高中物理追寻守恒量课件.ppt

1、第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律伽利略理想斜面实验（斜面均伽利略理想斜面实验（斜面均光滑）光滑）ABhh1 1、当小球沿斜面从高处由静止滚下时，小球的高度不断减、当小球沿斜面从高处由静止滚下时，小球的高度不断减 小，而速小，而速度不断增大，说明了什么？度不断增大，说明了什么？2 2、当小球从斜面底沿另一个斜面向上滚时，小球的位置不断、当小球从斜面底沿另一个斜面向上滚时，小球的位置不断 升高，而速度不升高，而速度不断减小，说明了什么？断减小，说明了什么？在伽利略的斜面理想实验中，存在什么样的守恒量？在伽利略的斜面理想实验中，存在什么样的守恒量？伽利略斜面实验表明，小球在运动过程中，伽利

2、略斜面实验表明，小球在运动过程中，“有某一量是守恒的有某一量是守恒的”，这个量叫做能量或能。，这个量叫做能量或能。相互作用的物相互作用的物体凭借其位置体凭借其位置而具有的能，而具有的能，叫做势能叫做势能。物体由于运动物体由于运动而具有的能，而具有的能，叫做动能。叫做动能。在伽利略斜面实验中，势能和动能是怎样转化的在伽利略斜面实验中，势能和动能是怎样转化的?ABhh小球下降时，势能减小，动能增加；小球下降时，势能减小，动能增加；小球上升时，动能减小，势能增加；小球上升时，动能减小，势能增加；小球上升和下降时，动能势能的和（即机械能）不变。小球上升和下降时，动能势能的和（即机械能）不变。做自由落体

3、的小球的势能和动能如何转换？做自由落体的小球的势能和动能如何转换？改成竖直上抛呢？一、伽利略斜面实验表明一、伽利略斜面实验表明“有某一量是守恒的有某一量是守恒的”，这个量叫做能量。，这个量叫做能量。二、能量二、能量1 1、势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的、势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。能量。2 2、动能：物体由于运动而具有的能量。、动能：物体由于运动而具有的能量。三、三、“追寻守恒量追寻守恒量”的意义的意义1 1、可行性：物质在运动变化过程中存在守恒量。、可行性：物质在运动变化过程中存在守恒量。2 2、重要性：物质在运动变化过程中都要满足一、重要性：物质在运动变化过程中都要

4、满足一定的守恒定律。定的守恒定律。第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律第二节第二节 功功思考：在这些能量变化过思考：在这些能量变化过程中是否具有共同点？程中是否具有共同点？二、做功的两个因素二、做功的两个因素1.1.如图，物体在水平恒力如图，物体在水平恒力F F的作用下前进的作用下前进L L位移，位移，力力F F做功多少？做功多少？W=LFF2.2.如图用竖直向上的提力提水桶水平匀速前如图用竖直向上的提力提水桶水平匀速前行一段位移行一段位移L L，提力对水桶做了多少功？，提力对水桶做了多少功？W=FFl你是如何思考的？你是如何思考的？单位单位表示表示力对物体所做的功力对物体所做的功FFF

5、1cosFlW F1l功的一般计算公式功的一般计算公式W焦耳（焦耳（J）表示表示表示表示l恒力恒力F与位移与位移l两个矢量方向之间的夹角两个矢量方向之间的夹角恒力恒力F作用的物体的位移作用的物体的位移米（米（m）单位单位辨认力的方向与位移方向的夹角辨认力的方向与位移方向的夹角FS甲甲答案：答案：FS乙乙答案：答案：-FS丙丙答案：答案：FS丁丁答案：答案：-分别计算这三种情形下力对物体做的功。分别计算这三种情形下力对物体做的功。F=10N，l=2m。角。角的大小如图。的大小如图。COSW物理意义物理意义=/20/2/2COS=0COS0COS0W=0W 0W0不做功不做功做正功做正功做负功做负

6、功四、正功和负功四、正功和负功问题：矢量的正、负表示的是方向。功的正、问题：矢量的正、负表示的是方向。功的正、负表示什么意思呢？负表示什么意思呢？力的效果力的效果（运动）能量的变化（运动）能量的变化正功正功动力动力增加增加负功负功阻力阻力减少减少问题：你认为功是标量还是矢量，理由是什么？问题：你认为功是标量还是矢量，理由是什么？某力对物体做负功，可等效说成某力对物体做负功，可等效说成“物体克服某力做功物体克服某力做功”（取绝对值）（取绝对值）三、几个力做功的计算三、几个力做功的计算例：例：如图，一个物体在拉力如图，一个物体在拉力F F的作用下，水平向右的作用下，水平向右移动位移为移动位移为s

7、s，求各个力对物体做的功是多少；各，求各个力对物体做的功是多少；各个力对物体所做功的代数和如何个力对物体所做功的代数和如何 ；物体所受的合；物体所受的合力是多少；合力所做的功是多少。力是多少；合力所做的功是多少。FFNfGsFFNfG解：重力和支持力不做功解：重力和支持力不做功它们和位移的夹角为它们和位移的夹角为900F所做的功为：所做的功为：1Fscos，滑动摩擦力滑动摩擦力f所做的功为：所做的功为：2fscos1800fs各个力对物体所做功的代数和为：各个力对物体所做功的代数和为：=1+2=(cosf）s根据正交分解法求得物体所受的合力根据正交分解法求得物体所受的合力=cosf，合力方向向

