第七章《机械能守恒定律》复习课件.ppt

1、cosFlw cosFlw 合力的功 W=F合L W=W1W2W3WnvFtwpFvp twp跳绳是一种健身运动，设某运动员的质量是跳绳是一种健身运动，设某运动员的质量是50kg，他一分钟跳绳，他一分钟跳绳180次，假定在每次跳跃中，脚与次，假定在每次跳跃中，脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间的地面的接触时间占跳跃一次所需时间的 ，则该，则该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率是运动员跳绳时克服重力做功的平均功率是W。（。（g取取10m/s2)52分析：运动员每次克服重力所做的功就等于他重力势能的增量。跳一次的时间t=60/180=1/3 s，每次在空中的时间t=1/33/5=1/5 s。每次

2、跳起的高度 得平均功率：mght05.0101001212221wptmghtW753105.01050机动车两种启动方式：机动车两种启动方式：对机动车等交通工具，在启动的时候，通常有两种启动方式，对机动车等交通工具，在启动的时候，通常有两种启动方式，即以恒定功率启动和以恒定加速度启动现比较如下：即以恒定功率启动和以恒定加速度启动现比较如下：两种方式两种方式以恒定功率启动以恒定功率启动以恒定加速度启动以恒定加速度启动Pt 图和图和vt 图图3、一质量为、一质量为4.0103kg、发动机的额定功率为、发动机的额定功率为60kw的汽车从静止开始以的汽车从静止开始以a=0.5m/s2的加速度做匀加速

3、直的加速度做匀加速直线运动。它在水平面上运动过程中所受的阻力为车重线运动。它在水平面上运动过程中所受的阻力为车重的的0.1倍，求：（倍，求：（g取取10m/s2)（1）起动后）起动后2s末发动机的输出功率；末发动机的输出功率；（2）它以）它以0.5m/s2的加速度做匀加速运动所能行驶的加速度做匀加速运动所能行驶的时间；的时间；（3）汽车在此路面上所能行驶的最大速度？）汽车在此路面上所能行驶的最大速度？(1)6kw (2)20s (3)15m/s221mvEkmghEp表达式:W=EK21222121mvmvW合21ppGEEW应用动能定理解题的步骤应用动能定理解题的步骤 （1）确定研究对象和研

4、究过程。确定研究对象和研究过程。动能定理的研究对象只能是单个物体，如果是系统，那么系统内的物体间不能有相对运动。（2）对研究对象进行受力分析。对研究对象进行受力分析。（研究对象以外的物体施于研究对象的力都要分析，含重力）。（3）写出该过程中合外力做的功，或分别写出各写出该过程中合外力做的功，或分别写出各个力做的功（注意功的正负）。个力做的功（注意功的正负）。如果研究过程中物体受力情况有变化，要分别写出该力在各个阶段做的功。（4）写出物体的初、末动能。写出物体的初、末动能。（5）按照动能定理列式求解。按照动能定理列式求解。4.如图所示，斜面倾角为如图所示，斜面倾角为，长为，长为L，AB段光滑，段

5、光滑，BC段粗糙，且段粗糙，且BC=2 AB。质量。质量为为m的木块从斜面顶端无初速下滑，到的木块从斜面顶端无初速下滑，到达达C端时速度刚好减小到零。求物体和斜端时速度刚好减小到零。求物体和斜面面BC段间的动摩擦因数段间的动摩擦因数。CBAtan23032cossinLmgmgL木块在AB段与CD段滑动时受力情况如图FNGABFNGFfBC考虑木块在斜面上的整个下滑过程,根据动能定理W合=Ek22sinsincos0333LLLmgmgmg根据动能定理列式求解根据动能定理列式求解确定研究过程确定研究过程受力分析受力分析确定研究确定研究对象对象BC 在在只有重力或弹力做功只有重力或弹力做功的物体

6、系统内，动能与的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变势能可以互相转化，而总的机械能保持不变.这这就是就是kpEE 2211pkpkEEEE 用机械能守恒定律解题的一般步骤用机械能守恒定律解题的一般步骤 1选取研究对象选取研究对象系统或物体系统或物体 2根据研究对象所经历的物理过程进行根据研究对象所经历的物理过程进行受力、做功分析，判断机械能是否守恒受力、做功分析，判断机械能是否守恒 3恰当地选取参考平面，确定研究对象在恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程的初末状态时的机械能过程的初末状态时的机械能 4根据机械能守恒定律列方程，进行求根据机械能守恒定律列方程，进行求解解子弹

