高中物理第五章《機(jī)械能及其守恒定律》各節(jié)知識要點(diǎn)點(diǎn)評復(fù)習(xí)專用人教版必修

1、第五章 機(jī)械能及其守恒定律各節(jié)知識要點(diǎn)點(diǎn)評知識網(wǎng)絡(luò)第19課時 1.追尋守恒量 2.功課標(biāo)解讀1.了解守恒思想的重要性，知道守恒關(guān)系是自然界中十分重要的關(guān)系。通過具體的事例對守恒觀念有初步的認(rèn)識。2.知道功的概念及兩個要素，理解正、負(fù)功的含義，會利用功的公式靈活進(jìn)行計(jì)算機(jī)械能功能關(guān)系功概念：力和力的方向上位移的乘積公式：特點(diǎn)：是過程量、是標(biāo)量功率概念：單位時間內(nèi)所完成的功公式：（平均功率或瞬時功率）（平均功率）應(yīng)用：機(jī)車啟動問題彈力做功與彈性勢能的變化：重力做功與重力勢能的變化：動能定理：機(jī)械能守恒定律：機(jī)械能能彈性勢能：動能：勢能重力勢能：太陽能、地?zé)崮?、風(fēng)能、核能其它形式的能能量守恒定律能源

2、煤、石油、天然氣3.知道在中學(xué)階段計(jì)算功時，一般以地面為參考系4.會用“微分”的思想計(jì)算變力做功點(diǎn)擊例題【例1】物體由于 而具有的 叫做動能(kinetic enoergy)在物體由高處向低處運(yùn)動的過程中它的 在不斷減少，而它的 在不斷增加，這里體現(xiàn)了動能和勢能之間的 【解】運(yùn)動,能, 勢能,動能,相互轉(zhuǎn)化【點(diǎn)評】物體由高處向低處運(yùn)動的過程中它的速度增大,因而獲得動能,由于高度在減小,勢能減小【例2】以一定的初速度豎直向上拋出一個小球，小球上升的最大高度為h，空氣阻力的大小恒為Ff，則從拋出點(diǎn)至落回到原出發(fā)點(diǎn)的過程中，空氣阻力對小球做的功為( ) A.O B一Ffh C一2Ffh D.一4Ff

3、h【思路點(diǎn)撥】利用功的公式計(jì)算恒力功時,準(zhǔn)確把握力與位移方向間的夾角是解題的關(guān)鍵【解】上升過程,力Ff做的功W1=Ffh 下落過程,力Ff做的功W2=Ffh 整個過程,力Ff做的功W總=2FfhF圖5-1-1【點(diǎn)評】明確阻力做功與物體運(yùn)動的路徑有關(guān),本題易被誤認(rèn)為整個過程位移為零, Ff所做的功為零,而錯選A【例3】如圖5-1-1所示，用與斜面平行的力F將質(zhì)量為m的物體在斜面上移動了距離L，已知斜面傾角為，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為，求作用在物體上的各力對物體所做的功【分析】本題要求各力對物體所做的功,所以正確分析物體受力以及各力與位移夾角關(guān)系是解題關(guān)鍵【解】拉力F做的功W1=FL重力G做的功

4、W2=Lmgsincos1800=mgLsin圖5-1-2 彈力FN做的功W3=FNLcos900=0【舉一反三】如圖5-1-2所示，質(zhì)量為m的物體，靜止在傾角為a的粗糙斜面體上，當(dāng)兩者一起向右做勻速直線運(yùn)動，通過水平位移為s的過程中，物體m所受的重力、彈力、摩擦力對物體各做多少功?斜面對物體m做多少功?答案：0,mgscossin,mgscossin考試失分點(diǎn)【例】 一子彈以水平速度射人放置在光滑水平面上原來靜止的木塊，并留在木塊中，在此過程中子彈鉆入木塊的深度為d，木塊的位移為s，木塊對子彈的摩擦力大小為F則摩擦力對木塊和子彈組成的系統(tǒng)做的總功為 ?！军c(diǎn)評】本題學(xué)生誤認(rèn)為木塊和子彈位移大小