8、右，与位移同向；，合力方向向右，与位移同向；合力所做的功为：合力所做的功为：scos00（cosf）s解：重力和支持力不做功解：重力和支持力不做功它们和位移的夹角为它们和位移的夹角为900F所做的功为：所做的功为：1Fscos，滑动摩擦力滑动摩擦力f所做的功为：所做的功为：2fscos1800fs各个力对物体所做功的代数和为：各个力对物体所做功的代数和为：=1+2=(cosf）s根据正交分解法求得物体所受的合力根据正交分解法求得物体所受的合力合合=cosf，合力方向向右，与位移同向；，合力方向向右，与位移同向；合力所做的功为：合力所做的功为：合合scos00（cosf）s求解物体在几个力的共同

9、作用下发生求解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一段位移时，这几个力对物体所做的总功可以用以下两种方法来求解。可以用以下两种方法来求解。(1)分别求出每个力所做的功，然后求出所有功分别求出每个力所做的功，然后求出所有功的代数和。即：的代数和。即：总总=1+2+n(2)先求出物体所受的合力，然后再求出合力的先求出物体所受的合力，然后再求出合力的功，即：功，即：总总=合合拓展拓展 变力做功变力做功对于变力做功不能依定义式对于变力做功不能依定义式cosFsW 直接求解，但可依物理规律通过技巧的转化间接求解。直接求解，但可依物理规律通过技巧的转化间接求解。1.1.可用（可

10、用（微元法微元法）无限分小法无限分小法来求来求,过程无限分小后，过程无限分小后，可认为每小段是恒力做功。可认为每小段是恒力做功。2.2.平均力法平均力法：若变力大小随位移是若变力大小随位移是线性线性变化，且变化，且方向不变方向不变时，可时，可将变力的平均值求出后用公式将变力的平均值求出后用公式cos2cos21sFFsFW计算。如弹簧的弹力做功就可以用此法计算。计算。如弹簧的弹力做功就可以用此法计算。3.3.利用图像利用图像，图线与坐标轴所包围的面，图线与坐标轴所包围的面积即是力做功的数值。积即是力做功的数值。4.4.已知变力做功的平均功率，则功已知变力做功的平均功率，则功。5.5.用用动能定

11、理动能定理进行求解：进行求解：由动能定理由动能定理可知，将变力的功转换为物可知，将变力的功转换为物体动能的变化量，可将问题轻易解决。体动能的变化量，可将问题轻易解决。6.6.用用功能关系功能关系进行求解。进行求解。例例1、一足球运动员在草地上用、一足球运动员在草地上用300N的力一的力一脚将重为脚将重为5N的足球踢出，使足球在草地上滚的足球踢出，使足球在草地上滚了了20m后停了下来，则你能否求出运动员对后停了下来，则你能否求出运动员对足球所做的功？足球所做的功？练习练习1.1.在光滑的水平面和粗糙的水平面在光滑的水平面和粗糙的水平面上各放一质量不同的木块，在相同的拉上各放一质量不同的木块，在相

12、同的拉力作用下，通过相同的位移，拉力对木力作用下，通过相同的位移，拉力对木块做的功块做的功()()A.A.在光滑的水平面上较多在光滑的水平面上较多B.B.在粗糙的水平面上较多在粗糙的水平面上较多C.C.一样多一样多D.D.由小车运动所需的时间决定由小车运动所需的时间决定C练习练习2.2.质量为质量为m m的物体沿倾角为的物体沿倾角为的斜的斜面匀速滑下，在通过位移面匀速滑下，在通过位移L L的过程中的过程中()()A.A.重力对物体做功重力对物体做功mgLmgLB.B.重力对物体做功重力对物体做功mgLsinmgLsin C.C.支持力对物体做功支持力对物体做功mgLcosmgLcos D.D.

13、摩擦力对物体做正功，数值摩擦力对物体做正功，数值mgLsinmgLsin B 练习练习 3.放在粗糙水平地面上的放在粗糙水平地面上的物体，在物体，在10N10N的水平拉力作用下，的水平拉力作用下，以以6 m/s6 m/s的速度匀速移动的速度匀速移动4s4s，则拉，则拉力共做了力共做了 功，摩擦阻力对功，摩擦阻力对物体做了物体做了 的功的功.-240J-240J240J240J练习练习4.4.重重20N20N的铁球在离地面的铁球在离地面40m40m的的高处由静止开始下落，若空气阻力高处由静止开始下落，若空气阻力是球重的是球重的 0.20.2倍，那么在铁球从开倍，那么在铁球从开始下落到着地的过程中

14、，重力对小始下落到着地的过程中，重力对小球做的功球做的功 ，空气阻力对小球，空气阻力对小球做的功为做的功为 ，小球克服空气阻，小球克服空气阻力做的功为力做的功为 .800J-160J160J例例2、用水平恒力、用水平恒力F作用在质量为作用在质量为M的物体上，使之的物体上，使之在光滑的水平面上沿力的方向移动距离为在光滑的水平面上沿力的方向移动距离为S，恒力，恒力做功为做功为W1，再用恒力，再用恒力F作用于质量为作用于质量为m的物体上，的物体上，使之在粗糙的水平面上移动同样的距离使之在粗糙的水平面上移动同样的距离S（方向仍（方向仍然沿着恒力然沿着恒力F的方向），恒力做功为的方向），恒力做功为W2，则两次恒，则两次恒力做功的关系为力做功的关系为 A、W1W2 B、W1W2 C、W1=W2 D、无法判断、无法判断例例3、起重机竖直吊起质量为、起重机竖直吊起质量为m的重物，上升的加速度的重物，上升的加速度是是a，上升的高度是，上升的高度是h，则起重机对货物做的功为多少？，则起重机对货物做的功为多少？例例4、