7、与木块构成的系统做匀速圆周运动的小球光滑固定凹槽上运动的小球F1F2光滑水平面上两物块和弹簧构成的系统，受到大小相等的两作用力拉动过程中9、如图所示，质量m为2千克的物体，从光滑斜面的顶端A点以v0=5 m/s的初速度滑下，在D点与弹簧接触并将弹簧压缩到B点时的速度为零，已知从A到B的竖直高度h=5米，求弹簧的弹力对物体所做的功。虽然弹簧的弹力是变力，由于斜面光滑，只有重力或弹力只有重力或弹力做功，物体做功，物体机械能守恒，取B所在水平面为零参考面，弹簧原长处D 点为弹性势能的零参考点，研究对象研究对象判断是否满足机械能守恒条件判断是否满足机械能守恒条件受力及做功受力及做功分析分析恰当选参考平

8、面确定初恰当选参考平面确定初状态和末状态的机械能状态和末状态的机械能建方程建方程则状态A：EA=mgh+mv02/2状态B：EB=Ep+0由机械能守恒定律得：EA=EBW弹=0Ep=（mgh+mv02/2）=125（J）。Ep=mgh+mv02/2弹力对物体做负功，弹簧的弹性势能增加，且弹力做的功的数值与弹性势能的增加量相等。六、能量守恒定律能量既不会消灭，也不会创生，能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形它只会从一种形式转化为其他形式或者从一个物体转移到另一个式或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变能量的总量

9、保持不变例11.下列说法中正确的是（）A.不同形式能量的转化是通过做功来实现的B.做功的过程总是伴随着能量的变化C.某种形式的能量增加10J，一定有其他形式的能量减少10JD.某个物体的能量减少10J，一定有其他物体的能量增加10JA B C D实验复习实验复习验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律研究在自由落体运动中：研究在自由落体运动中：kpEE？OABCDhv方案方案1：从起点开始计算：从起点开始计算21?2mvmgh方案方案2：从一般位置开始计算：从一般位置开始计算h2v1v2221?1122mvmvmgh-测量这些物理量，需要哪些器材？测量这些物理量，需要哪些器材？重物、打点计时器、重

10、物、打点计时器、纸带、交流电源、铁纸带、交流电源、铁架台、夹子、毫米刻架台、夹子、毫米刻度尺度尺1、选择重物时，选轻一点的好还是重一点、选择重物时，选轻一点的好还是重一点的好？为什么？的好？为什么？我们要求重物作自由落体运动，而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力对实验的影响，应采用密度较大的重物。物。实验注意事项实验注意事项2、安装打点计时器时，应注意什么问题？、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，并直方向

11、，计时器要稳定在铁架台上，并将计时器伸出桌外。将计时器伸出桌外。3、这样做的目的是什么、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，有利于进行在纸带上能够打出较多的点，有利于进行计算计算 4、实验时，接通电源和释放纸带的顺序、实验时，接通电源和释放纸带的顺序怎样？怎样？先通电源，再释放纸带先通电源，再释放纸带5、释放纸带时应注意什么问题？、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

12、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。上端，确保重物由静止释放。按如下实验步骤进行实验按如下实验步骤进行实验1.按照课本所示装置安装打点计时器按照课本所示装置安装打点计时器2.将纸带穿过计时器，下端与重物相连将纸带穿过计时器，下端与重物相连3.接通电源，待计时器工作稳定后释放接通电源，待计时器工作稳定后释放纸带纸带4.及时切断电源，取下纸带，标上纸带及时切断电源，取下纸带，标上纸带号号5.更换纸带，重复以上步骤更换纸带，重复以上步骤6.整理器材，使器材复位整理器材，使器材复位21mgh2mv验证验证：计时器打下的第一个点作为起始计时器打下的第一个点作为起始点，适当大距离后

13、选一个点作终点点，适当大距离后选一个点作终点Vh注意：必须保证纸带上的第一个点迹清晰注意：必须保证纸带上的第一个点迹清晰，且是放手时打下的第一个点。，且是放手时打下的第一个点。因重物下落中要克服阻力因重物下落中要克服阻力做功，实验的动能增加量必定做功，实验的动能增加量必定稍小于重力势能减少量稍小于重力势能减少量第第7 7章章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律系实验目的：通过实验探究橡皮筋对小实验目的：通过实验探究橡皮筋对小车做功与小车速度的关系车做功与小车速度的关系实验器材：橡皮筋、小车、木板、打实验器材：橡皮筋、小车、木板、打点计时器、铁钉等点计时器、铁钉等橡皮筋橡皮筋小车小车打点计时器