5、相等，而認(rèn)為總功為零。在功的計(jì)算公式中，應(yīng)知道位移的大小和方向是相對的，在具體的題目中應(yīng)明確所選的參考系是什么。【正確答案】木塊對子彈的摩擦力做的功W1=F（s+d）cos1800=F(s+d) 子彈對木塊的摩擦力做的功W2=Fscos00=Fs則摩擦力對系統(tǒng)做的總功為W=W1+W2=Fd第20課時 功率課標(biāo)解讀1.理解功率的概念,能運(yùn)用功率的公式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算. 2.正確理解公式P=FVcos的意義,并能用來解釋有關(guān)現(xiàn)象和計(jì)算3.知道什么是瞬時功率和平均功率,會進(jìn)行有關(guān)計(jì)算.知道公式通常用于計(jì)算平均功率, 公式P=FVcos中的V為平均速度大小時P為平均功率、V為瞬時速度大小時P為瞬時功率。4

6、能用“極限”的思想推導(dǎo)瞬時功率公式點(diǎn)擊例題【例1】某同學(xué)進(jìn)行體能訓(xùn)練，用100秒跑上20米高的高樓，試估算他登樓的平均功率最接近下列哪個數(shù)值？（ ）A10W B.100W C.1000W D.10000W【解】設(shè)人的質(zhì)量為50kg.則有:P=W=100W【點(diǎn)評】本題是一道實(shí)際生活中的估算題,要求同學(xué)們對質(zhì)量大小要有比較符合實(shí)際的估計(jì),并能靈活運(yùn)用平均功率公式解題.370圖5-2-1【例2】如圖5-2-1所示,質(zhì)量為2kg的木塊在傾角=370的斜面上由靜止開始下滑,木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.5,(sin370=0.6,cos370=0.8,g=10m/s2).求:(1) 前2秒內(nèi)重力做的功;

7、(2) 前2秒內(nèi)重力的平均功率;(3) 2秒末重力的瞬時功率.【思路點(diǎn)撥】計(jì)算平均功率,應(yīng)先計(jì)算該段時間內(nèi)重力所做的功,然后根據(jù)平均功率的公式求解;計(jì)算瞬時功率要用公式P=FVcos求解,為此要先計(jì)算2秒末的瞬時速度以及速度和該力方向間的夾角.【解】(1)木塊沿斜面下滑的加速度為: m/s2 前2秒內(nèi)木塊的位移:2=4m,所以,重力在前2秒內(nèi)做的功為:W=mgsins=48J; (2)重力在前2秒內(nèi)的平均功率為: =W=24W; (3) 木塊2秒末速度:v=at=4m/s重力在前2秒末的瞬時功率為:P=mgsingv=2100.64W=48W.【點(diǎn)評】計(jì)算功率時要分清要求的是瞬時功率還是平均功

8、率,若是瞬時功率,一定要注意速度和力的方向之間的夾角.【舉一反三】質(zhì)量2kg的物體,受到24N豎直向上的拉力,由靜止開始運(yùn)動,求5秒內(nèi)拉力對物體所做的功;5秒內(nèi)拉力的平均功率和5秒末拉力的瞬時功率.( g=10 m/s2) 答案：600J;120W;240W 考試失分點(diǎn)【例1】設(shè)汽車行駛時所受阻力與其速度的平方成正比,如汽車以速度v勻速行駛時,其發(fā)動機(jī)功率為P,則汽車以速度2v勻速行駛時, 其發(fā)動機(jī)功率為( )A.2P B.4P C.8P D.無法確定【點(diǎn)評】抓住汽車勻速行駛時,牽引力等于阻力這一隱含條件是解題關(guān)鍵.阻力可用Ff=kv2表示,有些學(xué)生因認(rèn)為k無法確定,而錯選D.【正確答案】汽車

