化与零势能参考面的选取无关.
1.重力做功与重力势能变化的关系
WG＝Ep1－Ep2＝－ΔEp
(1)当物体由高处运动到低处时，重力做正功，重力势能减少，重力势能的减少量等于重力所做的功.
(2)当物体由低处运动到高处时，重力做负功(物体克服重力做功)，重力势能增加，重力势能的增加量等于物体克服重力所做的功.
2.重力势能的相对性
物体的重力势能总是相对于某一水平参考面，选不同的参考面，物体重力势能的数值是不同的.故在计算重力势能时，必须首先选取参考平面.
注意：参考平面的选择具有任意性，但重力势能的变化量具有绝对性，即物体的重力势能的变化量与参考平面的选取无关.
例2 下列关于重力势能的说法正确的是
A.物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定
B.物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大
C.一个物体的重力势能从－5 J变化到－3 J，重力势能增加了
D.在地面上的物体具有的重力势能一定等于零
... ... ...
重力势能PPT，第四部分内容：03随堂演练 逐点落实
1.(重力做功的特点)如图9所示，一位小朋友在同一高度分别沿两种滑梯滑到水平地面上，此过程中
A.沿滑梯1重力做功最大
B.沿滑梯2重力做功最大
C.沿滑梯1和2重力做功相等
D.条件不足不能判断
2.(重力势能的理解)关于重力势能，下列说法正确的是
A.重力势能是地球和物体共同具有的，而不是物体单独具有的
B.处在同一高度的物体，具有的重力势能相同
C.重力势能是标量，不可能有负值
D.浮在海面上的小船的重力势能一定为零
3.(重力势能及重力势能的变化)(2018·孝感八校教学联盟高一下学期期末联考)质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落，桌面离地面高度为h，重力加速度为g，如图10所示，若以桌面为参考平面，那么小球落地时的重力势能及整个下落过程中重力势能的变化分别为
A.mgh，减少mg(H－h)
B.mgh，增加mg(H＋h)
C.－mgh，减少mg(H＋h)
D.－mgh，增加mg(H－h)
4.(重力做功的计算)如图11所示，质量为60 kg的某运动员在做俯卧撑运动，运动过程中可将她的身体视为一根直棒.已知重心在c点，其垂线与脚、两手连线中点间的距离Oa、Ob分别为0.9 m和0.6 m.若她在1 min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4 m，则克服重力做的功和相应的功率约为
A.430 J,7 W
B.4 300 J,70 W
C.720 J,12 W
D.7 200 J,120 W
... ... ...
《知识网络建构与学科素养提升》机械能守恒定律PPT优质课件 学科素养提升 一、功和功率的计算 1.功的计算 (1)恒力功：用公式W＝Flcos 其中l表示力的作用点相对于地面位移的大小，某个..
《拓展课 机械能守恒定律的应用》机械能守恒定律PPT优质课件 知识拓展 拓展点一 多个物体组成系统的机械能守恒问题 1.轻绳连接的物体系统 (1)常见情景(如图所示)。 (2)三点提醒 ①分..
《拓展课 动能定理的综合应用》机械能守恒定律PPT优质课件 知识拓展 拓展点一 动能定理与牛顿运动定律的比较 1.理解比较 2.应用比较 [试题案例] [例1] 如图所示，一质量为2 kg的铅球..
发布于：2020-05-03 14:24:23
0
人教版高中物理高中必修二
《宇宙航行》万有引力与宇宙航行PPT优质课件
第一部分内容：核心素养目标
知道三个宇宙速度及含义，了解卫星的分类。
会推导第一宇宙速度，掌握人造卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系。
科学态度与责任
了解人类在宇宙探索方面的重要成就，培养应用物理规律造福人类的意识。
... ... ...
宇宙航行PPT，第二部分内容：课前学习
知识点一 宇宙速度
水平速率v1不够大，因此炮弹将落到地上。当炮弹具有更大的初速度v2时，将飞得更远。当炮弹的水平速率v3足够大时，炮弹将环绕地球运动。
1.环绕速度
2.第一宇宙速度
(1)定义：物体在地球附近绕地球做___________运动的速度叫作第一宇宙速度。
(2)大小：v＝7.9 km/s。
3.第二宇宙速度
在地面附近发射飞行器，如果速度大于____________，又小于11.2 km/s，它绕地球运行的轨迹就不是圆，而是椭圆。当飞行器的速度等于或大于11.2 km/s时，它就会克服地球的引力，永远离开_________。我们把___________叫作第二宇宙速度。
4.第三宇宙速度
在地面附近发射飞行器，如果要使其挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外，必须使它的速度等于或大于16.7 km/s，这个速度叫作第三宇宙速度。
[思考判断]
(1)第一宇宙速度是发射卫星的最小速度。( )
(2)当发射速度v＞7.9 km/s时，卫星将脱离地球的吸引，不再绕地球运动。( )
(3)地球所有的卫星在轨道上的运行速度都为7.9 km/s。( )
三个宇宙速度
发射速度与环绕速度不同。发射速度是将卫星送入轨道，在地面上所必须获得的速度。环绕速度是卫星发射成功后，环绕地球运行时的速度。
知识点二 人造地球卫星、载人航天与太空探索
[观图助学]
你知道哪些我国最近发射的人造卫星？它们是地球同步卫星吗？
1.人造地球卫星
(1)1957年10月4日，世界上第一颗人造地球卫星发射成功。
1970年4月24日，我国第一颗人造卫星“______________”发射成功。
(2)地球同步卫星
()概念：相对于地面静止且与地球自转具有相同______的卫星，叫作地球同步卫星。
()特点：六个“一定”
①转动方向一定：和地球自转方向_________；
②周期一定：和地球自转周期相同，即T＝24 h；
③角速度一定：等于地球自转的角速度；
④轨道平面一定：所有的同步卫星都在赤道的_________，其轨道平面必须与赤道平面重合；
⑤高度一定：离地面高度固定不变(约3.6×104 km)；
⑥速率一定：线速度大小一定(约3.1×103 m/s)。
2.载人航天与太空探索
1961年4月12日，苏联航天员加加林进入了东方一号载人飞船。
1969年7月16日9时32分，运载阿波罗11号飞船的土星5号火箭在美国卡纳维拉尔角点火升空，拉开人类登月这一伟大历史事件的帷幕。
2003年10月15日9时，我国___________宇宙飞船把中国第一位航天员杨利伟送入太空。
2013年6月，神舟十号分别完成与天宫一号空间站的手动和自动交会对接。
2016年10月19日，神舟十一号完成与天宫二号空间站的自动交会对接。
2017年4月20日，我国又发射了货运飞船天舟一号，入轨后与天宫二号空间站进行自动交会对接、自主快速交会对接等3次交会对接及多项实验。
... ... ...
