教科必修2《第四章机械能和能源本章小结》46课件一等奖.pptx

1、第四章机械能和能源第四章机械能和能源复复 习习第四章第四章 机械能和能源机械能和能源功功功功功的概念功的概念功的大小合力做功合力做功描述做功描述做功的快慢的快慢功率功率W=F s cos (恒力做功）恒力做功）变力做功变力做功沿合力方向合合sFw各力做功的代各力做功的代数和数和(带正负）带正负）四种方法四种方法平均功率平均功率瞬时功率瞬时功率twp vFp FvP 机车的两种启动方式机车的两种启动方式机械能机械能动能动能势能势能Ek=m v 2/2（v 瞬时速度）瞬时速度）重力势能重力势能弹性势能弹性势能EP=mgh（h 相对参考面）相对参考面）EP=kx2/2（x 形变量）形变量）规律规律动

2、能定理动能定理机械能守恒定律机械能守恒定律能量守恒定律能量守恒定律有正负有正负标标量量v v W=F l cos功有正负不功有正负不表示方向，表示方向，只表示是动只表示是动力做功还是力做功还是阻力做功阻力做功=900时，时，W=0,力力F不做功不做功当当0 00 0 0W0，力力F做正功做正功当当90900 0 1801800 0，W0W0，力力F做负功做负功注意：功是一个过程量，力对注意：功是一个过程量，力对“谁谁”做功就对应做功就对应“谁谁”的位移。的位移。变力做功变力做功微元法微元法：平均法平均法：XFFxFW221适用于力是均匀变化适用于力是均匀变化图象法图象法：面SW 已知已知FX图

3、象图象动能定理动能定理：KEW已知始末态的动能已知始末态的动能 例例1、如图所示，小物块、如图所示，小物块A 位于光滑斜面上，位于光滑斜面上，斜面位于光滑水平面上，从地面上看，在小斜面位于光滑水平面上，从地面上看，在小物块沿斜面下滑的过程中，斜面对小物块物块沿斜面下滑的过程中，斜面对小物块A 的作用力（的作用力（）A、垂直于接触面，做功为零、垂直于接触面，做功为零 B、垂直于接触面，做功不为零、垂直于接触面，做功不为零 C、不垂直于接触面，做功为零、不垂直于接触面，做功为零 D、不垂直于接触面，做功不为零、不垂直于接触面，做功不为零NsB练习一、一质量为练习一、一质量为m的小球，用长为的小球，

4、用长为L的轻绳悬挂于的轻绳悬挂于O点。小球在水平拉力点。小球在水平拉力F作用下，从平衡位置作用下，从平衡位置P点很点很缓慢地移动到缓慢地移动到Q点，如图，则力点，如图，则力F所做的功为所做的功为（）A.mgLcos B.mgL(1-cos)C.FLcos D.FLBBack二、功率（若力和速度有夹角，则二、功率（若力和速度有夹角，则功率公式变为）功率公式变为）（1）平均功率）平均功率（2）瞬时功率）瞬时功率P=W/t=F v cos（v 平均速度）平均速度）P=F v cos（v 瞬时速度）瞬时速度）机车启动的两种方式机车启动的两种方式t/sV(m/s)a=0，F=fP=PmfPFpvmmmt

5、/sV(m/s)a=0，F=fVmVmV1P=PmmafPFpvmm1fPFpvmmmtavt1做加速度减小做加速度减小的加速运动的加速运动Back答案：（1）50w （2）100w例3.第11届本田节能竞技大赛2017年10月在广东国际赛车场举行,某公司研制开发的某型号小小汽车质量m=2103kg，额定功率P=40kw，当这辆车在平直的水平路面上行驶时，受到的阻力f是车重的0.2倍，g取 。求：（1）若这辆小汽车从静止开始，保持以3 的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？（2）若这辆小汽车从静止开始，保持额定功率做加速运动，20s后达到最大速度，最大速度是多少？此过程中汽车发生的

6、位移是多少？210sm2sm21222121mvmvW合合力做的总功合力做的总功W=F 合合S cos (恒力做功）恒力做功）合力做的功等于各合力做的功等于各个力做功的代数和个力做功的代数和对运动情景分析，对运动情景分析，过程和受力分析过程和受力分析内容：合外力所做的功等于内容：合外力所做的功等于动能的变化量动能的变化量动能定理既适用于恒力做功，也适用于变力做功，既动能定理既适用于恒力做功，也适用于变力做功，既适用于直线运动，也适用于曲线运动，既适用于分过适用于直线运动，也适用于曲线运动，既适用于分过程，也适用于全过程程，也适用于全过程v例例4：在娱乐节目中，选手需借助悬挂在高处的绳飞越到水：

7、在娱乐节目中，选手需借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上，如图所示，他们将选手简化为质量面的浮台上，如图所示，他们将选手简化为质量m60 kg的质点，选手抓住绳由静止开始摆动，此时绳与竖直方向夹的质点，选手抓住绳由静止开始摆动，此时绳与竖直方向夹角角53，绳的悬挂点，绳的悬挂点O距水面的高度为距水面的高度为H3 m不考虑不考虑空气阻力和绳的质量，浮台露出水面的高度不计，水足够空气阻力和绳的质量，浮台露出水面的高度不计，水足够深取重力加速度深取重力加速度g10 m/s2，sin 530.8，cos 530.6.(1)求选手摆到最低点时对绳拉力的大小求选手摆到最低点时对绳拉力的大小F；(2)若绳长