9、勻速行駛時，發(fā)動機(jī)的牽引力等于所受的阻力，則牽引力為F=Ff=kv2，功率P=Fv=kv3 ，所以P/=8P，選C【例2】人的心臟每跳一次大約輸送810-5m3血液,正常人血壓的平均值約為1.5104Pa,心跳約每分鐘70次,椐此估算心臟工作的平均功率約為 W【點(diǎn)評】本題這樣一個實(shí)際問題要進(jìn)行合理的抽象,建立一個簡單、合理的模型，設(shè)想人的血液是在一圓柱形管中流動，即連續(xù)流動的血液可等效為質(zhì)點(diǎn)。學(xué)生不會建構(gòu)這一模型和找不到輸送一定體積V的血液所做的功W=PV這一關(guān)系式是本題失分的原因?！菊_答案】一分鐘內(nèi)心臟做的功約為W=nFL=nF=nPV=84J,則心臟的平均功率P=1.4w第21課時 重力

10、勢能課標(biāo)解讀1.理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義式進(jìn)行計(jì)算.2.理解重力勢能的變化和重力做功的關(guān)系.知道重力做功與路徑無關(guān).3.知道重力勢能的相對性和重力勢能的變化的絕對性.4.知道重力勢能是標(biāo)量,只有大小而無方向,但有正、負(fù)，比較重力勢能大小時，要帶正、負(fù)號比較.5.知道重力勢能屬地球和物體的系統(tǒng)所有.圖5-3-10.4m0.8m點(diǎn)擊例題【例1】如圖5-3-1所示，桌面距地面 0.8m，一物體質(zhì)量為2kg，放在距桌面 0.4m的支架上(1)以地面為零勢面，計(jì)算物體具有的勢能，并計(jì)算物體由支架下落到桌面的過程中，勢能減少多少? (2)以桌面為零勢面，計(jì)算物體具有的勢能，并計(jì)算物體由支架下

11、落到桌面過程中勢能減少多少?【思路點(diǎn)撥】以分別地面和桌面為零勢能面，物體的相對高度分別為1.2米和0.4米,解題時必須注意這一點(diǎn).【解】(1)以地面為零勢能面,物體下落前的勢能Ep1=mgh1=23.52J. 物體下落到桌面時的勢能Ep2= mgh2=15.68J. 這一過程中物體重力勢能減少量為:Ep= Ep1Ep2=7.84J. (2) 以桌面為零勢能面, 物體下落前的勢能Ep1=mgh1=7.84J物體下落到桌面時的勢能Ep2=0這一過程中物體重力勢能減少量為:Ep= Ep1Ep2=7.84J.【點(diǎn)評】計(jì)算重力勢能必須首先明確參考平面,否則重力勢能沒有意義,這是重力勢能的相對性.而重力勢

12、能的變化與參考平面的選取無關(guān)【舉一反三】如圖5-3-2所示,桌面高為h,質(zhì)量為m的小球從距離桌面高H處自由落下,以桌面處為參考平面,則小球落到地面時的重力勢能為( )hH圖5-3-2A.mgh B.mgH C.mg(h+H) D. mgh答案:D【例2】起重機(jī)以的加速度將質(zhì)量為m的物體勻減速地沿豎直方向提升高度h，則起重機(jī)鋼索的拉力對物體做的功為多少?物體克服重力做功為多少?物體的重力勢能變化了多少?(空氣阻力不計(jì))【分析】由物體運(yùn)動的加速度,根據(jù)牛頓第二定律確定物體所受的合力及鋼索對物體的拉力,再由功的公式及功能關(guān)系求解.【解】根據(jù)牛頓第二定律得: , 方向豎直向上.所以拉力做的功為:，重力

13、做的功WG=mgh,物體克服重力做的功為mgh, 重力做負(fù)功,所以重力勢能增加了mgh.考試失分點(diǎn)【例】如圖5-3-3所示,一人造地球衛(wèi)星繞地球作橢圓軌道運(yùn)行,試比較該衛(wèi)星在近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)時重力勢能大小.地AB圖5-3-3【點(diǎn)評】有的學(xué)生根據(jù)EP=mgh,由于hAhB,得出A點(diǎn)的重力勢能小于B點(diǎn)的重力勢能.這樣分析得出的結(jié)果固然正確,但是沒有注意到A、B兩處的重力加速度并不相等，重力勢能的計(jì)算不能用此公式。【正確答案】衛(wèi)星從A點(diǎn)向B點(diǎn)運(yùn)動，引力做負(fù)功，動能減小，重力勢能增大，所以A點(diǎn)的重力勢能小于B點(diǎn)的重力勢能。第22課時 5.探究彈性勢能的表達(dá)式6.探究功與物體速度變化的關(guān)系課標(biāo)解讀1.明確