宇宙航行PPT，第三部分内容：核心探究
核心要点一 宇宙速度
[问题探究]
发射卫星，要有足够大的速度才行。
(1)怎样求地球的第一宇宙速度？不同星球的第一宇宙速度是否相同？
(2)把卫星发射到更高的轨道上需要的发射速度越大还是越小？
[探究归纳]
1.第一宇宙速度：第一宇宙速度是人造卫星近地环绕地球做匀速圆周运动的速度。
2.第一宇宙速度的计算式
3.第一宇宙速度的理解
(1)“最小发射速度”：向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星困难，因为发射卫星要克服地球对它的引力。近地轨道是人造卫星的最低运行轨道，而近地轨道的发射速度就是第一宇宙速度，所以第一宇宙速度是发射人造卫星的最小速度。
[试题案例]
[例1] (多选)下列关于三种宇宙速度的说法中正确的是( )
A.第一宇宙速度v1＝7.9 km/s，第二宇宙速度v2＝11.2 km/s，则人造卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度大于等于v1，小于v2
B.美国发射的“凤凰号”火星探测卫星，其发射速度大于第三宇宙速度
C.第二宇宙速度是在地面附近使物体可以挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运行的人造小行星的最小发射速度
D.第一宇宙速度7.9 km/s是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度
核心要点二 人造地球卫星运行物理量分析
[问题探究]
如图所示，在地球的周围，有许多的卫星在不同的轨道上绕地球转动。
(1)这些卫星的轨道平面有什么特点？
(2)这些卫星的线速度、角速度、周期、向心加速度等跟什么因素有关呢？
答案 (1)轨道平面过地心。
(2)与轨道半径有关。
[探究归纳]
1.人造卫星的三种轨道
(1)赤道轨道：卫星轨道在赤道所在平面上，卫星始终处于赤道上方。
(2)极地轨道：卫星轨道平面与赤道平面垂直，卫星经过两极上空。
(3)一般轨道：卫星轨道平面和赤道平面成一定角度(不等于0或90°)，如图所示。
2.人造卫星的运行规律：人造卫星的运行规律类似行星运行规律。
万有引力提供向心力
[针对训练2] 2018年6月2日我国的“高分六号”在酒泉卫星发射中心发射成功，假设在轨运行的“高分六号”卫星、同步卫星和月球都绕地球做匀速圆周运动，它们在空间的位置示意图如图所示。下列有关“高分六号”卫星的说法正确的是( )
A.其发射速度可能小于7.9 km/s
B.绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度小
C.绕地球运行的周期比同步卫星绕地球运行的周期小
D.在运行轨道上完全失重，重力加速度为0
核心要点三 航天事业改变着人类的生活
20世纪人类最伟大的创举之一是开拓了太空这一全新活动领域。
1.卫星通信和卫星广播：通过卫星实现越洋通话、实时收看世界各地发来的电视新闻。
2.“静止”在赤道上空的同步气象卫星把广阔视野内的气象数据发回地面，3颗同步卫星就可以形成一条南北纬50°之间的全球观测带。再配合几颗纵穿地球两极的极轨卫星，就能形成全球气象卫星观测系统，为天气预报提供全面、及时的气象资料。
3.卫星引起了船舶、飞机导航技术的重大变化。利用全球卫星定位系统导航的各种汽车已经奔驰在城市的道路上。
4.地球资源卫星：应用于勘测海洋和水利资源、调查地下矿藏、监视自然灾害、观测环境污染等方面。
5.军用卫星：已经成为指挥系统和武器系统的重要组成部分，侦察卫星、军用通信卫星、军用导航卫星以及空中预警飞机构成了现代防务的“神经中枢”。
6.由于失重现象，航天器是一个微重力实验室，在这样的条件下，可以研制高纯度大单晶、超高纯度金属，进行各种物理、化学、生物、医学等学科的研究。
太空环境的另一个特点是高强度的辐射。它一方面对宇航员造成威胁；另一方面，它可以诱导生物基因的变异，受辐射的植物种子就有可能变为具有优良性状的新品种。
... ... ...
《拓展课 突破卫星运行问题中的三个难点》万有引力与宇宙航行PPT优质课件 知识拓展 拓展点一 卫星的变轨问题 1.卫星变轨问题的处理 卫星在运动中的变轨有两种情况：离心运动和近心运..
《相对论时空观与牛顿力学的局限性》万有引力与宇宙航行PPT优质课件 第一部分内容：核心素养目标 物理观念 知道爱因斯坦的两条假设，了解时间延缓效应、长度收缩效应，认识牛顿力学的..
《万有引力理论的成就》万有引力与宇宙航行PPT优质课件 第一部分内容：核心素养目标 物理观念 了解万有引力定律在天文学上的重要应用。 科学思维 掌握计算天体的质量和密度的方法。 ..
发布于：2020-05-03 14:24:22
0
人教版高中物理高中必修二
《相对论时空观与牛顿力学的局限性》万有引力与宇宙航行PPT优质课件
第一部分内容：核心素养目标
知道爱因斯坦的两条假设，了解时间延缓效应、长度收缩效应，认识牛顿力学的成就与局限性。
知道牛顿力学的适用范围，认识物理学中理论的相对稳定性，要有质疑精神。
认识迈克耳孙—莫雷实验对光速不变原理的推动作用，体会实验和理论的相互关系。
... ... ...
