第1章 功和机械能（复习课件）物理鲁科版必修第二册

第一节 机械功 鲁科2019 高中物理必修二 第一章 功和机械能 单元复习 一 知识构建 做功的两个要素： 功 基本概念 W = Flcosa , a 为 F 和 l 的 夹 角 正功和负功 合 力 做 的 功 ① 力 ；② 力方向上的位移 力做正功 公 式 ： 力不做功 力做负功 W = F合lcosa W = W1+W2+…… 定义式： 功率 基本概念 动力机械的功率： 计算： a为F和v 的夹角 平均功率 瞬时功率 额定功率 实际功率 动能： 机械能 基本概念 机械能： 势能： 重力势能 弹性势能 具有相对性 （弹簧的弹性势能） 动能和势能的总和 基本规律 动能定理： W =∆ Ek=Ek2-Ek1 机械能守恒定律 实验：验证机械能守恒定律 内容： 内容: 重力做功与重力势能变化的关系： 条件： 表达式： 外力在一个过程中对物体做的功等于物体在这个过程中动能的变化 表达式： WG =-∆ Ep 在只有重力或弹力这类力做功的情况下，物体的动能与势能相互转化，机械能的总量保持不变 只有重力或系统内弹力做功 EP1+EK1=EP2+EK2 二 典例分析 1、如图所示，质量为 m 的物体静止在倾角为 a 的粗糙斜面体上，当两者一起向右做匀速直线运动,通过水平位移为 s 的过程中，1、物体 m 所受的各个力分别对物体做多少功？2、斜面对物体 m 做多少功？ 典例分析 解析: 受力析如图，物体m受重力mg、支持力N 和摩擦力f 由平衡条件得 又 f 与 s 夹角为ɑ, N与s夹角为（90°+a） G与s垂直 解： WG=0 WN=Nscos(90°+a)=-mgscosɑsinɑ Wf=mgssinɑcosɑ （2）斜面对m做的功 （1）各力对m做的功 W=WN+Wf=0 典例分析 2、如图, 一个劲度系数为 k 的轻弹簧，一端固定在墙壁上，在另一端沿弹簧的轴线施一水平力将弹簧拉长。（1）求在弹簧由原长开始到伸长量为x1过程中拉力所做的功；（2）如果继续拉弹簧，在弹簧的伸长量由x1增大到x2的过程中，拉力又做了多少功？ 用F - x图像求变力做功 解析：在拉弹簧的过程中，拉力的大小始终等于弹簧弹力的大小，根据胡克定律可知，拉力与拉力作用点的位移（等于弹簧的伸长庄）成正比，即F=kx,可求解变力的功。 解： （1）建立F-x图象如右图，由图可知弹簧伸长到x1时拉力做的功 （2）由弹簧伸长由x1伸长到x2时拉力做的功 3、汽车额定功率60 kW，质量为 5 t , 在水平路面上行驶时，阻力是车重的 0.1 倍 ，g =10 m /s2, 问：汽车保持额定功率不变时，从静止开始起动，汽车所能达到的最大速度为多大？当汽车的加速度为2 m/s2 时，速度多大？汽车的速度 为 6 m /s 时，加速度多大？ 典例分析 解析： 汽车运动中所受到的阻力大小为： f=0.1mg= 5×103 N 汽车以额定功率起动时，汽车在做加速度减小的加速运动，当加速度减小到零时，速度达到最大。所以此时汽车的牵引力为： F0=f= 5×103 N 则最大速度： 设当汽车的加速度为2m/s2 时牵引力为F1，由牛顿第二运动定律得 F1－f=ma1 F1=ma1+f=1.5×104N 则汽车的速度 设当汽车的速度为6m/s时牵引力为F2 由 得 F2=1.0×104N 由牛顿第二运动定律得 4、如图所示，AB段是光滑的水平面，BD段物体与水平面的动摩擦因数为 0.4。AB = 10m, BC = 5 m ,CD = 6 m 。质量为10 kg 的物体在A 处受到100 N的水平拉力作用，从静止开始运动，到 C 点时将拉力撤去，求物体到达D 点时的速度。 典例分析 合外力做功可理解为外力各自做功的总和 解： 直接对AD全程运用动能定理。拉力在AC段做正功，摩擦力在BD段做负功，故有 且 ① ② 由①②式联立解得 当物体的运动包含多个不同过程时，可分段应用动能定理求解，也可以全过程应用动能定理。列动能定理方程时，必须明确各力做功的正、负，确实难以判断的先假定为正功，最后根据结果加以检验。 5、（多选）如图 , 质量为m 的小车在水平恒力F 推动下从山坡（粗糙 ）底 部 A 处由静止起运动至高为h 的坡顶 B , 获得速度为v，A 、B 之间的水平距离x，重力加速度为 g 。下列说法正确的是 （ ）。 A. 小车克服重力所做的功是 mgh B. 合外力对小车做的功是 C. 推力对小车做的功是 D. 阻力对小车做的功是 典例分析 答案：A、B、D 6、如图, 一根长为l , 质量 m 的匀质软绳悬于O点 ，若将其下端向上提起使其对折，则做功至少为（ ） 典例分析 A. mgl