8、若绳长l2 m，选手摆到最高点时松手落入水中设水对选手的平，选手摆到最高点时松手落入水中设水对选手的平均浮力均浮力f1800 N，平均阻力，平均阻力f2700 N，求选手落入水中的，求选手落入水中的深度深度d.在只有在只有重力或弹簧的弹力做功物体系统内重力或弹簧的弹力做功物体系统内，动能和势能，动能和势能可以相互转化，机械能的总量保持不变可以相互转化，机械能的总量保持不变2112222121mvmghmghmvE1=E2位置位置：能的能的转化转化增加的动能等于减小的势能增加的动能等于减小的势能2121222121mghmghmvmv末位置机械能等于初位置机械能末位置机械能等于初位置机械能1.机

9、械能守恒定律内容：机械能守恒定律内容：3.机械能守恒定律的表达式机械能守恒定律的表达式：两个以两个以上的物上的物体组成体组成系统系统A减小的机械能等于减小的机械能等于B增加的机械能增加的机械能增机减机BAEE2.适用范围：只有重力或者弹簧弹力做功适用范围：只有重力或者弹簧弹力做功练习如图所示，竖直平面内的一半径如图所示，竖直平面内的一半径R R0.5 m0.5 m的光的光滑圆弧槽滑圆弧槽BCDBCD，B B点与圆心点与圆心O O等高，质量等高，质量m m0.1 kg0.1 kg的小的小球球(可看作质点可看作质点)从从B B点正上方点正上方H H0.75 m0.75 m高处的高处的A A点自点自

10、由下落，由由下落，由B B点进入圆弧轨道，从点进入圆弧轨道，从D D点飞出，不计空气点飞出，不计空气阻力，阻力，(取取g g10 m/s10 m/s2 2)求：（求：（1 1）小球经过）小球经过B B点时的动点时的动能；（能；（2 2）小球经过最低点）小球经过最低点C C时的速度大小时的速度大小v vC C；（3 3）小球经过最低点）小球经过最低点C C时对轨道的压力大小。时对轨道的压力大小。合外力所合外力所做的功做的功重力所做重力所做的功的功P2P1-EEWGk1k2-EEW合弹力所做弹力所做的功的功P2P1-EEW弹功、能关系功、能关系功是能量变化的量度功是能量变化的量度除重力、弹簧除重力

11、、弹簧弹力外弹力外,其它力其它力做功做功21机机其它EEW一对滑动摩擦力一对滑动摩擦力所做的总功等于所做的总功等于摩擦产生的热量摩擦产生的热量QxfWf相 动能的变动能的变化化重力势能的重力势能的变化变化重力势能的重力势能的变化变化机械能的变机械能的变化化例例7 7：如图所示，粗糙弧形轨道和两个光滑半圆轨道如图所示，粗糙弧形轨道和两个光滑半圆轨道组成翘尾巴的组成翘尾巴的S S形轨道光滑半圆轨道半径为形轨道光滑半圆轨道半径为R R，两个，两个光滑半圆轨道连接处光滑半圆轨道连接处CDCD之间留有很小空隙，刚好能够之间留有很小空隙，刚好能够使小球通过，使小球通过，CDCD之间距离可忽略粗糙弧形轨道最

12、高之间距离可忽略粗糙弧形轨道最高点点A A与水平面上与水平面上B B点之间的高度为点之间的高度为h h从从A A点静止释放一点静止释放一个可视为质点的小球，小球沿翘尾巴的个可视为质点的小球，小球沿翘尾巴的S S形轨道运动后形轨道运动后从从E E点水平飞出，落到水平地面上，落点到与点水平飞出，落到水平地面上，落点到与E E点在同点在同一竖直线上一竖直线上B B点的距离为点的距离为s s已知小球质量已知小球质量mm，不计空气，不计空气阻力，求：阻力，求：（1 1）小球从）小球从E E点水平飞出时的速度大小；点水平飞出时的速度大小；（2 2）小球运动到半圆轨道的）小球运动到半圆轨道的B B点时对轨道

13、的压力；点时对轨道的压力；（3 3）小球沿翘尾巴）小球沿翘尾巴S S形轨道运动时克服摩擦力做的功形轨道运动时克服摩擦力做的功例例7.如图如图所示，所示，AB为一长为为一长为l并以速度并以速度v顺时针匀速顺时针匀速转动的传送带，转动的传送带，BCD部分为一半径为部分为一半径为r、竖直放置的、竖直放置的粗糙半圆形轨道，直径粗糙半圆形轨道，直径BD恰好竖直，并与传送带相恰好竖直，并与传送带相切于切于B点现将一质量为点现将一质量为m的小滑块无初速地放在传的小滑块无初速地放在传送带的左端送带的左端A点上，已知滑块与传送带间的动摩擦因点上，已知滑块与传送带间的动摩擦因数为数为()求：求：(1)滑块到达滑块

14、到达B点时对轨道的压力大小；点时对轨道的压力大小；(2)滑块恰好能到达滑块恰好能到达D点，求滑块在粗糙半圆形轨道点，求滑块在粗糙半圆形轨道中克服摩擦力所做的功；中克服摩擦力所做的功；(3)滑块从滑块从D点再次掉到传送带上的某点点再次掉到传送带上的某点E，求，求AE的的距离距离gvl22解：(1)设滑块在摩擦力作用下从A到B一直被加速，且设刚好到达B点前的速度为则故滑块在传送带上是先加速后匀速，到达B点时与传送带速度相同为v由牛顿第二定律，由牛顿第三定律知tvlgvs202rvmmgFrvmmgFNN22得rvgFFNN2/mmgrmvWmvmgvm252121r221W-：由rvmmg点，则D滑块块恰好能到(2)2f22f2得功能原理得(3)滑块从D点再次掉到传送带上E点做平抛运动，即221ygttvx竖直方向水平方向rxgrt22解得故AE的距离为l2r