14、彈性勢能的含義2.知道重力做功與彈力做功的區(qū)別和聯(lián)系,用類比法得出彈性勢能和彈力做功關(guān)系。3.掌握借助圖象探究彈性勢能表達(dá)式方法.4.通過實(shí)驗(yàn)掌握功與物體速度變化的關(guān)系.5.明確實(shí)驗(yàn)原理,學(xué)會數(shù)據(jù)處理的基本方法6.這兩節(jié)重點(diǎn)是掌握探究過程、方法，而把結(jié)論放到相對次要位置，這是“新大綱”突出特點(diǎn)之一，應(yīng)引起注意。點(diǎn)擊例題【例1】在探究出彈性勢能的表達(dá)式之前，你猜測彈簧彈力功的表達(dá)式是什么形式?彈性勢能的表達(dá)式是什么形式?【思路點(diǎn)撥】與重力做功相比，重力是恒力，而彈力是變力，所以彈性勢能的表達(dá)式應(yīng)該和重力勢能表達(dá)式不同，注意到彈力與反映物體位置的量的關(guān)系，可以猜測彈性勢能的表達(dá)式中應(yīng)含有反映物體位

15、置的量的二次方，然后想到可以用的平均力功表示變力做功，進(jìn)一步猜測彈性勢能的表達(dá)式可能為EP=?！窘狻吭O(shè)彈簧的伸長由x1變化到x2，彈力做的功可能是W彈=F（x1x2），彈力F=kx.由此可以構(gòu)想出彈力做的功W彈=kx21kx22，彈性勢能的表達(dá)式可能為EP=?！军c(diǎn)評】類比法在物理學(xué)中經(jīng)常用到，但用此方法時，一定要抓住它們的本質(zhì)特征，既找出其共性，又能找出其不同點(diǎn)。本題就是要抓住重力是恒力，與空間位置無關(guān)，而彈力與空間位置有關(guān)。【例2】一個人騎自行車在平直的路面上運(yùn)動，當(dāng)人停止蹬車后，車?yán)^續(xù)向前運(yùn)動，運(yùn)動過程中受到的阻力可以認(rèn)為是大小不變的試根據(jù)人騎自行車這一運(yùn)動過程，研究外力對物體的功和物體運(yùn)

16、動速度的關(guān)系要求寫出探究思路、所需器材、測量數(shù)據(jù)，探究結(jié)果【分析】使自行車獲得某一速度后，停止蹬車，讓自行車沿直線滑行。用秒表測出滑行時間t和滑行的距離s,用平均速度的2倍表示停止蹬車時速度v，阻力做功W=fs.重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測出多組s、t值，即可得到阻力的功和速度變化的關(guān)系。【點(diǎn)評】這是一道探究題，應(yīng)掌握探究的基本過程、方法，另外研究兩個物理量間的關(guān)系常用比例法，用比例法的好處是不須測出具體數(shù)值，便于對數(shù)據(jù)的處理，希望廣大考生注意使用。【舉一反三】課本上關(guān)于探究功與物體速度變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，下列敘述正確的是( ) A每次實(shí)驗(yàn)必須設(shè)法算出橡皮筋對小車做功的具體數(shù)值 B每次實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋拉伸的長度沒

17、有必要保持一致C放小車的長木板應(yīng)該盡量使其水平 D先接通電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出答案：D考試失分點(diǎn)【例】如圖5-4-1所示，輕彈簧的原長為L0，勁度系數(shù)為k，現(xiàn)用水平拉力拉彈簧，使其緩慢伸長x，求拉力做的功。F圖5-4-1【點(diǎn)評】本題如不能抓住彈簧緩慢伸長這一隱含條件，從而考慮拉力是變力，直接把F=kx帶入公式W=Fxcos，就會求得W=kx2這一錯誤結(jié)果?！菊_答案】彈簧緩慢伸長，力的作用點(diǎn)緩慢移動，拉力與彈力大小相等，拉力與位移成正比，拉力對位移的平均值為F=kx，所以拉力的功為W=Fx=kx2第23課時 動能和動能定理課標(biāo)解讀1.明確動能的表達(dá)式及含義.(1)動能是標(biāo)量.(2)

