高中物理第2轮复习 专题2 第2讲 动能定理和机械能守恒定律课件.ppt

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1、专题二动量和能量第二讲动能定理和机械能守恒定律(1)一、功和功率1．功(1)恒力的功：恒力的功等于力和物体在力的方向上发生的位移的乘积，即W=Fscos，是力F与位移s之间的夹角，s是力的作用点相对于地面的位移．功是标量，正功和负功表示力的作用效果不同．①当=90°时，W=0，力与位移垂直，力不做功；②当＜90°，W＞0，力对物体做正功；③＞90°，W＜0，力对物体做负功(也说成是物体克服这个力做功)．(2)变力的功：①功率恒定：WF=Pt.注意：这是牵引力的功，而不是合力的功．②力的线性变化：.(如矩形木块在浮出水面过程中浮力随木块浸入水中深度的减小而均匀减小)2．功率

2、：表示物体做功快慢的物理量(1)平均功率：是平均速度．(2)瞬时功率：是瞬时速度．当F与v的夹角为零时上面两表达式可简化为：、注意：讲功率必须指明是哪个力或哪个物体做功的功率．3．机车启动的两类问题①机车以恒定功率运动，随着速度增大，牵引力变小，当牵引力等于阻力时(F=Ff)，加速度为零(a=0)，机车以最大速度(vm=P/Ff)匀速运动．如图221.图221②机车以恒定的加速度(恒定的牵引力)运动，随着速度增大，功率增加，直至达到额定功率，匀加速能达到的最大速度为v0=P/(Ff+ma)，此时还未达到机车的最大速度(vm=P/Ff)．如图222.图222二、动能定理1．动能

3、定理：合外力所做的功等于物体动能的变化．W=Ek2-Ek1，其中Ek2表示物体的末动能，Ek1表示物体的初动能．动能定理中涉及的物理量有F、s、m、v、W、Ek等．在处理含有上述物理量的力学问题时，可以考虑使用动能定理．由于只需从力在整个位移内的功和这段位移始末两状态动能变化的角度去考察，无需注意其中运动状态变化的细节，又由于动能和功都是标量，无方向性，无论是直线运动或曲线运动，计算都会特别方便．2．动能与动量、功与冲量(1)动能和动量都是状态物理量，功和冲量都是过程物理量；(2)动能和功是标量，动量和冲量是矢量；(3)功是力对位移的积累，冲量是力对时间的积累；(4)力与位移

4、的积累效果是改变物体的动能，力与时间的积累效果是改变物体的动量；(5)动能与动量大小的关系为：Ek=p2/(2m)，.三、机械能守恒定律1．重力做功与重力势能变化的关系：重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增大．重力做的功等于重力势能增量的负值.2．弹力做正功，弹性势能减少；弹力做负功，弹性势能增大．3．机械能守恒定律：在只有重力及系统内弹力做功的情形下，系统的势能(包括重力势能和弹性势能)和动能发生相互转化，但总的机械能保持不变．表达式：Ek+Ep=Ek′+Ep′，或，或4．摩擦力做功及其特点：(1)摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功．(2)在静摩擦力做

5、功的过程中，系统内只有机械能的相互转化，摩擦力起着传递机械能的作用，而没有机械能与其他形式的能的相互转化．一对静摩擦力所做功的总和一定等于零．(3)一对滑动摩擦力所做功的和一定是负值，其绝对值等于滑动摩擦力与相对位移的乘积，等于系统损失的机械能，等于系统内的摩擦生热，即.类型一：功和功率恒力做功可以用W=Fs计算．变力做功一般有四个途径可求：①力均匀变化可以先求平均力，再求功；②力不均匀变化可采用F-s图象求功；③通过动能定理求功．另外，要注意区别某一个力对物体做功与合外力对物体做功，或物体克服外力做功．④利用功率求功：W=Pt.【例1】(2011·山东)如图223所示，将小

6、球a从地面以初速度v0竖直上抛的同时，将另一相同质量的小球b从距地面h处由静止释放，两球恰在处相遇(不计空气阻力)．则()A．两球同时落地B．相遇时两球速度大小相等C．从开始运动到相遇，球a动能的减少量等于球b动能的增加量D．相遇后的任意时刻，重力对球a做功功率和对球b做功功率相等图223【解析】设相遇时间为t，则有【答案】C【变式题】如图图224甲所示，质量为m=1kg的物体置于倾角为=37°固定斜面上，对物体施以平行于斜面向上的拉力F，t1=1s时撤去拉力，物体运动的部分v-t图象如图图224乙，试求：(1)拉力F的平均功率；(2)t=4s时物体的速度v.图224【解析】

7、(1)设力F作用时物体的加速度为a1，对物体进行受力分析，由牛顿第二定律可知类型二：动能定理的运用动能定理的理解及应用要点：(1)动能定理的计算式为标量式，v、s的参考系是地面；(2)动能定理的研究对象是单一物体，或者可以看成单一物体的物体系；(3)动能定理适用于物体的直线运动，也适用于曲线运动；适用于恒力做功，也适用于变力做功，力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分段作用(4)若物体运动的过程包含几个不同过程，应用动能定理时，可以分段考虑．【例2】如图225所示，质量m=0.5kg的小球(可视