《重力势能》机械能守恒定律PPT课件

《功与功率》机械能守恒定律PPT课件

第一部分内容：学习目标

1.理解功的概念

2.掌握W=Flcos a的适用条件，会用它进行计算。

3.理解正功、负功的含义，会求多个力的总功。

4.掌握变力功的求法

5.知道功率的概念，理解功率的物理意义

6.掌握功率的定义式P=W/T,能够用P=w/t解答有关问题

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功与功率PPT，第二部分内容：新课导入

一、功和功的公式

1．功的定义

一个物体受到力的作用，并在_________发生了一段____，我们就说这个力对物体做了功．

2．做功的因素

(1)力；(2)物体在____上发生的位移．

3．功的公式

(1)力F与位移l同向时：W＝____ .

(2)力F与位移l有夹角α时：W＝____，其中F、l、cos α分别表示________、________、________．

(3)各物理量的单位：____的单位是N，____的单位是m，W的单位是____，即____ .

力对物体所做的____与完成这些功所用____的比值．

2．定义式    P＝____.

在国际单位制中，功率的单位是____，简称瓦，用符号W表示．

功率是标量，它是表示物体做功____的物理量．

三、功率与速度

1．功率与速度的关系式

P＝____(F与v方向相同)．

功率定义式：P＝____功的计算式：W＝____位移：l＝vt D→P＝____

由功率速度关系式知，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．

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功与功率PPT，第三部分内容：联系实际  学以致用

1、汽车上坡时，司机一般要“换挡”减小车速，使汽车以较小的速度爬坡，为什么呢？请用今天所学的知识加以解释。

当汽车发动机的功率一定时，根据P=Fv知，牵引力与速度成反比，所以通过减小速度来增大牵引力，使汽车能顺利上坡。 

2、汽车上坡时，若不减小车速，司机应采取什么措施？为什么？

加大油门，增大输出功率，来获得较大的牵引力。

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功与功率PPT，第四部分内容：常考题型

题组一　对功的理解

题1［多选］下列说法中正确的是（　　）

A.功是矢量，正、负表示方向

B.功是标量，正、负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功

C.功和能的单位都是焦耳，功和能可以相互转化

D.力做功总是在某过程中完成的，所以功是一个过程量

【解析】A错，B对：功有正、负之分，但功是标量，功的正、负表示动力做功还是阻力做功；

C错：通过做功可以使一种形式的能转化为另一种形式的能，但不能说功转化为能或能转化为功；

D对：力做功过程与时间或位移对应，所以功是一个过程量。

【解题依据】

（1）功是过程量，力做功时，必定跟一段时间或一段位移对应。

（2）功是标量，功的正、负不表示功有方向，也不表示功的大小。正功和负功只表示力对物体的两种不同的作用效果。

（3）功是能量转化的量度，力对物体做正功，物体能量增加；力对物体做负功，物体能量减少。

题2 关于功的概念，下列说法中正确的是（　　）

A.力对物体做功多，说明物体的位移一定大

B.力对物体做功少，说明物体的受力一定小

C.力对物体不做功，说明物体一定无位移

D.功的多少是由力的大小和物体在力的方向上的位移的大小确定的

题组二　是否做功及做功正负的判断

题3［多选］如图7-2-1所示，质量为m的物体置于倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，在外力作用下，斜面体以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体与斜面体相对静止。则关于物体，下列说法中正确的是（　　）

A.支持力一定做正功  B.重力一定不做功

C.摩擦力可能不做功 D.摩擦力一定做负功

【解析】A、B对：由W=Flcos α可知，支持力方向垂直斜面向上，与位移方向的夹角小于90°，支持力一定做正功；重力与位移方向的夹角等于90°，重力一定不做功。

C对，D错：摩擦力的大小、方向不确定，当加速度agtan θ时，摩擦力Ff沿斜面向下，摩擦力做正功；当加速度a=gtan θ时，摩擦力不存在，不做功。

题4［2019•山东临沂高一期末］如图所示，用轻绳拴一物体，以加速度a向下做减速运动。关于物体所受力的做功情况，下列说法正确的是（　　）

A. 重力做正功，拉力做负功，合力做正功

B. 重力做正功，拉力做负功，合力做负功

C. 重力做正功，拉力做正功，合力做正功

D. 重力做负功，拉力做负功，合力做负功

（1）公式W=Flcos α只适用于计算恒力的功。

（2）公式中的W、F、l各量具有同时性、对应性，l是物体相对地面的位移，力对哪个物体做功，l就是哪个物体的对地位移。

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《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..