相对论时空观与牛顿力学的局限性PPT，第二部分内容：课前学习
知识点一 相对论时空观
1.爱因斯坦假设
(1)在不同的_________参考系中，物理规律的形式都是________的。
(2)真空中的________在不同的惯性参考系中大小都是________的。
2.时间延缓效应
如果相对于地面以v运动的___________上的人观察到与其一起运动的物体完成某个动作的时间间隔为Δτ，地面上的人观察到该物体在___________完成这个动作的时间间隔为Δt，那么两者之间的关系是Δt＝Δτ1－vc2
由于1－vc2<1，所以总有Δt___Δτ，此种情况称为时间延缓效应。
3.长度收缩效应
如果与杆相对________的人测得杆长是l0，沿着杆的方向，以v相对杆运动的人测得杆长是l，那么两者之间的关系是l＝l01－vc2由于1－vc2<1，所以总有l____l0，此种情况称为长度收缩效应。
惯性参考系
凡是牛顿运动定律成立的参考系，称为惯性参考系，简称惯性系。
①所有相对于惯性系做匀速直线运动的参考系都是惯性系。
②所有相对于惯性系做变速运动的参考系都是非惯性系。
知识点二 牛顿力学的成就与局限性
1.牛顿力学的成就
从地面上物体的运动到天体的运动，从拦河筑坝、修建桥梁到设计各种机械，从自行车到汽车、火车、飞机等现代交通工具的运动，从投出篮球到发射导弹、人造地球卫星、宇宙飞船……所有这些都服从___________的规律。
2.牛顿力学的局限性
(1)牛顿力学不适用于______运动。
(2)物理学研究深入到微观世界，发现了电子、质子、中子等微观粒子，而且发现它们不仅具有粒子性，同时还具有波动性，它们的运动规律在很多情况下不能用________来说明。
3.牛顿力学的适用范围
只适用于_______运动，不适用于高速运动；只适用于宏观世界，不适用于________世界。
牛顿力学经历了实验检验，不会被新的科学所否定。它以某种特殊情形被包含在新的理论之中。
... ... ...
相对论时空观与牛顿力学的局限性PPT，第三部分内容：核心探究
核心要点一 相对论时空观
牛顿力学时空观与相对论时空观比较
[例1] (多选)关于相对论时空观的说法，正确的是( )
A.在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的
B.在一切惯性参考系中，光在真空中的速度都等于c，与光源的运动无关
C.在牛顿力学时空观中认为同时发生的事件，在相对论时空观中也是同时发生的
D.时间和空间是永恒不变的
解析 相对论时空观中，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，选项A正确；在一切惯性参考系中，光在真空中的速度都等于c，与光源的运动无关，选项B正确；相对论时空观中，时间和空间具有相对性，故选项C、D错误。
答案 AB
[例2] (2019·江西吉安高一月考)如图所示，a、b、c为三个完全相同的时钟，a放在水平地面上，b、c分别放在以速度vb、vc向同一方向飞行的两枚火箭上，且vb A.a B.b C.c D.无法确定 [例3] 如图所示，两艘飞船A、B沿同一直线同向飞行，相对地面的速度均为v(v接近光速c)。地面上测得它们相距为L，则A测得两飞船间的距离________(选填“大于”“等于”或“小于”)L。当B向A发出一光信号，A测得该信号的速度为________。 [针对训练1] (2016·江苏高考)一艘太空飞船静止时的长度为30 m，他以0.6c(c为光速)的速度沿长度方向飞行越过地球，下列说法正确的是( ) A.飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30 m B.地球上的观测者测得该飞船的长度小于30 m C.飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于c D.地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c 核心要点二 对牛顿力学的理解 1.牛顿力学 牛顿力学通常指以牛顿运动定律为核心的矢量力学，有时也泛指描述低速宏观物体机械运动的经典力学体系。 2.发展历程 从亚里士多德和阿基米德的物理学发展到经典力学体系经历了约两千年，经历了以哥白尼、开普勒和伽利略为代表的科学革命。牛顿在伽利略、笛卡儿、开普勒、惠更斯等人研究的基础上，进行了一次科学的伟大的综合，形成了一个以实验为基础、以数学为表达形式的力学科学体系。 3.牛顿力学的伟大成就 牛顿力学和天文学相结合，建立了天体力学；牛顿力学和工程实际相结合，建立了各种应用力学，如流体力学、材料力学、结构力学等。所有宏观物体的运动问题，都服从牛顿力学的规律。 4.牛顿力学的局限性 牛顿力学有自身的局限性，它不适用于高速运动，也不适用于微观领域。在高速运动中，相对论可以描述其运动规律，量子力学可以描述微观粒子的运动规律。但相对论和量子力学并未否定牛顿力学，只认为牛顿力学是自己在一定条件下的特殊情形。 [例4] 下列说法中正确的是( ) A.牛顿运动定律就是牛顿力学 B.牛顿力学的基础是牛顿运动定律 C.牛顿运动定律可以解决自然界中的所有问题 D.牛顿力学可以解决自然界中的所有问题 [针对训练3] 牛顿力学不适用于下列哪些运动( ) A.火箭的发射 B.宇宙飞船绕地球的运动 C.“勇气号”宇宙探测器的运行 D.微观粒子的波动性 ... ... ... 《拓展课 突破卫星运行问题中的三个难点》万有引力与宇宙航行PPT优质课件 知识拓展 拓展点一 卫星的变轨问题 1.卫星变轨问题的处理 卫星在运动中的变轨有两种情况：离心运动和近心运.. 《宇宙航行》万有引力与宇宙航行PPT优质课件 第一部分内容：核心素养目标 物理观念 知道三个宇宙速度及含义，了解卫星的分类。 科学思维 会推导第一宇宙速度，掌握人造卫星的线速度、.. 《万有引力理论的成就》万有引力与宇宙航行PPT优质课件 第一部分内容：核心素养目标 物理观念 了解万有引力定律在天文学上的重要应用。 科学思维 掌握计算天体的质量和密度的方法。 ..
发布于：2020-05-03 14:24:22
0
人教版高中物理高中必修二
《行星的运动》万有引力与宇宙航行PPT优质课件
第一部分内容：核心素养目标
了解地心说和日心说，知道开普勒行星运动三定律的内容。
掌握行星运动定律的应用。
科学态度与责任
了解人们对行星运动的认识过程漫长复杂，真理来之不易。
... ... ...
