专题四动能定理和机械能守恒定1律

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1、动能定理和机械能守恒定律一、理解功的概念1.功是力的空间积累效应。它和位移相对应。计算功的方法有两种：⑴按照定义求功。即：W=。在高中阶段，这种方法只适用于恒力做功。当0如生时F做功,2当0二兰时F，当兰＜05兀时F做功。22这种方法也可以说成是：功等于恒力和沿该恒力方向上的位移的乘积。⑵用求功。当F为变力时，高中阶段往往考虑用这种方法求功。这种方法的依据是：做功的过程就是能量转化的过程，功是能的转化的量度。如果知道某一过程中能量转化的数值，那么也就知道了该过程中对应的功的数值。2.会判断正功、负功或不做功。判断方法有：（1）卅力和位移的夹角a判断；（2）用力和速度的

2、夹角6判断定；（3）用动能变化判断.3.了解常见力做功的特点：垂力（或电场力）做功和路径关，只与物体始末位置的有关，W=,当末位置低于初位置时，w0,即重力做功；反Z则重力做功。滑动摩擦力做功与路径关。当某物体在一固定平面上运动时，滑动摩擦力做功的绝对值等于摩擦力与的乘积。在弹性范围内，弹簧做功与始末状态弹簧的形变量冇关系。二、深刻理解功率的概念1.功率的物理意义：功率是描述的物理量。2.功率的定义式：,所求出的功率是时间/内的功率。3.功率的计算式：P=，更中0是力与速度间的夹角。该公式有两种用法：①求某一时刻的瞬时功率。这时F是该时刻的作用力大小，v取值，对应的P

3、为F在该时刻的功率；②当v为某段位移（时间）内的平均速度时，则要求这段位移（时间）内F必须为恒力，对应的P为F在该段时间内的功率。4.重力的功率可表示为Pg=，即重力的瞬时功率等于重力和物体在该时刻速度Z积。三、深刻理解动能的概念，掌握动能定理。1.动能E&二是物体运动的状态量，而动能的变化AEk是与物理过程有关的过程量。2.动能定理的衣述合外力做的功等于的变化。（这里的合外力指物体受到的所有外力的合力，包括重力）。表达式为W=O四、掌握机械能守恒定律。1.机械能守恒定律的表述在的情形下，物体的发生相互转化，但机械能的总量保持不变。1.对机械能守恒疋律的理解:①机械能

4、守恒定律的研究对彖一定是系统，至少包括地球在内。通常我们说“小球的机械能守恒”其实一定也就包括地球在内，因为重力势能就是小球和地球所共有的。另外小球的动能屮所用的V,也是相对于地面的速度。②当研究对象（除地球以外）只有一个物体时，往往根据是否“只有重力做功”來判定机械能是否守恒；当研究対象（除地球以外）山多个物体组成时，往往根据是否“没有摩擦和介质阻力”來判定机械能是否守恒。③“只有重力做功''不等于“只受重力作用在该过程屮，物体可以受其它力的作用，只要这些力不做功或除重力之外的力做功的代数和为零。2.机械能守恒定律的各种表达形式（1）mgh+*加/=加g力'+Lmv

5、,2,即Ep+Ek=E；+E；；（2）AEp+Ek—0；A£+A£2=0；增=用⑴时，需要规定重力势能的参考平而。用⑵时则不必规定重力势能的参考平面，因为重力势能的改变量与参考平而的选取没有关系。尤其是用AE^AE只要把增加的机械能和减少的机械能都写出来，方程自然就列出來了。五、深刻理解功能关系，掌握能量守恒定律。1.做功的过程是能虽转化的过程，功是能的转化的量度。2.突出：“功是能量转化的量度”这一基本概念。①物体动能的增屋由外力做的总功来量度：W.h=AEk,这就是动能定理。②物体重力势能的增量山重力做的功来量度：WG=-AEPo③物体机械能的增量由重力以外的

6、其他力做的功來量度：Wk=AE机，（W真表示除璽力以外的其它力做的功）。④当W其=0时，说明只冇重力做功，所以系统的机械能守恒。⑤一对互为作用力反作用力的摩擦力做的总功，用来量度该过程系统山于摩擦而减小的机械能，也就是系统增加的内能。Q=fd（d为这两个物体间相对移动的路程）。类型一：功和功率的计算例1、一位质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳，重心升高h后，身体伸直并刚好离开地面，速度为v,在此过程中，A.地而对他做的功为B.地面对他做的功为C.地而对他做的功为D.地而对他做的功为零例2、如下图甲所示，质量为m的物块与倾角为0的斜面体相对静止，当斜面体沿水平面向左匀速

7、运动位移s时,求物块所受重力、支持力、摩擦力做的功和合力做的功。B.twvq2D.mvo2变式训练1：质量为m=0.5kg的物体从高处以水平的初速度Vo=5m/s抛出，在运动t=2s内重力对物体做的功是多少？这2s内重力对物体做功的平均功率是多少？2s末，重力对物体做功的瞬时功率是多少？（g取10m/52）类型二：机车启动问题例3•电动机通过一绳子吊起质量为8kg的物体，细的拉力不能超过120N,电动机的功率不能超过1200W,要将此物体由静止起用最快的方式吊高90m（已知此物体在被吊高接近90m时，已开始以最人速度匀速上升）所需时间为多少？变式训练