18、動能具有瞬時性.(3)動能具有相對性,對不同的參考系,具有不同的動能,一般都以地面為參考系.2.掌握動能定理及應(yīng)用.(1)對恒力和變力均適用. (2)對直線運(yùn)動和曲線運(yùn)動均適用.(3)動能定理的研究過程既可以是某一中間過程,也可以是全過程.(4)動能定理的計(jì)算式為標(biāo)量式, v為相對同一參考系的速度.3.動能定理歷年高考均涉及，故應(yīng)認(rèn)真復(fù)習(xí)，加強(qiáng)訓(xùn)練。點(diǎn)擊例題【例1】一輛汽車以v1=6m/s的速度沿水平路面行駛時，急剎車后能滑行s1=3.6 m，如果汽車以v2=8m/s的速度行駛，在同樣路面上急剎車后滑行的距離s2應(yīng)為( ) A.6.4m B.5.6m C.7.2m D.10.8 m【思路點(diǎn)撥】

19、緊急剎車后,在水平方向上,車只受恒定的阻力作用,車的末速均為零,已知初末速度,故可用動能定理求解.【解】對兩種情況分別使用動能定理列出表達(dá)式為: fs1=0mv12 fs2=0mv22兩式相比得: s2=6.4 m. 【點(diǎn)評】本題汽車所受的合外力為恒力,故可用牛頓定律求解,但比較而言,用動能定理解題更為簡潔,這是使用動能定理的優(yōu)越性之一.一般地,已知(或涉及)始末速度的問題都要優(yōu)先考慮使用動能定理. 【舉一反三】有兩個物體a和b,其質(zhì)量分別為ma和mb,且mamb,它們具有相同的動能,若a和b分別受到恒定的阻力Fa和Fb作用,經(jīng)過相同的位移后停下來,則Fa Fb答案:=【例2】一運(yùn)動員將質(zhì)量為

20、8kg鉛球推出10m遠(yuǎn), 鉛球落地后將地面擊一坑,有經(jīng)驗(yàn)的專家根據(jù)坑的深度和形狀推測鉛球落地時的速度為12m/s.若鉛球出手高度是2m,求運(yùn)動員對鉛球所做的功. 【分析】此題考查學(xué)生對實(shí)際問題的理解和處理能力.分析時應(yīng)首先明確:運(yùn)動員對球做功,使其獲得一定的初速后,球在重力作用下做拋體運(yùn)動至落到地面,表示出該過程的總功和動能的變化,利用動能定理列式即可求解.【解】從鉛球被拋出至落到地面整個過程用動能定理:W人+mgh=mv2得: W人=mv2mgh=416J說明:本題也可以分兩個過程分別用動能定理列式求解.考試失分點(diǎn)OPQF圖5-5-1【例】如圖5-5-1所示，一質(zhì)量為m的小球,用長為L的輕繩

21、懸掛于O點(diǎn),小球在水平力F作用下,從最低點(diǎn)P緩慢地移到Q點(diǎn),則力F在這一過程中所做的功為( )A.mgLcos B.mgL(1cos) C.FL cos D.FLsin【點(diǎn)評】本題學(xué)生容易誤選D,造成這一錯誤的原因是沒有抓住隱含條件: 小球從最低點(diǎn)P緩慢地移到Q點(diǎn),或?qū)@一隱含條件不能深刻的理解,即小球的動能不變,而力F是變力.【正確答案】對小球從最低點(diǎn)P緩慢地移到Q點(diǎn)用動能定理: WFmgL(1cos)=0,得: WF=mgL(1cos),故應(yīng)選B【舉一反三】一質(zhì)量為m的小球,用長為L的輕繩懸掛于O點(diǎn),用水平恒力F把小球從最低點(diǎn)P移到Q點(diǎn),如圖,則力F在這一過程中所做的功為( )A.mgLc

