高中物理必修二第七章完美总结

期末复习提纲—第七章基本知识点梳理sF一、功的定义：力乘以力向位移公式:W=FS力向sFθ探究一：1、如图，一物体置于水平面上，在与水平方向成θ角的拉力F作用下，沿水平面运动了位移S北南西东sθscosθssinθ旋转θ=45o1、物体运动的位移是多少？2、力F对物体做功了吗？3、物体在力F的方向上有位移吗？因此，力做的功=力×物体在该力方向上的位移WF=FS力=FScosθsθscosθssinθ1、若所给的位移S不沿力的方向，则需再乘F向与S向夹角θ的余弦，Scosθ才是力的方向上的位移WF=FS力向=FScosθsFθ探究二：1、如图，一物体置于水平面上，在与水平方向成θ角的拉力F作用下，沿水平面运动了位移S，求：力F对物体做的功1、处理思想：我们知道，合力与分力是等效替代的关系；因此，合力对物体做的功也可以用它的两个分力做的功来等效替代F1=FcosθF2=Fsinθ2、分解F，则F1=FcosθF2=FsinθWF1=F1S=FcosθSWF2=F2×0=03、力F对物体做的功WF＝WF1+WF2＝FcosθS2、若所给的位移S不沿力的方向，也可分解F，用它的两个分力F1、F2做的功来等效替代合力F对物体做的功WF＝WF1+WF2＝FcosθS功的一般计算式：W=Fscosθ理解：1、F—恒力；求哪个恒力做的功，F就代表那个恒力S—物体运动的对地位移θ—力F与位移S之间的夹角2、某个力做的功只跟该力F、位移S、及它们间夹角θ三个因素有关，跟其它因素无关3、功是标量，没有方向，但有正负,注意负功的含义物理意义Ｗ的正负Ｆ与Ｓ的夹角对W＝FScosθ的讨论：θ=00＜α＜π/2α=π/2π/2＜α≤πW＞0W＞0W＝0W＜0正功—表明做功的力F对物体的运动起推动作用正功—表明做功的力F对物体的运动起推动作用不做功—表明G、FN对物体的运动既不起推动作用也不起阻碍作用负功—表明做功的力F对物体的运动起阻碍作用典例：1、物体在水平恒力F的作用下，在光滑的水平面上由静止前进了s，后进入一个粗糙平面，仍沿原方向继续前进了s．该力F在第一段位移上对物体所做的功为W1，在第二段位移上对物体所做的功为W2，则（C）A、W1＞W2B、W1＜W2C、W1=W2D、无法确定典例：2、以一定的速度竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为h，空气的阻力大小恒为Ff，则从抛出至落回出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为（C）A、0B、-FfhC、-2FfhD、-4Ffh典例：3、起重机以a=1m/s2的加速度，将重G=104N的货物由静止匀加速向上提升，那么，1s内起重机对货物做的功是(g=10m/s2)(D)A、500JB、5000JC、4500JD、5500J合力功做功的求法：W合＝F合ScosθW1＋W2＋…＋Wn几种常见模型合力功的表达式：做功的两个必要因素：公式:W=FS力向力物体在力的方向上发生一段位移复习：在初中，功是如何定义的？sFmμW合=(F-μmg)SVsFθmμVsFθ探究一：1、如图，一物体置于水平面上，在与水平方向成θ角的拉力F作用下，沿水平面运动了位移S北南西东sθscosθssinθ旋转θ=45o1、物体运动的位移是多少？2、力F对物体做功了吗？3、物体在力F的方向上有位移吗？因此，力做的功=力×物体在该力方向上的位移WF=FS力=FScosθsθscosθssinθmμVW合=[Fcosθ-μ(mg-Fsinθ)]SW合=[Fcosθ-μ(mg+Fsinθ)]SθmgFNθmgFNFfθmgFNFfθmgFNVW合=mgScos(90-θ)=mghW合=(mgsinθ-μmgcosθ)sVW合=-(mgsinθ+μmgcosθ)s力做功快慢的描述——功率1、平均功率——一段时间内力做功的平均快慢效果P=wt2、瞬时功率——力做功的瞬时快慢效果P=FVcosθθ—F与V的夹角3、机械功率——起重机、汽车等机械工具牵引力的功率（1）机械功率一般是指瞬时功率（2）表达式：P=F牵V（3）额定功率——机械正常工作下的最大功率典例：1、光滑的水平面上，质量为5kg的小车在水平拉力作用下做匀加速直线运动，若2s内它从静止开始速度增加到4m／s，则在这一段时间里拉力对小车做功的平均功率是多少？