14、打点计时器纸带纸带木板木板铁钉铁钉小车在木板上运动的过程中，哪一阶段橡皮小车在木板上运动的过程中，哪一阶段橡皮筋对小车做功？筋对小车做功？橡皮筋对小车橡皮筋对小车拉力做的功能拉力做的功能否直接测量？否直接测量？橡皮筋的弹力是变力，橡皮筋的弹力是变力，且弹力与伸长量的关系且弹力与伸长量的关系也不严格遵守胡克定律也不严格遵守胡克定律，不容易计算。，不容易计算。?C B A橡皮筋被拉伸橡皮筋被拉伸直到恢复原长直到恢复原长的过程中的过程中怎样设计实怎样设计实验才能解决验才能解决这一问题这一问题?第一次用第一次用一条一条橡皮筋拉小车橡皮筋拉小车第二次用第二次用两条两条完全相同的橡完全相同的橡皮筋并联起来

15、栓到小车上拉皮筋并联起来栓到小车上拉小车，且使每条橡皮筋的伸小车，且使每条橡皮筋的伸长都长都和第一次的伸长量一样和第一次的伸长量一样做功做功W做功做功2W依次类推，并联依次类推，并联三条三条、四条四条橡皮筋，且拉伸橡皮筋，且拉伸的长度都一样，做的功为的长度都一样，做的功为3W、4W小车在木板上做什么性质的运动？小车在木板上做什么性质的运动？先加速后匀速再减速先加速后匀速再减速我们要取的速度是哪个阶段的速度？我们要取的速度是哪个阶段的速度？这个速度该如何测量？这个速度该如何测量？橡皮筋恢复原长时的速度。利用打点计时器橡皮筋恢复原长时的速度。利用打点计时器，用橡皮筋恢复原长时的一段位移与所用时，用

16、橡皮筋恢复原长时的一段位移与所用时间的比值近似计算该点的瞬时速度间的比值近似计算该点的瞬时速度如何使拉力做的功等于合力做的功？即如何使拉力做的功等于合力做的功？即如何抵消摩擦力。如何抵消摩擦力。橡皮筋对小车做的功是合力做的功吗？橡皮筋对小车做的功是合力做的功吗？把木板的把木板的一端垫高一端垫高，使重力，使重力沿斜面向沿斜面向下的力与下的力与摩擦力平摩擦力平衡衡F阻阻FGF阻阻FN还有摩擦还有摩擦力做功力做功FF2F14 4、在上述实验中打出的、在上述实验中打出的5 5 条纸带中，分别找出小车条纸带中，分别找出小车开始开始近似做匀速运动的点近似做匀速运动的点，并分别测出匀速运动时，并分别测出匀速

17、运动时的速度的速度v v1 1、v v2 2、v v3 3、v v4 4、v v5 5。3 3、用、用2 2 条、条、3 3 条、条、4 4 条、条、5 5 条橡皮筋分别代替条橡皮筋分别代替1 1 条橡条橡皮筋重做实验，保证皮筋重做实验，保证每次释放小车的位置相同每次释放小车的位置相同，即，即橡皮筋被拉长的长度相同。橡皮筋被拉长的长度相同。1 1、将打点计时器固定在一块平板上，让纸带的一端、将打点计时器固定在一块平板上，让纸带的一端夹在小车后端，另一端穿过打点计时器。将平板安夹在小车后端，另一端穿过打点计时器。将平板安装有打点计时器的一端适当垫高装有打点计时器的一端适当垫高，调整高度，直至，调

18、整高度，直至轻推小车后使小车轻推小车后使小车恰能恰能在板上在板上做匀速直线运动做匀速直线运动为止为止。2 2、将橡皮筋固定在小车前端。拉长橡皮筋使小车位、将橡皮筋固定在小车前端。拉长橡皮筋使小车位于于靠近打点计时器靠近打点计时器处，处，记下小车位置记下小车位置。接通打点计接通打点计时器电源时器电源，释放小车释放小车。?C B A实验实验次数次数橡皮筋橡皮筋做的功做的功位移位移l/m时间间隔时间间隔t/s匀速运动时的速度匀速运动时的速度v/(m/s)123454WW2W3W5W.弹力做功刚完毕弹力做功刚完毕时小车的速度时小车的速度用什么方用什么方法处理数法处理数据比较直据比较直观观?做做W-v图图若为曲线若为曲线若为直线，则若为直线，则W与与v成正比成正比做做W-v2图图若为曲线若为曲线若为直线，则若为直线，则W与与v2成正比成正比做做W-v3图图为什么不为什么不做做 W-图图?1vWv/(m/s)1234560.80 1.10 1.281.53 1.761.89W-v图图00为什么图象会通过原点为什么图象会通过原点?W-v2图图Wv2/(m2s-2)0010.64 21.2131.6442.3453.1063.57表明表明W与与 v2 成正比成正比