精品解析：第八章 机械能守恒定律—讲和练 -2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第八章 机械能守恒定律 一．功 1．定义：力与力方向上位移的乘积或位移方向上的力与位移的乘积。 2．公式 3．对功的理解： ① 功的单位是J（焦耳） ② 功是标量，没有方向，有正负之分 ③ 为力与_________方向之间的夹角 ④ 该公式适用于恒力做功的计算，也可以适用于变力做功的分析 4．功的正负 ① 当，，力对物体做正功，力体现为动力； ② 当，，力不做功； ③ 当，，力对物体做负功，力体现为_________，或者说物体_________这个力做功。 二．功率 1．物理意义：描述力对物体做功的_________。 2．公式 3．功率的分类 ① 平均功率：或 ② 瞬时功率： 三．机车启动 两种方式 以恒定功率启动 以恒定加速度启动 P－t图像 和v－t 图像 OA 段 过程 分析 不变F不变P＝Fv↑直到P＝P额＝Fv1 运动 性质 加速度减小的加速直线运动 匀加速直线运动， 持续时间 AB 段 过程 分析 运动 性质 以做匀速直线运动 加速度减小的加速直线运动 BC段 以做匀速直线运动 四．重力势能 1．重力做功的特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的_________无关。 2．重力做功的表达式 3．重力势能的产生：物体因举高而具有的能量。 4．重力势能的表达式 为相对于零势能面的高度。 5．重力做功和重力势能的关系 ① 当物体从高处运动到低处时，重力做_________，重力势能_________，即； ② 当物体由低处运动到高处时，重力做_________，重力势能_________，即，重力做负功也可以说成物体_________重力做功。 五．弹性势能 1．定义：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，也具有势能，这种势能叫作弹性势能。 2．弹簧的弹性势能：弹簧的长度为原长时，弹性势能为0。弹簧被拉伸或被压缩时，就具有了弹性势能。 六．动能定理 1．动能的定义：物体因运动而具有的能量。 2．动能的表达式 3．动能定理的内容：物体所受合外力做功之和等于动能的变化量。 4．动能定理定理的表达式 5．动能定理的适用范围：动能定理是物体在恒力作用下，并且做直线运动的情况下得到的，当物体受到变力作用，或者做曲线运动时，可以采用把整个过程分成许多小段，也能得到动能定理。 七．机械能守恒定律 1．动能和势能的相互转化 ① 重力势能与动能：只有重力做功时，若重力对物体做正功，则物体的重力势能减少，动能增加，重力势能转化成了动能；若重力做负功，则动能转化为重力势能。 ② 弹性势能与动能：只有弹簧弹力做功时，若弹力做正功，则弹簧弹性势能减少，物体的动能增加，弹性势能转化为动能。 2．机械能 ① 定义：重力势能、弹性势能和动能都是机械运动中的能量形式，统称为机械能。 ② 机械能的改变：通过重力或弹力做功，机械能可以从一种形式转化为另一种形式。 3．机械能守恒定律的表达式 理解角度 表达式 物理意义 从不同状态看 Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2或E初＝E末 初状态的机械能等于末状态的机械能 从转化角度看 Ek2－Ek1＝Ep1－Ep2 ΔEk＝－ΔEp 过程中动能的增加量等于势能的减少量 从转移角度看 EA2－EA1＝EB1－EB2 ΔEA＝－ΔEB 系统只有A、B两物体时，A增加的机械能等于B减少的机械能 做功的两个因素 ① 作用在物体的力。 ② 物体在力的方向上的位移。 【例题】 1. 关于功的表述，正确的是（　　） A. 功的正负表示大小 B. 做功的大小与参照系的选取无关 C. 一个力对物体做负功，则该力一定阻碍物体运动 D. 作用力做正功时，反作用力一定做负功。 2. 如图所示，水平路面上有一辆质量为的汽车，车厢中有一质量为m的人正用恒力F向前推车厢，在车以加速度a向前加速行驶距离L的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 人对车的推力F做的功为FL B. 车对人做的功为maL C. 车对人的摩擦力做的功为 D. 车对人的作用力大小为ma 3. 如图所示，一个质量为m=2kg的物体受到与水平方向成37°角斜向上方的力F=10N作用，在水平地面上从静止开始向右移动的距离为l=2m，已知物体和地面间的动摩擦因数为0.3，g取10m/s2，cos37°=0.8，sin37°=0.6，求： （1）拉力F所做的功W1； （2）地面对物体摩擦力Ff所做的功W2； （3）重力G所做的功W3； （4）地面对物体的支持力FN所做的功W4； （5）合力F合所做的功W。 【练习题】 4. 如图所示，一物体从A点出发，分别沿粗糙斜面AB和光滑斜面AC下滑及斜向上抛出，运动后到达同一