拉力的瞬时功率是多少？解：a=(V-Vo)／t=(4-0)／2m／s2=2m／s2s=at2／2=4m根据牛顿第二定律F合=ma=10NWF=Fs=10×4J=40Jp=WF／t＝40J/2s=20W瞬时功率p=FV=10×4W=40W典例:2、一质量为m的滑块从倾角为θ，长为S的光滑斜面顶端由静止滑至底端，求该过程重力的平均功率和滑至斜面底端瞬间重力的瞬时功率θ解：从顶端到底端，重力做的功WG=mgssinθ运动的时间Sm2sin21tgssin2gst重力的平均功率P=W／t＝mgssinθsin2gs重力的瞬时功率P=mgVcos(90-θ)=mgsinθsgsin2汽车的两种启动方式一、重力做功WG＝mgh=mgh1-mgh2物体的重力势能等于它所受的重力与所处高度的乘积二、重力势能EP＝mgh重力做功的特点：物体运动时，重力做的功只跟物体运动的起点和终点位置有关，而跟物体的运动的路径无关。1、对同一位置的同一物体，选不同的参考面重力势能是不同的，故重力势能的大小不是绝对的，有相对性2、EP是标量但有正负，正负表示势能的大小EPAEPBEPC10J0J-10J第一条功能对应关系重力做功重力势能变化重力做正功，物体的重力势能减少;重力势能的减小量等于重力做的功重力做负功，物体的重力势能增加;重力势能的增加量等于克服重力做功典例1：如图，质量0.5kg的小球，从桌面上方h1=1.2m的A点落到地面的B点，桌面高h2=0.8m．请按要求填写下表．(g=10m/s2)地面桌面下落过程重力势能的减少量下落过程重力做功小球在B点重力势能小球在A点重力势能参考平面6J10J-4J010J10J10J10Jh1h2AB虽然重力势能的大小和参考面的选取有关，但对一个确定的过程，重力做功和重力势能的变化与参考面的选择无关20第二条功能对应关系弹力做功弹性势能变化弹力做正功，物体的弹性势能减少;弹性势能的减小量等于弹力做的功弹力做负功，物体的弹性势能增加;弹性势能的增加量等于克服弹力做功弹性势能EP=Kx2其中K—劲度系数X——弹簧的形变量21典例：1、下列说法中正确的是(BCD)A、当重力对物体做正功时，物体的重力势能增加B、拉伸橡皮筋，橡皮筋的弹性势能增加C、重力做功的多少与参考平面的选取无关D、在同一高度，将物体以初速V0向不同的方向抛出，从抛出到落地过程中，物体所减少的重力势能一定相等合力对物体做的功，等于物体动能的变化。第三条功能对应关系一、动能定理合力做功动能变化21222121mVmVW总合理解：（1）等式左边合力功的两种求法（2）等式右边动能的变化量一定为末动能减初动能W合＝F合ScosθW1＋W2＋…＋Wn典例：2、某人从阳台处以相同的速度大小分别按四种方式抛出同一小球，（1）平抛（2）竖直向上抛（3）斜向上抛（4）竖直向下抛，不计空气阻力的影响，则下列说法正确的是（BD）A、第4种方式，小球落地动能最大B、四种方式，合力做功一定相同C、四种方式，小球落地速度均相同D、四种方式，小球落地动能均相同典例：1、关于合力做功和动能变化的关系，下列说法正确的是（A）A、如果物体所受合力为零，则合力对物体做的功一定为零B、如果合力对物体做功为零，则合力一定为零C、如果物体动能保持不变，物体所受合力一定为零D、如果合力对物体做功为零，则物体速度一定保持不变均错，以匀速圆周运动为例解析：四种情况下，合力做功都等于重力做功mgh,根据动能定理,合力做功mgh=mV2/2-mVo2/2，Vo大小相同，故末动能相同，因速度是矢量，故末速度不相同，但末速度的大小相同典例：3、一人用力踢质量为1Kg的皮球，使球由静止以10m／s的速度飞出。