行星的运动PPT，第二部分内容：课前学习
知识点一 地心说与日心说
[观图助学]
地心说和日心说的内容分别是什么？
1.地心说：_________是宇宙的中心，是______________的，太阳、月球以及其他星体都绕___________。
2.日心说：_________是静止不动的，地球和其他行星都绕_________运动。
3.局限性：都把天体的运动看得很神圣，认为天体的运动必然是最完美、最和谐的________________，而与丹麦天文学家_______的观测数据不符。
[思考判断]
(1)地球是整个宇宙的中心，其他天体都绕地球运动。( )
(2)太阳是整个宇宙的中心，其他天体都绕太阳运动。( )
(3)太阳每天东升西落，这一现象说明太阳绕着地球运动。( )
地心说的代表人物：托勒密(古希腊)。
日心说的代表人物：哥白尼(波兰)。
两种学说都不正确，因为任何天体都在不停地运动。
知识点二 开普勒定律
[观图助学]
如图所示，太阳系的八大行星围绕太阳以什么样的轨道运转？其运动有什么规律？
[思考判断]
(1)太阳系中所有行星都绕太阳做椭圆运动，且它们到太阳的距离各不相同。( )
(2)太阳系中所有行星都绕太阳在同一个平面内运动。( )
(3)太阳系中离太阳越远的行星，运行周期就越大。( )
(4)可近似认为地球围绕太阳做圆周运动。( )
在二十四节气中，春分、秋分是日夜平分的日子，在北半球夏至、冬至分别是白天最长和最短的日子，各节气地球与太阳的位置关系如图所示。
开普勒行星运动定律不仅适用于行星围绕太阳运转，也适用于卫星围绕行星运转。在开普勒第三定律中，同一天体系统中k值相等，但在不同的天体系统中，k值不相等。
... ... ...
行星的运动PPT，第三部分内容：核心探究
核心要点一 对开普勒三定律的理解
[问题探究]
如图所示为地球绕太阳运动的示意图及北半球春分、夏至、秋分、冬至时地球所在的位置。
(1)太阳是否在轨道平面的中心？夏至、冬至时地球到太阳的距离是否相同？
(2)一年之内秋冬两季比春夏两季为什么要少几天？
答案 (1)太阳不在轨道中心，而在轨迹的焦点上。夏至、冬至时地球到太阳的距离不相同，夏至时地球离太阳远些。
(2)在冬天地球要经过近日点，夏天经过远日点，由开普勒第二定律可知，地球在冬天比在夏天运动得快一些，因此地球轨道上相当于春、夏部分比秋、冬部分要长些，从题图看出春分到秋分的春、夏两季地球与太阳连线所扫过的面积比秋分到次年春分的秋、冬两季地球与太阳连线所扫过的面积大，即一年之内秋冬两季比春夏两季要少几天。
[探究归纳]
1.不同行星绕太阳运行时的椭圆轨道是不同的。多数行星的轨道都十分接近圆。
2.近日点速率大，远日点速率小。
3.开普勒三定律是对行星绕太阳运动的总结，实践表明开普勒三定律也适用于其他天体的运动，如月球绕地球的运动，卫星(或人造卫星)绕行星的运动。
[试题案例]
[例1] 关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是( )
A.第谷总结出了行星按照椭圆轨道运行的规律
B.开普勒在牛顿运动定律的基础上，导出了行星运动的规律
C.开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律
D.开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因
[针对训练1] 火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知( )
A.太阳位于木星运行轨道的中心
B.火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等
C.火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方
D.相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积
核心要点二 开普勒第三定律的应用
[问题探究]
如图所示是火星冲日的年份示意图，请思考：
(1)观察图中地球、火星的位置，地球和火星的公转周期哪个更长？
(2)已知地球的公转周期是一年，由此计算火星的公转周期还需要知道哪些数据？
(3)地球、火星的轨道可近似看成圆轨道，开普勒第三定律还适用吗？
[探究归纳]
1.适用范围：天体的运动可近似看成匀速圆周运动，开普勒第三定律既适用于做椭圆运动的天体，也适用于做圆周运动的天体。
(1)知道了行星到太阳的距离，就可以由开普勒第三定律计算或比较行星绕太阳运行的周期。反之，知道了行星的周期，也可以计算或比较其到太阳的距离。
(2)知道了彗星的周期，就可以由开普勒第三定律计算彗星轨道的半长轴。反之，知道了彗星的半长轴也可以求出彗星的周期。
... ... ...
《拓展课 突破卫星运行问题中的三个难点》万有引力与宇宙航行PPT优质课件 知识拓展 拓展点一 卫星的变轨问题 1.卫星变轨问题的处理 卫星在运动中的变轨有两种情况：离心运动和近心运..
《相对论时空观与牛顿力学的局限性》万有引力与宇宙航行PPT优质课件 第一部分内容：核心素养目标 物理观念 知道爱因斯坦的两条假设，了解时间延缓效应、长度收缩效应，认识牛顿力学的..
《宇宙航行》万有引力与宇宙航行PPT优质课件 第一部分内容：核心素养目标 物理观念 知道三个宇宙速度及含义，了解卫星的分类。 科学思维 会推导第一宇宙速度，掌握人造卫星的线速度、..
发布于：2020-05-03 14:24:21
0
人教版高中物理高中必修二
《万有引力定律》万有引力与宇宙航行PPT优质课件
第一部分内容：核心素养目标
理解太阳与行星间引力的存在，掌握万有引力定律的内容及其表达式。
根据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星间的引力公式，通过月—地检验等将太阳与行星间的引力推广为万有引力定律，掌握万有引力表达式的适用条件及应用。
科学态度与责任
严谨的科学态度，求真、求简的科学精神与方法，探求宇宙真理的热情。
... ... ...
万有引力定律PPT，第二部分内容：课前学习
知识点一 行星与太阳间的引力
[观图助学]
(1)为什么苹果从树上落向地面而不飞上天空？
(2)在我们周围物体都要受到地球引力的作用，那么地球也受到太阳的引力作用吗？为什么地球不会落到太阳的表面，而是环绕太阳转动？
1.推导过程
如右图所示，设行星的质量为m，速度为v，行星与太阳间的距离为r，则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力为F＝__________①
天文观测可以测得行星公转的周期T，并据此可求出行星的速度v＝_________②联立①②整理后得F＝___________③
2.表达式：F＝Gm太mr2
式中量G与太阳、行星都没有关系。太阳与行星间引力的方向沿着二者的连线。
苹果落向地面是地球对苹果的引力造成的。
正是因为太阳的引力作用，行星才能环绕太阳转动。
知识点二 月—地检验
[观图助学]
地球对卫星的引力与月球对“嫦娥二号”的引力性质是否相同？遵守的规律是否相同？
[思考判断]
(1)月球绕地球做匀速圆周运动是因为月球受力平衡。( )
(2)月球做圆周运动的向心力是由地球对它的引力产生的。( )
(3)地球对月球的引力与地面上的物体所受的地球的引力是两种不同性质的力。( )
知识点四 引力常量
1.引力常量的测定
英国物理学家卡文迪什在实验室里通过扭秤装置，比较准确地得出了G值，当时测得G＝6.745×10－11 N·m2/kg2。国际科技数据委员会2014年的推荐值G＝6.674 08(31)×10－11 N·m2/kg2，通常取G＝6.67×10－11 N·m2/kg2。
2.引力常量测定的意义
(1)卡文迪什利用扭秤装置通过改变小球的质量和距离，证实了万有引力的存在及万有引力定律的正确性。
(2)引力常量的普适性成了万有引力定律正确性的有力证据。
... ... ...
