高一物理動能定理的應用機械能守恒定律人教實驗版【本講教育信息】一.教學內(nèi)容：動能定理的應用機械能守恒定律二.知識要點：1.進一步掌握用動能定理解決問題的方法2.理解動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化3.掌握機械能守恒的表達式三.重點、難點解析〔一〕動能定理1、內(nèi)容：合力的功等于物體動能的變化。2、表達式：當W>0時動能增加W<0動能減少3、合力的功的計算，因為功是標量，當物體同時受到幾個力的作用時，合力的功等于各個力做功的代數(shù)和即W＝W1＋W2＋……＋Wn當然合力假設(shè)是恒力時，也可以由功的計算公式直接去求合力功。說明：〔1〕動能定理雖然是在物體受到恒力的作用且物體做直線運動的情況下得到的，但可以證明，對于物體受到變力作用做曲線運動時，動能定理也是適用的。這也正是動能定理的廣泛應用于解決有關(guān)力學問題的優(yōu)點?！?〕有了動能定理，就可以來借助于它求變力做功問題了。4、應用動能定理解題的根本方法〔1〕確定研究對象，明確它的運動過程?！?〕分析物體在運動過程中的受力情況，明確各個力是否做功，是正功還是負功。〔3〕明確起始狀態(tài)和終了狀態(tài)的動能〔可分段，也可以全過程考慮〕?！?〕用列方程求解，注意：末狀態(tài)的動能與初狀態(tài)的動能之差?！捕硠幽芘c勢能的相互轉(zhuǎn)化1、物體自由下落或沿光滑斜面下滑時，重力對物體做正功，物體的重力勢能減少，物體的動能增加；2、將物體以一定的初速度豎直上拋或沿光滑斜面上升時，重力做負功，物體的重力勢能增加，動能減少；3、被壓縮的彈簧，將跟它接觸的物體彈出去的過程中，彈力做正功，物體的動能增加，彈簧的彈性勢能減少；4、將物體以一定的初速度豎直向上拋出,物體在上升過程中,重力對物體做負功,物體的高度升高重力勢能增加;物體的速度減小，動能減少;物體的動能轉(zhuǎn)化成重力勢能?？偨Y(jié)：由上述事例說明，在一定條件下物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化；根據(jù)以上事例，分析一下物體動能和勢能發(fā)生轉(zhuǎn)化的條件：只有重力做功或只有彈力做功。討論：只有重力〔或彈力〕做功與只受重力〔或彈力〕是一回事嗎？有幾種情況？請舉例說明?！部唇滩腜23例題〕5、通過重力或彈力做功,機械能可以從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式?！踩硻C械能守恒定律1、動能和勢能統(tǒng)稱為機械能，其中的勢能包括重力勢能和彈性勢能2、內(nèi)容：見課本3、表達式：E1＝E2或Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2例l.質(zhì)量為M＝500t的機車，以恒定功率從靜止起動，經(jīng)時間t＝5min時，在水平軌道上行駛了l＝2.25km，速度到達了最大vm＝15m／s，試求〔1〕機車的功率P?！?〕機車運動過程中所受的平均阻力。解析：機車以恒定的功率起動，由于速度越來越大，牽引力的功可由求解故〔1〕①其中為機車所受平均阻力，當機車速度到達0m時應有②由②得③×105W代入③得〔N〕例2.如下列圖，質(zhì)量m＝1kg的木塊靜止在高h＝1.2m的平臺上，木塊與平面間的動摩擦因數(shù)＝0.2，用水平推力F＝20N，使木塊產(chǎn)生位移l1＝3m時撤去，木塊又滑行l(wèi)2＝lm時飛出平臺，求木塊落地時速度的大小?解析：取木塊為研究對象，其運動分為三個階段，先勻加速前進l1后勻減速l2，再做平拋運動，用牛頓運動定律來解計算麻煩，而物體在各個運動階段，受力情況明確，宜用動能定理求解。設(shè)木塊落地時的速度為v，各力做功的情況分別為，由動能定理得代入數(shù)據(jù)例3.