《重力势能》机械能守恒定律PPT课件

第一部分内容：学习目标

1. 知道重力做功与运动的路径无关。

2. 理解重力势能的概念,会用重力势能的定义式进行计算。

3. 知道重力势能具有相对性，理解重力做功与重力势能变化的关系。

4. 知道探究弹性势能表达式的思路．

5. 理解弹性势能的概念，会分析决定弹性势能大小的相关因素．(重点)

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重力势能PPT，第二部分内容：内容解析

一、重力做功特点

请同学们分别计算以下三种情况重力所做的功

第一种情况重力做的功：

第二种情况重力做的功：

第三种情况重力做的功：

结论：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（只跟它的初末位置的高度差有关），而跟物体运动的路径无关。

二、重力势能

1、物体的重力势能等于它所受的重力与所处高度的乘积

EP＝mgh

2、重力势能是标量，单位是焦耳（J）

质量相同时，高度越高，重力势能越大

高度相同时，质量越大，重力势能越大

3、重力做功和重力势能变化的关系：

WG＝mgh1－mgh2

三、重力势能的相对性

1.为了比较势能的大小我们通常选一个参考面，处在参考面的物体的重力势能为0 ，参考面上方的物体的重力势能是正数，参考面下方的物体的重力是负数。

2.参考面的选取不影响重力势能的变化：  EpB－EpA ＝-2mgh

四、重力势能是系统所共有的

1、重力是物体与地球之间的作用力

2、重力势能是物体与地球组成的系统所共有的

五、弹性势能 

定义：发生弹性形变的物体各部分之间由于弹力的相互作用而具有的势能

六、弹性势能的表达式

思考：弹性势能与哪些因素有关？

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重力势能PPT，第三部分内容：小结

1、势能由物体间的相互作用而产生，由它们的相对位置而决定。

2、势能是标量，单位是焦耳。

3、重力对物体所做的功与物体的运动路径无关，只跟物体运动的始末位置有关，重力所做的功等于物体始、末位置的重力势能之差

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重力势能PPT，第四部分内容：常考题型

题组一　重力势能的理解与计算

题1 下列关于重力势能的几种说法，正确的是（　　）

A.重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体做功

B.放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零

C.选取地面为参考平面，从不同高度将某一物体抛出，落到同一桌面上时物体的重力势能相等

D.重力势能及重力势能的变化均与零势能参考平面有关

【解析】A错：重力势能为零的物体可能还有动能，物体还可以继续下落，所以还能对别的物体做功。

B错：重力势能的大小与零势能面的选取有关，如果不选地面为零势能面，则地面上物体的重力势能就不为零。

C对：物体落到同一桌面上的高度相对参考平面高度是相同的，根据Ep=mgh知，重力势能相等。

D错：重力势能与零势能面的选择有关，但重力势能的变化与零势能面的选择无关。

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《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..

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《动能和动能定理》机械能守恒定律PPT课件

第一部分内容：感知动能

这些物体动能变化的原因是什么？动能如何定量表述？

光滑水平面上，质量为m的物体，在与运动方向总相同的恒力F 的作用下发生一段位移l，速度由v1增加到v2。试寻求这个过程中外力做的功与动能的关系。

若地面粗糙，物体所受摩擦力恒为f，这个过程中外力做的功与动能的关系又会如何？

1．外力对物体做的功是多大？

2．物体的加速度是多大？

3．物体的初速度、末速度、位移之间有什么关系？

4．结合上述三式能推导出什么关系式？

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动能和动能定理PPT，第二部分内容：知识建构

动能   动能定理

1、动能：

(1)概念：物体由于运动而具有的能量

(2)大小：Ek=mv2/2 

(3)单位：J      1J=1kg·m2/s2 

(4)动能是标量，是状态量

(5)动能具有相对性，只能取正值 

质量一定的物体

1．速度变化，动能是否一定变化？

2．动能变化，速度是否一定变化？ 

2、动能定理：力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。

3：表达式：合力做的功  末态的动能  初态的动能

4、理解：

(1)因果关系:  前因后果

(2)数量关系:  功能互求

(3)同一性:  l 与v 相对同一参考系---通常选地面

【例1】如图为高速摄影机拍摄到的子弹穿过苹果瞬间的照片。子弹击中苹果前的瞬间速度约为900m/s，穿出苹果瞬间的速度约为为800m/s，子弹的质量约为20g ，在苹果中穿行的路径约为10cm。试估算子弹穿过苹果的过程中对苹果的平均冲力？