万有引力定律PPT，第三部分内容：核心探究
核心要点一 万有引力定律的理解
[问题探究]
太阳与行星之间、地球与月球之间以及任何物体之间都存在万有引力。
(1)公式F＝Gm1m2r2中r的含义是什么？
(2)任何两个物体之间的万有引力都能利用公式F＝Gm1m2r2计算出来吗？
[探究归纳]
1.对万有引力定律表达式F＝Gm1m2r2的说明
(1)引力常量G：G＝6.67×10－11 N·m2/kg2；其物理意义为：引力常量在数值上等于两个质量都是1 kg的质点相距1 m时的相互吸引力。
(2)距离r：公式中的r是两个质点间的距离，对于质量均匀分布的球体，就是两球心间的距离。
2.F＝Gm1m2r2的适用条件
(1)万有引力定律公式适用于计算质点间的相互作用，当两个物体间的距离比物体本身的尺度大得多时，可用此公式近似计算两物体间的万有引力。
(2)质量分布均匀的球体间的相互作用，可用此公式计算，式中r是两个球体球心间的距离。
(3)一个均匀球体与球外一个质点的万有引力也可用此公式计算，式中的r是球体球心到质点的距离。
3.万有引力的四个特性
[针对训练1] (多选)关于万有引力和万有引力定律的理解正确的是( )
A.不能看作质点的两物体间不存在相互作用的引力
B.只有能看作质点的两物体间的引力才能用F＝计算
C.由F＝知，两物体间距离r减小时，它们之间的引力增大
D.引力常量G的测出，证明了万有引力定律的正确性
核心要点二 万有引力定律的简单应用
1.任何两个物体间都存在着万有引力，但F＝Gm1m2r2有其适用范围，在计算万有引力的大小时注意判断是否符合适用条件。
2.在应用万有引力定律表达式F＝Gm1m2r2进行有关计算时，r是指两质点(或两球心，或质点与球心)之间的距离，而不是两物体(球)之间的距离。
[试题案例]
[例2] (多选)(2019·河北武邑中学期中考试)在讨论地球潮汐成因时，地球绕太阳运行的轨道与月球绕地球运行的轨道均可视为圆轨道。已知太阳质量约为月球质量的2.7×107倍，地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的400倍。关于太阳和月球对地球上相同质量海水的引力，下列说法正确的是( )
A.太阳引力远大于月球引力
B.太阳引力与月球引力相差不大
C.月球对不同区域海水的引力大小相等
D.月球对不同区域海水的引力大小有差异
... ... ...
《拓展课 突破卫星运行问题中的三个难点》万有引力与宇宙航行PPT优质课件 知识拓展 拓展点一 卫星的变轨问题 1.卫星变轨问题的处理 卫星在运动中的变轨有两种情况：离心运动和近心运..
《相对论时空观与牛顿力学的局限性》万有引力与宇宙航行PPT优质课件 第一部分内容：核心素养目标 物理观念 知道爱因斯坦的两条假设，了解时间延缓效应、长度收缩效应，认识牛顿力学的..
《宇宙航行》万有引力与宇宙航行PPT优质课件 第一部分内容：核心素养目标 物理观念 知道三个宇宙速度及含义，了解卫星的分类。 科学思维 会推导第一宇宙速度，掌握人造卫星的线速度、..
发布于：2020-05-03 14:24:21
0
人教版高中物理高中必修二
《万有引力理论的成就》万有引力与宇宙航行PPT优质课件
第一部分内容：核心素养目标
了解万有引力定律在天文学上的重要应用。
掌握计算天体的质量和密度的方法。
科学态度与责任
认识科学定律对人类探索未知世界的作用。
... ... ...
万有引力理论的成就PPT，第二部分内容：课前学习
知识点一 “称量”地球的质量
如何“称量”地球的质量呢？
1.思路：地球表面上质量为m的物体，若不考虑地球自转，物体的重力等于地球对物体的万有引力。
2.关系式：mg＝________。(m地为地球质量，R为地球的半径)
3.结论：m地＝________，只要知道g、R、G的值，就可计算出地球的质量。
利用m地＝gR2G“称量”地球质量的方法可以推广到其他天体(如月球)质量的确定，只不过R应是该天体的半径，g应是该天体表面的重力加速度。
知识点二 计算天体的质量
1.思路：质量为m的行星绕太阳做匀速圆周运动时，行星与太阳间的万有引力提供向心力。
2.关系式：
3.结论：m太＝___________，只要知道行星绕太阳运动的周期T和半径r就可以计算出太阳的质量。
[思考判断]
(1)地球表面的物体的重力必然等于地球对它的万有引力。( )
(2)若只知道某行星绕太阳做圆周运动的半径，则可以求出太阳的质量。( )
(3)若知道某行星绕太阳做圆周运动的线速度和角速度，则可以求出太阳的质量。( )
知识点三 发现未知天体、预言哈雷彗星回归
[观图助学]
太阳系的行星(或矮行星)中，海王星距离太阳很远，是如何被发现的？
1.海王星的发现：英国剑桥大学的学生________和法国年轻的天文学家_______根据天王星的观测资料，利用万有引力定律计算出天王星外“新”行星的轨道。1846年9月23日，德国的_______在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星——________。
2.其他天体的发现：近100年来，人们在海王星的轨道之外又发现了________、阋神星等几个较大的天体。
3.哈雷彗星回归
英国天文学家哈雷计算出在1531年、1607年和1682年出现的三颗彗星的轨道如出一辙，并预言这三次出现的彗星是同一颗星，周期约为76年，还预言它将于1758年底或1759年初再次回归。1759年3月这颗彗星如期通过了近日点，它最近一次回归是1986年，它的下次回归将在2061年左右。
[思考判断]
(1)天王星是依据万有引力定律计算的轨道而发现的。( )
(2)海王星的发现确立了万有引力定律的地位。( )
(3)牛顿根据万有引力定律计算出了海王星的轨道。( )
... ... ...