一個質(zhì)點放在光滑水平面上，在水平恒力F作用下，由靜止開始運動，當速度到達w時，立即換成一個方向相反，大小為3F的恒力作用，經(jīng)過一段時間后，質(zhì)點回到出發(fā)點，求質(zhì)點回到出發(fā)點時的速度。解析：解法一：以恒力F的方向作為正方向，設(shè)質(zhì)點在恒力F的作用下發(fā)生的位移為l，那么根據(jù)運動學公式有，，當恒力改為3F且方向相反時有，聯(lián)立以上各式，可得，根據(jù)題意應舍去，取解法二：根據(jù)動能定理可列出以下公式①②聯(lián)立①②式可解得可得，應取，【模擬試題】1.對水平面上的物體施以水平力F，從靜止開始運動了位移L，撤去力F，這以后又經(jīng)過了位移L而停止下來，假設(shè)物體的質(zhì)量為m，那么：〔〕A.它所受阻力為F B.它所受阻力為F／2C.力F做的功為零 D.力F做的功為FL／4m2.水平桌面上有一物體，受一水平方向的恒力F的作用，由靜止開始無摩擦地運動經(jīng)過路程l1，速度到達v；又經(jīng)過路程l2，速度到達2v，那么在l1和l2兩段路程中F所做的功之比為〔〕A.1：1 B.1：2 C.1：3 D.1：43.一學生用100N的力將質(zhì)量為0.5kg的小球，以8m／s的初速沿水平方向踢出20m遠，那么該學生對小球做的功為〔〕A.200J B.16J C.1000J D.無法確定4.以初速度v0豎直上拋一個質(zhì)量為m的小球，小球運動過程中所受阻力f大小不變，上升最大高度為A，那么拋出過程中，人手對小球做的功為〔〕A. B.mgh C. D.5.在以下事例中，物體的機械能守恒的是A.做自由落體運動的物體B.沿光滑斜面自由下落的物體C.沿光滑斜面向上加速運動的物體D.沿某一斜面勻速下滑的物體6.物體在以下運動過程中，機械能守恒的是A.在空中勻速下落的跳傘運發(fā)動B.以加速度g向上做勻加速運動的電梯C.光滑曲面上自由運動的物體D.忽略空氣阻力，豎直向上拋出的物體7.如下列圖，桌面高為h，質(zhì)量為m的小球從離桌面高H處自由落下，不計空氣阻力，以桌面為參考平面，那么小球到地面前瞬間的機械能為〔〕A.mghB.mgHC.mg〔h＋H〕 D.－mgh8.以下關(guān)于機械能是否守恒的表達正確的選項是〔〕A.做勻速直線運動的物體的機械能一定守恒B.做勻變速直線運動的物體的機械能可能守恒C.合外力對物體做功為零時，機械能一定守恒D.只有重力對物體做功，物體機械能一定守恒9.質(zhì)量為m的物體，從靜止開始以2g的加速度豎直向下運動了h高度，以下說法中正確的選項是〔〕A.物體的勢能減小了2mgh B.物體的機械能保持不變C.物體的動能增加2mgh D.物體的機械能增加mgh10.如下列圖一條重鐵鏈長2m，質(zhì)量為10kg，放在光滑的水平地面上，拿住一端勻速提起鐵鏈到鐵鏈全部離開地面的瞬間，拉力所做的功為_________。11.如下列圖，AB與CD兩個斜面，分別與一個光滑的圓弧軌道相切，圓弧的圓心角為＝，半徑R＝2m，質(zhì)量為m＝lkg的物塊在距底面h＝3m的A點以vA＝4m／s的速度滑下，假設(shè)物塊與斜面的動摩擦因數(shù)＝0.02，求物體在斜面上〔除圓弧外〕共能運動多長路程?12.如下列圖，繃緊的傳送帶在電動機帶動下，始終保持v0＝2m／s的速度勻速運行，傳送帶與水平地面的夾角＝，現(xiàn)把一質(zhì)量m＝10kg的工件輕輕地放在傳送帶底端，由傳送帶傳送至h＝2m的高處。工件與傳送帶間動摩擦因數(shù)＝，g取10m／s2?！?〕試通過計算分析工件在傳送帶上做怎樣的運動?〔2〕工件從傳送帶底端運動至最高處的過程中摩擦力對工件做了多少功?13.電動機通過一繩吊起一質(zhì)量為8kg的物體，繩的拉力不能超過120N，電動機的功率不能超過1200W。要將此物體由靜止起用最快的方式將物體吊