总结：动能定理解题步骤

1、定对象，选过程；

2、析受力，算总功；

3、知运动，定初末；

4、列方程，细求解。

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动能和动能定理PPT，第三部分内容：常考题型

题组一　对动能和动能变化量的理解

题1 关于动能的理解，下列说法正确的是（　　）

A.动能是普遍存在的机械能的一种基本形式，运动物体都具有动能

B.公式Ek= mv2中，v是物体相对于地面的速度，且动能总是正值

C.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

D.动能不变的物体，一定处于平衡状态

题2 从地面竖直向上抛出一只小球，小球运动一段时间后落回地面。忽略空气阻力，该过程中小球的动能Ek与时间t的关系图象是（　　）

题3 关于做功和物体动能变化的关系，下列说法正确的是（　　）

A. 只要有力对物体做功，物体的动能就增加

B. 只要物体克服阻力做功，它的动能就减少

C. 动力和阻力都对物体做功，物体的动能一定变化

D. 力对物体做功的代数和等于物体的末动能与初动能之差

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《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..

《机械能守恒定律》PPT课件

第一部分内容：学习目标

1. 知道能量守恒是自然界的重要规律．

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. 掌握机械能守恒定律的内容及得出过程；

4. 会根据机械能守恒的条件判断机械能是否守恒，能运用机械能  守恒定律解决有关问题。

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机械能守恒定律PPT，第二部分内容：生活中的守恒观点

生活实例：正常的水表连在自来水管道中，总表的读数应该等于各分表的读数的总和，这就是守恒关系

如果总表的读数不等于各分表读数，你会怎么想呢？是否守恒关系不成立了呢？

关于能量的一些基本观点

生活中有各种不同形式的能量

各种不同形式的能量可以相互转化

在转化过程中遵从能量守恒

既然能量对于人们的生产、生活如此重要，那究竟能量是什么呢？

由于能量过于抽象，要用一句话来来说明什么是能量并非易事，这也是牛顿未能把“能量”这一重要的概念留给我们的原因。

能量的概念是人类在对物质运动规律进行长期探索中逐渐建立起来的。但在牛顿之前的伽利略理想斜面实验中，我们就能发现它的萌芽。

伽利略理想斜面实验

思考：小球在光滑的斜面Ａ上从高为h处由静止滚下，滚上另一光滑的斜面Ｂ，速度变为零时的高度为h1 ，h和h1的大小关系怎样？如果减小斜面B的倾角呢？ 

实验表明斜面上的小球在运动过程中好像“记得 ”自己起始的高度（或与高度相关的某个量）。

后来的物理学家把这一事实说成是“某个量是守恒的”,并且把这个量叫做能量或能。

概念：势能

相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能（potential  energy）。

概念：动能

物体由于运动而具有的能量叫做动能（kinetic  energy）。

机械能：动能与势能的总和 。

【探究一:动能与势能相互转化】

【探究二:动能与势能相互转化的定量关系】

如图，一个质量为m的小球自由下落,经过某高度为h１的A点时速度为v１，下落到某高度为h2的B点时速度为v2，试写出小球在A点时的机械能E1和在B 点时的机械能E2，并找出小球在A、B 时所具有的机械能E1、E2之间的数量关系。

【探究三:机械能守恒条件】

1、只有重力做功

2、只有弹力做功

3．机械能守恒定律成立的条件：

（1）从做功角度分析

只有重力或弹力做功，

（2）从能量转化角度分析 

只有系统内动能和势能相互转化。

利用机械能守恒定律解题思路

(1)确定研究对象，

(2)对研究对象进行正确的受力分析，

(3)判定各个力是否做功，并分析是否符合机械能守恒的条件，

(4)选取零势能参考平面，并确定研究对象在初、末状态时的机械能，

(5)根据机械能守恒定律列出方程，进行求解。

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机械能守恒定律PPT，第三部分内容：课堂小结

1、伽利略斜面实验表明：“有某一量是守恒的”，这个量叫做能量。

2、机械能：E=Ek+Ep

3、机械能守恒定律：

（1）内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，物体的动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。

（2）条件：只有重力、弹力做功  

（3）结论： E1=E2

下降ΔEp减=ΔEK增  上升ΔEp增=ΔEk 减

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机械能守恒定律PPT，第四部分内容：常考题型

题组一　守恒量

题1  伽利略的斜面实验反映了一个重要的事实：如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，小球必将准确地终止于同它开始点相同高度的点，不会更高一点，也不会更低一点。这说明小球在运动过程中有一个“东西”是不变的，这个“东西”应是（　　）