万有引力理论的成就PPT，第三部分内容：核心探究
核心要点一 计算天体的质量和密度
[问题探究]
月球是地球的唯一一颗天然卫星，月球已经伴随地球超过46亿年，根据月球的公转周期和轨道半径，我们能否推导出月球的质量，能否推导出地球的质量？
[探究归纳]
天体质量和密度的计算
[试题案例]
[例1] (2017·北京卷)利用引力常量G和下列有关数据，的是( )
A.地球的半径及重力加速度
B.人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期
C.月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离
D.地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离
(1)利用万有引力提供向心力的方法只能求解中心天体的质量，而不能求出做圆周运动的环绕天体(行星或卫星)的质量。
(2)要注意R、r的区分：R指中心天体的半径，r指环绕天体(行星或卫星)的轨道半径。
图中r＝R＋h，R为中心天体半径、r为环绕半径、h为环绕天体(行星或卫星)离中心天体表面的高度。
[例2] 2019年1月3日，由我国发射的“嫦娥四号”首次实现人类探测器在月球背面的软着陆。地球表面的重力加速度是月球表面重力加速度的6倍，地球半径为月球半径的4倍，则地球和月球的平均密度之比为( )
A.1.5 B.4 C.6 D.24
核心要点二 天体运动物理量的分析与计算
[问题探究]
已知地球、火星都绕太阳转动，火星的公转半径是地球公转半径的1.5倍，根据以上材料思考：
(1)地球、火星遵循什么样的动力学规律？
(2)如何比较火星与地球的线速度、角速度、周期以及向心加速度的大小？
[探究归纳]
1.基本思路
一般行星或卫星的运动可看作匀速圆周运动，所需要的向心力都由中心天体对它的万有引力提供，即F向＝F万。
2.常用关系
[试题案例]
[例3] 火星直径约为地球的一半，质量约为地球的十分之一，它绕太阳公转的轨道半径约为地球公转半径的1.5倍。根据以上数据，以下说法中正确的是( )
A.火星表面重力加速度的数值比地球表面的大
B.火星公转的周期比地球的长
C.火星公转的线速度比地球的大
D.火星公转的向心加速度比地球的大
方法总结 解答天体运动问题的技巧
(1)建立模型
不论是自然天体(如地球、月球等)还是人造天体(如卫星、飞船等)，只要它们是在绕某一中心天体做圆周运动，就可以将其简化为质点的匀速圆周运动模型来处理问题。
(2)列方程求解
根据中心天体对环绕星体的万有引力提供向心力，列出合适的向心力表达式进行求解。
... ... ...
《拓展课 突破卫星运行问题中的三个难点》万有引力与宇宙航行PPT优质课件 知识拓展 拓展点一 卫星的变轨问题 1.卫星变轨问题的处理 卫星在运动中的变轨有两种情况：离心运动和近心运..
《相对论时空观与牛顿力学的局限性》万有引力与宇宙航行PPT优质课件 第一部分内容：核心素养目标 物理观念 知道爱因斯坦的两条假设，了解时间延缓效应、长度收缩效应，认识牛顿力学的..
《宇宙航行》万有引力与宇宙航行PPT优质课件 第一部分内容：核心素养目标 物理观念 知道三个宇宙速度及含义，了解卫星的分类。 科学思维 会推导第一宇宙速度，掌握人造卫星的线速度、..
发布于：2020-05-03 14:24:21
0
人教版高中物理高中必修二
《万有引力理论的成就》万有引力与宇宙航行PPT优秀课件
第一部分内容：学习目标
1.了解万有引力定律在天文学上的重要应用.
2.了解“称量”地球质量、计算太阳质量的基本思路，会用万有引力定律计算天体的质量.
3.理解运用万有引力定律处理天体运动问题的思路和方法.
... ... ...
万有引力理论的成就PPT，第二部分内容：01梳理教材 夯实基础
一、“称量”地球的质量
1.思路：地球表面的物体，若不考虑地球自转的影响，物体的重力等于______________ .
2.关系式：mg＝_______.
3.结果：m地＝_______，只要知道g、R、G的值，就可计算出地球的质量.
4.推广：若知道其他某星球表面的重力加速度和星球半径，可计算出该星球的质量.
二、计算天体的质量
1.思路：质量为m的行星绕太阳做匀速圆周运动时，________________________充当向心力.
2.关系式：Gmm太r2＝m4π2T2r.
3.结论：m太＝______，只要再知道引力常量G，行星绕太阳运动的周期T和轨道半径r就可以计算出太阳的质量.
4.推广：若已知引力常量G，卫星绕行星运动的周期和卫星与行星之间的距离，可计算出行星的质量.
三、发现未知天体
1.海王星的发现：英国剑桥大学的学生_________和法国年轻的天文学家_________根据天王星的观测资料，利用万有引力定律计算出天王星外“新”行星的轨道.1846年9月23日，德国的_________在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星——海王星.
2.其他天体的发现：海王星之外残存着太阳系形成初期遗留的物质.近100年来，人们在海王星的轨道之外又发现了_________、阋神星等几个较大的天体.
四、预言哈雷彗星回归
英国天文学家哈雷计算了1531年、1607年和1682年出现的三颗彗星的轨道，他大胆预言这三颗彗星是同一颗星，周期约为____，并预言了这颗彗星再次回归的时间.1759年3月这颗彗星如期通过了____点，它最近一次回归是1986年，它的下次回归将在____年左右.
1.判断下列说法的正误.
(1)地球表面的物体的重力必然等于地球对它的万有引力.( )
(2)若知道某行星的自转周期和行星绕太阳做圆周运动的轨道半径，则可以求出太阳的质量.( )
(3)已知地球绕太阳转动的周期和轨道半径，可以求出地球的质量.( )
(4)海王星的发现表明了万有引力理论在太阳系内的正确性.( )
(5)海王星的发现和彗星的“按时回归”确立了万有引力定律的地位.( )
2.已知引力常量G＝6.67×10－11 N·m2/kg2，地球表面的重力加速度g＝9.8 m/s2，地球半径R＝6.4×106 m，则可知地球的质量约为__________.(结果保留一位有效数字)
... ... ...
万有引力理论的成就PPT，第三部分内容：02探究重点 提升素养
一、天体质量和密度的计算
1.卡文迪什在实验室测出了引力常量G的值，他称自己是“可以称量地球质量的人”.
