《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。
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《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..
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《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。
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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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《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..
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《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。
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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。( )
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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。
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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..
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《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。
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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。
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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。
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《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..
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《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：
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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..
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《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。
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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 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
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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
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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。( )
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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。
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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..
发布于：2020-05-03 14:24:26
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《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。
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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。( )
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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。
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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..
发布于：2020-05-03 14:24:26
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《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。
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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。( )
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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
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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..
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《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.
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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.
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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
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