A.弹力B.势能C.速度D.能量

【解析】在伽利略的斜面实验中，小球从一个斜面滚到另一个斜面，势能先减小后增大，速度先增大后减小，不变的“东西”应是能量，包括动能和势能。

【点拨】伽利略的斜面实验中，小球的高度、速度、势能和动能都是在不断变化的，只有能量是守恒的。

题2 ［多选］伽利略斜面实验使人们认识到引入能量概念的重要性。在此实验中能说明能量在小球运动过程中不变的理由是（　　）

A.小球滚下斜面时，高度降低，速度增大

B.小球滚上斜面时，高度升高，速度减小

C.小球能准确地达到与起始点等高的高度

D.小球能在两斜面之间永不停止地来回滚动

题组二　势能、动能及能量转化

题3 跳板跳水运动员在弹离跳板后，先上升到一定的高度，在空中完成一系列复杂而优美的动作后入水，如图所示。将运动员视为质点，请你分析一下从运动员起跳到入水的全过程，有哪些能量发生了相互转化？

【答案】跳水运动员在走板和起跳时要先使跳板上下振动，此过程中运动员将身体储存的化学能转化为跳板的（弹性）势能，然后再将这一（弹性）势能转化为身体起跳的动能；运动员离开跳板上升的过程中，动能逐渐减少，重力势能逐渐增加，动能转化为（重力）势能；当运动员从最高点下降时，（重力）势能逐渐减少，运动员的动能逐渐增加，此过程是（重力）势能转化为动能的过程；运动员入水后，受水的阻力作用，运动员的（重力）势能和动能都要减少，这部分能量转化为内能。

能量理解的三个要点

（1）能量与物体的运动相对应，是对物体不同运动形式的统一量度，不同的运动形式对应不同的能量。

（2）不同形式的能量可以相互转化。

（3）能量是状态量，与物体的状态相对应。

题4［2019·内蒙古师大附中高一月考］在室内滑雪场，游客们足不出户即可享受滑雪的乐趣，游客先乘自动扶梯至雪坡顶端，然后顺坡滑下，滑到平地上后很快便停下来，从雪坡顶端到最后停下来的整个过程中，下列说法中正确的是（　　）

A.游客的动能先增加后减少，动能与势能之和不变

B.游客的动能先增加后减少，动能与势能之和一直减少

C.游客的动能先增加后减少，动能与势能之和先增加后不变

D.游客的动能先增加后减少，动能与势能之和先增加后减少

【解题依据】

（1）势能与物体的相对位置有关，重力势能与物体的高度有关。

（2）一切运动的物体都具有动能，物体的速度增大或减小时，物体的动能也随之增大或减小。

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《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..

《实验:验证机械能守恒定律》机械能守恒定律PPT课件

第一部分内容：学习目标

1.验证机械能守恒定律．　

2.熟悉瞬时速度的测量方法．　

3.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．

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机械能守恒定律PPT，第二部分内容：复习回顾

1、什么叫机械能守恒？

2、机械能守恒的条件是什么？

3、自由落体运动的物体，机械能守恒吗？

4、如何推导机械能守恒的表达式？

1、选择重物时，选轻一点的好还是重一点的好？为什么？

我们要求重物作自由落体运动，而阻力是不可避免地存在的，为了减少阻力对实验的影响，应采用密度较大的重物。

2、安装打点计时器时，应注意什么问题？

计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向，计时器要稳定在铁架台上，并将计时器伸出桌外。

3、这样做的目的是什么? 

减小纸带与限位孔的摩擦带来的实验误差；保证重物有足够的下落空间，以便在纸带上能够打出较多的点，有利于进行计算． 

4、实验时，接通电源和释放纸带的顺序怎样？

先通电源，再释放纸带

5、释放纸带时应注意什么问题？

释放重物前，重物应靠近打点计时器，以便能打出较多的点。拉稳纸带的上端，确保重物由静止释放。

①用天平测量重物的质量

②按照如图所示装置安装打点计时器

③将纸带穿过计时器，下端与重物相连

④接通电源，待计时器工作稳定后释放纸带

⑤及时切断电源，取下纸带，标上纸带号

⑥更换纸带，重复以上步骤

⑦整理器材，使器材复位

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机械能守恒定律PPT，第三部分内容：常考题型

题组一　实验操作及步骤

实验操作注意事项

（1）安装打点计时器时要使打点计时器的两限位孔在同一竖直平面内，手提纸带上端使纸带沿竖直方向，以减小纸带与限位孔的摩擦。

（2）重物应选用质量和密度较大、体积较小的物体，以减小空气阻力的影响。

（3）释放重物前，重物应靠近打点计时器，以便能打出较多的点。

（4）应先接通电源，再松开纸带让重物下落。

（5）选用点迹清晰的纸带进行测量。

题组二　纸带分析和数据处理

题组三　实验创新

《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..

《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.

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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.

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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)

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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

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《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..

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《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.

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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__________.

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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

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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

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《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..

《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.

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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.(　　)

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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

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《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..