(1)他“称量”的依据是什么？
答案 若忽略地球自转的影响，在地球表面上物体受到的重力等于地球对物体的万有引力；
(2)若已知地球表面重力加速度g，地球半径R，引力常量G，求地球的质量和密度.
2.如果知道地球绕太阳的公转周期T和它与太阳的距离r，能求出太阳的质量吗？若要求太阳的密度，还需要哪些量？
天体质量和密度的计算方法
例1 (2019·潍坊一中期末)假设在半径为R的某天体上发射一颗该天体的卫星，已知引力常量为G，忽略该天体自转.
(1)若卫星距该天体表面的高度为h，测得卫星在该处做圆周运动的周期为T1，则该天体的密度是多少？
(2)若卫星贴近该天体的表面做匀速圆周运动的周期为T2，则该天体的密度是多少？
例2 (2019·临夏中学期末)若有一星球密度与地球密度相同，它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的3倍，则该星球质量是地球质量的
A.27倍 B.3倍 C.0.5倍 D.9倍
二、天体运动的分析与计算
1.一般行星(或卫星)的运动可看做匀速圆周运动，所需向心力由中心天体对它的万有引力提供.
2.忽略自转时，mg＝GMmR2，整理可得：GM＝gR2.在引力常量G和中心天体质量M未知时，可用gR2替换GM，GM＝gR2被称为“黄金代换式”.
3.天体运动的物理量与轨道半径的关系
(1)由GMmr2＝mv2r得v＝GMr.
(2)由GMmr2＝mω2r得ω＝GMr3.
(3)由GMmr2＝m2πT2r得T＝2πr3GM.
(4)由GMmr2＝man得an＝GMr2.
由以上关系式可知：①卫星的轨道半径r确定后，其相对应的线速度大小、角速度、周期和向心加速度大小是唯一的，与卫星的质量无关，即同一轨道上的不同卫星具有相同的周期、线速度大小、角速度和向心加速度大小.
②卫星的轨道半径r越大，v、ω、an越小，T越大，即越远越慢.
例３ 在轨卫星碰撞产生的大量碎片会影响太空环境.假定有甲、乙两块碎片绕地球运动的轨道都是圆，甲的运行速率比乙的大，则下列说法中正确的是
A.甲的运行周期一定比乙的长
B.甲距地面的高度一定比乙的高
C.甲的向心力一定比乙的小
D.甲的向心加速度一定比乙的大
... ... ...
万有引力理论的成就PPT，第四部分内容：03随堂演练 逐点落实
1.(天体质量的计算)(多选)(2019·西安高级中学期中)已知下列哪组数据，可以算出地球的质量M(引力常量G已知)
A.月球绕地球运动的周期T1及月球到地球中心的距离R1
B.地球绕太阳运行的周期T2及地球到太阳中心的距离R2
C.人造地球卫星在地面附近的运行速度v3和运行周期T3
D.地球绕太阳运行的速度v4及地球到太阳中心的距离R4
2.(卫星各运动参量与轨道半径的关系)(2019·安阳市二十六中期末)我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高.2018年5月9日发射的“高分五号”轨道高度约为705 km，之前已运行的“高分四号”轨道高度约为36 000 km，它们都绕地球做圆周运动.与“高分四号”相比，下列物理量中“高分五号”较小的是
A.周期 B.角速度
C.线速度 D.向心加速度
3.(天体密度的计算)地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，引力常量为G，可估算地球的平均密度为
4.(天体质量和密度的计算)一飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星运行，若认为行星是密度均匀的球体，引力常量已知，那么要确定该行星的密度，只需要测量
A.飞船的轨道半径 B.飞船的运行速度
C.飞船的运行周期 D.行星的质量
... ... ...
《拓展课 突破卫星运行问题中的三个难点》万有引力与宇宙航行PPT优质课件 知识拓展 拓展点一 卫星的变轨问题 1.卫星变轨问题的处理 卫星在运动中的变轨有两种情况：离心运动和近心运..
《相对论时空观与牛顿力学的局限性》万有引力与宇宙航行PPT优质课件 第一部分内容：核心素养目标 物理观念 知道爱因斯坦的两条假设，了解时间延缓效应、长度收缩效应，认识牛顿力学的..
《宇宙航行》万有引力与宇宙航行PPT优质课件 第一部分内容：核心素养目标 物理观念 知道三个宇宙速度及含义，了解卫星的分类。 科学思维 会推导第一宇宙速度，掌握人造卫星的线速度、..
发布于：2020-05-03 14:24:20
0
人教版高中物理高中必修二
《宇宙航行》万有引力与宇宙航行PPT优秀课件
第一部分内容：学习目标
1.会推导第一宇宙速度，知道三个宇宙速度的含义.
2.了解人造地球卫星的历史及现状，认识同步卫星的特点.
3.了解人类对太空的探索历程和我国载人航天工程的发展.
... ... ...
宇宙航行PPT，第二部分内容：01梳理教材 夯实基础
一、宇宙速度
1.牛顿的设想
如图1所示，把物体从高山上水平抛出，如果速度_________，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为_________.
2.第一宇宙速度的推导
(1)已知地球质量m地和半径R，物体绕地球的运动可视为_________运动，____________________________________提供物体运动所需的向心力，即_________＝mv2R，可得v＝_________ .
(2)已知地面附近的重力加速度g和地球半径R，由 ＝mv2R得：v＝_________.
(3)三个宇宙速度及含义
二、人造地球卫星
1._________年10月4日，世界上第一颗人造地球卫星发射成功. _________年4月24日，我国第一颗人造地球卫星“东方红1号”发射成功.为我国航天事业作出特殊贡献的科学家_________被誉为“中国航天之父”.
2.地球同步卫星的特点
地球同步卫星位于_________上方高度约_________处，因_________，也称静止卫星.地球同步卫星与地球以_________的角速度转动，周期与地球自转周期_________.
三、载人航天与太空探索
1. _________年苏联宇航员_________进入东方一号载人飞船，铸就了人类首次进入太空的丰碑.
2.1969年，美国_________飞船发射升空，拉开人类登月这一伟大历史事件的帷幕.
3. _________ 年10月15日9时，我国_________宇宙飞船把中国第一位航天员_________送入太空，截止到2017年底，我国已经将 名航天员送入太空，包括两名女航天员.