假定人踢球瞬间对球平均作用力是200N，球在水平方向运动了20m停止。那么人对球所做的功为(B)A、500JB、50JC、200JD、4000JW人=mV2／2=50J动能定理解决的几类典型的曲线运动模型RAB粗糙VVVoR光滑RABV光滑VhθLVhV221)cos(mVllmg222121OmVmVmgh222121OmVmVmgh221mVmgR221mVWmgRf2221212OmVmVRmg机械能守恒定律——在只有重力做功或系统内弹力做功的情况下，发生动能和势能的相互转化，则机械能的总量保持不变1、表达式：（1）EP1＋EK1＝EP２＋EK２mgh1＋mV12＝mgh2＋mV221212mV22－mV12＝mgh1－mgh21212（2）∆EK↑＝∆EP↓即EK2-EK1=EP1-EP22、守恒条件：（1）只有重力做功或系统内弹力做功（2）只发生动能和势能的相互转化，再无其它形式能的转化机械能守恒定律解决的几类典型的曲线运动模型RAB光滑VVhθLVhV221)cos(mVllmg222121OmVmVmgh222121OmVmVmgh221mVmgRVVoR光滑2221212mVmVRmgo典例：2、一小球从H高的平台边缘以初速度VO斜向上抛出，当它经过距地面高度为h的A点时,小球的速度为V，以地面为参考面，不计空气阻力，下列说法正确的是（BCD）HhVVOAA、物体落地时的动能为mVo2/2B、物体落地时的动能为mgh+mV2/2C、物体在A点的机械能为mgH+mVo2／2D、物体在A点的机械能为mgh+mV2／2典例：1、一小球分别从相同高度的光滑斜面a、b、c顶端由静止滑至底端，下列说法正确的是（ACD）abcA、合力做的功均相同B、滑至底端的速度均相同C、滑至底端的速率均相同D、滑至底端的机械能均相同典例：1、质量为m=2kg的物块（可视为质点），由水平光滑轨道滑向竖直半圆光滑轨道，到达最高点C后水平飞出，落在水平轨道上的B点处，如图所示，测得AB=4m，圆轨道的半径R=1m，求：（1）物块在C点时对半圆轨道的压力（2）物块在A点时的速度大小V解：根据平抛运动规律，求出物块从C点飞出的初速度ABCR2212gtRtVSCABsmgRSVABC/1024根据圆周运动向心力知识，在最高点C滑块做圆周运动的向心力由重力和轨道对滑块压力的合力提供，即RVmFmgCN2NRVmmgFCN602根据机械能守恒定律RmgmVmVCA2212122由牛三定律FN’=60NsmVA/54体会牛顿定律、动能定理、机械能守恒定律在解题范围上的差别光滑光滑粗糙1、牛顿定律解法：mgsinθ=maV2－02=2as2、机械能守恒定律解法：mgh＋0=mV2／2+03、动能定理解法：mgh=mV2／2－0θmVVVhhhsmmm1、牛顿定律解法：不好解决，因为合力是变力2、机械能守恒定律解法：mgh＋0=mV2／2+03、动能定理解法：mgh=mV2／2－01、牛顿定律解法：不好解决，因为合力是变力2、机械能守恒定律解法：不能解决，机械能不守恒3、动能定理解法：mgh+Wf=mV2／2－0系统机械能守恒对两个物体组成的系统，在只有系统内重力做功或弹力做功的情况下（其它力不做功或做功代数和为零）,发生动能与势能的相互转化，则系统的机械能保持不变F弹压缩光滑图1图2图3光滑理解：即EPA+EKA+EPB+EKB＝E’PA+E’KA+E’PB+E’KB（1）初状态系统的总机械能和末状态系统的总机械能相等（2）系统机械能守恒，必然运动过程中有增加的动能、势能；也有减少的动能、势能，故守恒还可理解为：所有增加的能量和所有减少的能量相等即E1↑+E2↑+…+En↑＝E1↓+E2↓+…+En↓滑动摩擦力做负功机械能向内能转化的多少第四条能量守恒定律能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另