机械能守恒定律的复习[1]

使用方法：多媒体演示讲解知识点，完后关闭讲解对应习题，每个题目都有要点，可让学生填写。考纲展示1.功和功率Ⅱ2.动能和动能定理Ⅱ3.重力做功与重力势能Ⅱ4.功能关系、机械能守恒定律及其应用Ⅱ实验五：探究动能定理实验六：验证机械能守恒定律•一、理解能力•1．理解功的定义及公式．•2．理解功率的概念，会区分平均功率和瞬时功率．•3．理解动能定理的内容及表达式．•4．理解重力势能、弹性势能、机械能的概念．•5．理解机械能守恒定律及守恒条件．•6．理解功是能量转化的量度．•二、推理能力•1．会用牛顿运动定律推导动能定理．•2．掌握做功和物体动能变化的关系．•3．掌握重力做功和重力势能改变的关系．•4．掌握摩擦力做功与产生内能的关系．•5．掌握各种具体的功与相对应能量变化的关系．•三、分析综合能力•1．会分析机车的两种启动方式的运动过程．•2．掌握应用动能定理的步骤并能熟练地运用．•3．树立守恒观点，掌握寻找守恒量解决问题的方法．一：功的理解及功的计算1.做功的要素是什么？表达式？每个物理量代表的含义是什么？•要素：力，在力的方向上发生位移•公式：W=F·scosθ•条件：仅适用于恒力做功的计算•含义–F表示力的大小–S表示力的作用点相对于地面的位移大小–θ表示力和位移方向间的夹角2.功是标量，其正负所表达的含义什么？做负功的两种说法？•从效果上来看–正功表示动力做功α90°–负功表示阻力做功α90°•从功能关系来看–表示能量转化的方向•做负功的两种说法（在计算题的时候注意）：–重力做负功-10J–克服重力做功10J3.求变力做功有哪些方法？•强调微元法（知道）•间接求解（转求相关联的恒力功）•W=pt表达式•动能定理4.总功如何计算？两种方法，如何选取？•方法一：–先求物体所受的合外力，再根据公式W合=F合·scosθ•方法二：–先根据W=F·scosθ,求每个分力做的功W1，W2…再根据W合=W1+W2+…•单过程：各个力大小方向都没有发生变化，即合力不变。•多过程：某个力的方向发生变化，如摩擦力，空气阻力；或者某个力消失。则应分过程求总功特别是摩擦力，当某个力撤销时，影响正压力的情况5.常见力做功的特点总结•恒力如重力–路径无关，只和初末位置有关•弹力–通常不做功•摩擦力–无论是滑动摩擦力还是静摩擦力都可以做正功，做负功，不做功。–通常情况下，滑动摩擦力，空气阻力总是与物体相对运动方向相反，整个过程WF=F·S路程6.相互作用力做功其中一个力做正功，则另一个力做负功吗？它们的功的代数和一定是零吗？•一切皆有可能•举例二：功率的理解及计算7.功率的物理含义是什么？单位？•P：物体做功的快慢•瓦特W•额定功率：机械长时间正常工作而不损坏机械的最大输出功率．•实际功率：机械实际工作时的输出功率，实际功率可以小于或等于额定功率tWP•功和功率都是标量，其中功的正负仅说明能量的转化方向．8.什么是平均功率？什么是瞬时功率？tWPcoscosFVtFStWP计算平均功率时F应为恒力计算瞬时功率时F、V、θ均为瞬时值。三：公式P=FV的运用（经常结合F=ma运用）9.机车启动有几种启动方式，每种启动方式其启动过程？•明确两个方程–P=F牵v–F合=ma•V-t图像，明确一些特殊点，线的物理含义机车起动问题一定要注意是恒定功率起动还是恒加速度起动．但不管是哪一种起动方式，对发动机而言P＝F·v对任何一个时刻总是成立的，其中F为牵引力，而不是车辆所受的合外力，牛顿第二定律F－Ff＝ma也总是成立的，利用以上两个关系式与运动学公式等即可解决此类问题．mv221_2mv21sf-Ptm阻四：机械能10、机械能（1）、重力势能：物体由于被举高而具有的能叫重力势能。其表达式为：mghEP说明：其中h为物体所在处相对于所选取的零势面的竖直高度，零势面的选取是任意的，一般是取地面为零势面。