2019-2020年高中物理 7.8 机械能守恒定律复习导学案 新人教版必修2

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1、2019-2020年高中物理7.8机械能守恒定律复习导学案新人教版必修2要点归纳一、功与功率1．功：功是能量转化的量度，力做了多少功就有多少能量从一种形式转化为另一种形式。（1）功的公式：（α是力和位移的夹角），即功等于力的大小、位移的大小及力和位移的夹角的余弦这三者的乘积。热量与功均是标量，国际单位均是J。（2）力做功的因素：力和物体在力的方向上发生的位移，是做功的两个不可缺少的因素。力做功既可以说成是作用在物体上的力和物体在力的方向上位移的乘积，也可以说成是物体的位移与物体在位移方向上力的乘积。（3）功的正负：根据可以推出：当0°≤α＜90°时，力做正功，为动力功；当90

2、°＜α≤180°时，力做负功，为阻力功；当α＝90°时，力不做功。（4）求总功的两种基本法：其一是先求合力再求功；其二是先求各力的功再求各力功的代数和。2．功率：功跟完成这些功所用的时间的比值叫做功率，表示做功的快慢。（1）平均功率与瞬时功率公式分别为：和，式中是F与v之间的夹角。功率是标量，国际单位为W。（2）额定功率与实际功率：额定功率是动力机械长时间正常工作时输出的最大功率。机械在额定功率下工作，F与v是互相制约的；实际功率是动力机械实际工作时输出的功率，实际功率应小于或等于额定功率，发动机功率不能长时间大于额定功率工作。实际功率P实=Fv，式中力F和速度v都是同一时刻

3、的瞬时值。二、机械能1.动能：物体由于运动而具有的能，其表达式为。2．重力势能：物体由于被举高而具有的势能，其表达式为EP，其中是物体相对于参考平面的高度。重力势能是标量，但有正负之分，正值表明物体处在参考平面上方，负值表明物体处在参考平面下方。3．弹性势能：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，而具有的势能。弹簧弹性势能的表达式为：，其中k为弹簧的劲度系数，为弹簧的形变量。三、能量观点1．动能定理（1）内容：合力所做的功等于物体动能的变化。（2）公式表述：2．机械能守恒定律（1）内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以互相转化，而总的机械能保持

4、不变。（2）公式表述：或写成EK2+EP2=EK1+EP1（3）变式表述：①物体系内动能的增加（减小）等于势能的减小（增加）；②物体系内某些物体机械能的增加等于另一些物体机械能的减小。3．能量守恒定律（1）内容：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式，或者从一个物体转移到另外一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总和保持不变。（2）变式表述：①物体系统内，某些形式能的增加等于另一些形式能的减小；②物体系统内，某些物体的能量的增加等于另一些物体的能量的减小。学法指导一、用能量观点解题的一般思路利用能量观点解决问题，只需考虑运动的初、末状态，不必考虑两个状态

5、间过程的细节，且不受运动形式的制约。1．利用动能定理解题（1）确定研究对象及运动过程。（2）在全过程中对研究对象进行受力分析。（3）写出研究过程中合力做的功，或分别写出各个力做的功（注意功的正负）再代数和。如果研究过程中物体受力情况有变化，就要分别写出各力在各个阶段做的功再代数和。（4）确定初、末状态并写出初、末状态的动能。（5）利用动能定理列方程求解。2．利用机械能守恒定律解题（1）选取研究对象：物体系。（2）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。（3）恰当选取参考平面，确定研究对象在过程的初、末状态时的机械能。利用机械能守恒定律的变式表述分

6、析问题时无须确定参考平面。（4）根据机械能守恒定律列方程，进行求解。3．利用能量守恒定律解题（1）选取研究对象：物体系。（2）分析研究对象所经历的物理过程，判断有哪些形式的能参与了相互转化或转移。o（3）分析有哪些形式能增加了，哪些形式能减小了；或分析哪些物体的能量增加了，哪些物体的能量减小了。（4）根据能量守恒定律的变式表述列方程，进行求解。二、机车启动问题的分析o1．恒定功率启动：设机车运动时受恒定的阻力，在恒功率起动过程中，当机车的速度逐渐增大时，机车的牵引力会逐渐减小，其加速度也逐渐减小，当机车的牵引力小到等于阻力时，加速度为零，此时速度达到最大，以后保持这一速度匀速

7、行驶，其图象如图所示。2．恒定加速度启动：机车以恒定加速度起动时，开始要做匀加速运动，随着速度的增加，功率增大，设当速度为v1时功率达到额定功率，以后应继续以额定功率行驶，做牵引力减小、加速度减小的加速运动，当机车的牵引力小到等于阻力时，机车的加速度为零，此时速度达到最大，以后保持这一最大速度匀速行驶，其图象如图所示。综上所述，无论以哪种方式起动，机车都是牵引力等于阻力时速度达到最大，所以有。但必须强调：机车的功率是牵引力的功率，既不是机车所受阻力的功率，也不是机车所受合力的功率。三、典型例题【例1】在