4._________年6月，神舟十号分别完成与_________空间站的手动和自动交会对接；2016年10月19日，神舟十一号完成与天宫二号空间站的自动交会对接.2017年4月20日，我国发射了货运飞船 _________，入轨后与天宫二号空间站进行自动交会对接、自主快速交会对接等3次交会对接及多项实验.
1.判断下列说法的正误.
(1)在地面上发射人造地球卫星的最小速度是7.9 km/s.( )
(2)人造地球卫星的最小绕行速度是7.9 km/s.( )
(3)我国向月球发射的“嫦娥二号”宇宙飞船在地面附近的发射速度要大于11.2 km/s.( )
(4)在地面附近发射火星探测器的速度应为11.2 km/s (5)由v＝_________，高轨道卫星运行速度小，故发射高轨道卫星比发射低轨道卫星更容易.( ) 2.已知火星的半径为R，火星的质量为m火，引力常量为G，则火星的第一宇宙速度为 _________ . ... ... ... 宇宙航行PPT，第三部分内容：02探究重点 提升素养 一、三个宇宙速度 不同天体的第一宇宙速度是否相同？第一宇宙速度的决定因素是什么？ 1.第一宇宙速度 (1)两个表达式 (2)含义 ①近地卫星的圆轨道运行速度，大小为7.9 km/s，也是卫星圆轨道的最大运行速度. ②人造卫星的最小发射速度，向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星困难，需要更多能量. 2.第二宇宙速度 在地面附近发射飞行器，使之能够克服地球的引力，永远离开地球所需的最小发射速度，其大小为11.2 km/s.当发射速度7.9 km/s 3.第三宇宙速度 在地面附近发射飞行器，使之能够挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外的最小发射速度，其大小为16.7 km/s. 例1 (2019•天津一中期末)我国发射了一颗绕月运行的探月卫星“嫦娥一号”.设该卫星的轨道是圆形的，且贴近月球表面.已知月球的质量约为地球质量的181，月球的半径约为地球半径的14，地球的第一宇宙速度约为7.9 km/s，则该探月卫星绕月运行的最大速率约为 A.0.4 km/s B.1.8 km/s C.11 km/s D.36 km/s 例2 (2019·湘潭一中期末)某人在一星球上以速率v竖直上抛一物体，经时间t后，物体以速率v落回手中.已知该星球的半径为R，求该星球的第一宇宙速度.(物体只受星球的引力，忽略星球自转的影响) 二、人造地球卫星 1.人造地球卫星 (1)卫星的轨道平面可以在赤道平面内(如同步轨道)，可以通过两极上空(极地轨道)，也可以和赤道平面成任意角度，如图2所示. (2)因为地球对卫星的万有引力提供了卫星绕地球做圆周运动的向心力，所以地心必定是卫星圆轨道的圆心. 2.近地卫星 3.同步卫星 (1)“同步”的含义就是和地面保持相对静止，所以其周期等于地球自转周期. (2)特点 ①定周期：所有同步卫星周期均为T＝24 h. ②定轨道：同步卫星轨道必须在地球赤道的正上方，运转方向必须跟地球自转方向一致，即由西向东. 三、同步卫星、近地卫星、赤道上物体的比较 例5 如图4所示，A为地面上的待发射卫星，B为近地圆轨道卫星，C为地球同步卫星.三颗卫星质量相同，三颗卫星的线速度大小分别为vA、vB、vC，角速度大小分别为ωA、ωB、ωC，周期分别为TA、TB、TC，向心加速度大小分别为aA、aB、aC，则 A.ωA＝ωC<ωB B.TA＝TC C.vA＝vC D.aA＝aC>aB 同步卫星、近地卫星、赤道上物体的比较 1.同步卫星和近地卫星都是万有引力提供向心力，即都满足GMmr2＝mv2r＝mω2r＝m4π2T2r＝man.由上式比较各运动量的大小关系，即r越大，v、ω、an越小，T越大. 2.同步卫星和赤道上物体都做周期和角速度相同的圆周运动.因此要通过v＝ωr，an＝ω2r比较两者的线速度和向心加速度的大小. ... ... ... 宇宙航行PPT，第四部分内容：03随堂演练 逐点落实 1.(对宇宙速度的理解)(多选)(2019·巴蜀中学期末)下列关于三种宇宙速度的说法中正确的是 A.人造卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度大于或等于7.9 km/s、小于11.2 km/s B.火星探测卫星的发射速度大于16.7 km/s C.第二宇宙速度是在地面附近使物体可以挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度 D.第一宇宙速度7.9 km/s是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度 2.(对同步卫星的认识)(多选)(2019·海师附中期中)下列关于同步通信卫星的说法正确的是 A.各国发射的地球同步卫星的高度和速率都是相等的 B.同步通信卫星的角速度虽已确定，但高度和速率可以选择，高度增加，速率增大，高度降低，速率减小，仍同步 C.我国发射的第一颗人造地球卫星的周期是114 min，它的高度比同步卫星低 D.同步通信卫星的速率比我国发射的第一颗人造地球卫星速率小 3.(同步卫星、近地卫星、赤道上物体的比较)(多选)如图6所示，同步卫星与地心的距离为r，运行速率为v1，向心加速度为a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球半径为R，则下列关系式正确的是 4.(第一宇宙速度的计算)(2019·岷县一中期末)已知某星球的质量是地球质量的81倍，半径是地球半径的9倍.已知地球的第一宇宙速度为7.9 km/s，则在该星球上发射一颗人造卫星，其发射人造卫星的速度最小是多少？ 《拓展课 突破卫星运行问题中的三个难点》万有引力与宇宙航行PPT优质课件 知识拓展 拓展点一 卫星的变轨问题 1.卫星变轨问题的处理 卫星在运动中的变轨有两种情况：离心运动和近心运.. 《相对论时空观与牛顿力学的局限性》万有引力与宇宙航行PPT优质课件 第一部分内容：核心素养目标 物理观念 知道爱因斯坦的两条假设，了解时间延缓效应、长度收缩效应，认识牛顿力学的.. 《宇宙航行》万有引力与宇宙航行PPT优质课件 第一部分内容：核心素养目标 物理观念 知道三个宇宙速度及含义，了解卫星的分类。 科学思维 会推导第一宇宙速度，掌握人造卫星的线速度、..
发布于：2020-05-03 14:24:20
0
人教版高中物理高中必修二
关于我们
XML地图
TXT地图
手机端
全部标签
备案号：冀ICP备18037400号-14