一个物体在某一状态下所具有的重力势能的值将随零势面的选取而不同，但物体经历的某一过程中重力势能的变化却与零势面的选取无关。重力做功与重力势能变化间的关系：WG=EP2-EP1=-ΔEP动能和势能统称为机械能。E机=EK+EP无地球就无所谓重力，更无所谓重力势能,所以重力势能是物体与地球共同具有的。重力势能的正负表示什么含义？•正表示参考平面之上，负表示在参考之下•表示大小–如果说一个物体的重力势能从-5J变化到-3J，重力势能是变大还是变小？(2).弹性势能1.发生弹性形变的物体具有的能叫做弹性势能.2.弹性势能的大小跟物体形变的大小有关，EP′=1/2×kx23.弹性势能的变化与弹力做功的关系:弹力所做的功，等于弹性势能减少.W弹=-ΔEP′(3).动能Ek=1/2×mv2v一般相对于地面，动能是标量，是状态量，所以v是瞬时速度五：几个常见的功能关系、能量守恒定律重力做功物体重力势能的减少弹簧弹力做功物体弹性势能的减少合外力做总功物体动能增量除重力以外的其他力做功物体机械能的增量11.功和能的关系功是能量转化的量度一种形式的能另一种形式的能WG=−DEp、W弹=−DEp弹、W合=DEk、W其它=DE机通过做功来实现12.能量守恒定律•能量不会凭空产生和消失，只能转化和转移，而且在转化和转移过程中总和保持不变。运用能量守恒定律可有2种表达方式ΔE增=ΔE减需要判断出哪些能增加，哪些能减少ΔEA=ΔEB需要判断出哪个物体能量增加，哪个减少机械能守恒定律其实是能量守恒在特定情况下的体现六：动能定理的应用21222121mvmvW总外力的总功末状态动能初状态动能1、合外力做功。2、外力做功之和。动能变化和某一过程（始末状态）相对应。表述：外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。13：动能定理及其运用如何理解动能定理？•功能关系，做功过程伴随着动能变化，是动能变化的途径，总功是动能转化的量度，即总功是多少，则有多少动能发生了转化•不是功变成动能，而是功引起物体动能发生变化。如何分析物理过程，针对过程写出动能定理表达式?•抓住一个过程两个状态•注意事项–标量式，v是相对于同一个参考系，一般是地面–过程与两个状态对应•多过程的选择问题式子右边应为整个过程动能变化量，式子左边是整个过程所有力做的功的代数和，注意功的正负问题。应用动能定理的解题步骤•步骤–明确研究对象，分析研究所经历的运动过程–对研究对象进行受力分析，确定各力所做的功，求这些力的功的代数和–确定始、末态的动能（未知量用符号表示），根据动能定理列出方程W总=Ek2-Ek1–求解方程，分析结果动能定理相较牛顿定律解题的优势在哪里？•既适用于恒力做功，同样适用变力做功，既适用于直线运动，同样适用于曲线运动。七：机械能是否守恒的判断和机械能守恒定律的应用做功角度：系统内只有重力或系统内的弹力做功1．只受重力或系统内的弹力作用，例如在不考虑空气阻力的情况下的各种抛体运动，物体的机械能守恒．2．受其他力，但其他力不做功，只有重力或弹力功．例如物体沿光滑的曲面下滑，受重力、曲面的支持力的作用，但曲面的支持力不做功，物体的机械能守恒．3.其他力做功，但做功代数和为零能量转化角度系统内只有动能和势能的相互转化一、对机械能守恒条件的理解二.守恒表达式观点表达式守恒观点E1=E2,Ek1+Ep1=转化观点ΔEk=转移观点ΔEA=Ek2+Ep2-ΔEp-ΔEB注意：第一个公式要选零势能面，第二个和第三个则不用(1)分析题意，明确研究对象；(2)分析研究对象在运动过程中的受力情况，弄清物体所受各力做功的情况，判断机械能是否守恒；(3)选取零势能面，确定研究对象在始末状态时的机械能；(4)根据机械能守恒定律列出方程进行求解，并对结果进行必要的讨论和说明．三．应用机械能守恒定律解题的基本步骤四：反思总结