22、os B.mgL(1cos) C.FL cos D.FLsin答案:D第24課時 機(jī)械能守恒定律課標(biāo)解讀1.明確機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容及表達(dá)式，常見機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式有：(1)初狀態(tài)的動能與勢能之和等于末狀態(tài)的動能與勢能之和，Ek1+Ep1=Ek2+Ep2;(2)動能的增量等于勢能的減少量，Ek=Ep;(3)A物體增加的機(jī)械能等于B物體減少的機(jī)械能，EA=EB2.掌握機(jī)械能守恒定律的條件:(1)從能量轉(zhuǎn)化的角度看,只有系統(tǒng)內(nèi)的動能和勢能相互轉(zhuǎn)化,無其它形式能量參與轉(zhuǎn)化;(2)從功的角度看,只有重力和系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功.3.熟練應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題. 機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用,歷年高考均涉及,常常

23、出現(xiàn)在計(jì)算題中,所以考生要熟練掌握,不可機(jī)械照搬.點(diǎn)擊例題圖5-6-1【例1】如圖5-6-1所示,質(zhì)量為0.2kg的小球從高處落到輕彈簧的頂端,然后壓縮彈簧直到速度為零,彈簧被壓縮至h2=0.1m.開始下落時,小球距離彈簧頂端h1=0.2m,求:(1) 小球剛接觸彈簧時的動能是多大?重力勢能減少了多少?(2) 最大彈性勢能是多大?【思路點(diǎn)撥】小球整個下落過程可分為兩個階段：第一階段為小球從開始下落至與彈簧接觸，該過程只有重力做功，機(jī)械能守恒，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；第二階段從小球與彈簧接觸至彈簧被壓縮到最短，該過程中小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，動能和重力勢能轉(zhuǎn)化為彈性勢能。【解】（1）第一階段

24、，由機(jī)械能守恒定律：所以動能為=0.4J重力勢能減少0.4J（2）第二階段, 由機(jī)械能守恒定律： 最大彈性勢能為:=0.6J【點(diǎn)評】彈性勢能增加量等于彈力做功的負(fù)值,但因彈力是變力,不便于直接求彈力做功,所以用機(jī)械能守恒定律求解.【例2】在下列幾個實(shí)例中, 機(jī)械能守恒的是( )A.在平衡力作用下運(yùn)動的物體B.在光滑水平面上用細(xì)線拉住小球使其做勻速圓周運(yùn)動C.沿斜面勻速下滑的物體D.正在墻內(nèi)運(yùn)動的子彈【分析】在平衡力作用下運(yùn)動的物體機(jī)械能不一定守恒,如:勻速下落的物體,其重力勢能減少.在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動的小球,因其速度大小不變,所以動能不變;高度不變,重力勢能不變,所以機(jī)械能守恒.C選

25、項(xiàng)和A選項(xiàng)相同. 子彈在墻內(nèi)運(yùn)動時由于受到摩擦力作用,有大量的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能【解】正確選項(xiàng)為:B【舉一反三】下列關(guān)于機(jī)械能是否守恒的敘述正確的是( )A.做勻速直線運(yùn)動的物體機(jī)械能一定守恒B.做勻變速直線運(yùn)動的物體機(jī)械能可能守恒C.合外力對物體做功為零, 物體機(jī)械能一定守恒D.只有重力對物體做功, 物體機(jī)械能一定守恒答案:BD考試失分點(diǎn)【例1】某同學(xué)身高1.8m,參加跳高比賽時,身體橫著越過1.8m高度的橫竿.據(jù)此估算他起跳時的速度約為( )A.2m/s B.4m/s C.6m/s D.8m/s【點(diǎn)評】此題容易出現(xiàn)的錯誤是漏掉人的身高,誤認(rèn)為重心從地面升高而錯選C,由于是估算題,要注意忽略一

26、些次要因素.【正確答案】選擇地面為參考面.設(shè)起跳時身體重心高度h1=0.9m, 越過橫竿時身體重心高度h2=1.8m,由機(jī)械能守恒定律得:v圖5-6-2 4.2m/s,故選B【例2】在光滑水平面上壓縮彈簧運(yùn)動的小球,如圖5-6-2所示,試分析小球的機(jī)械能是否守恒.【點(diǎn)評】本題學(xué)生誤認(rèn)為小球的機(jī)械能守恒,產(chǎn)生這一錯誤的原因是:研究對象不夠明確,把彈簧和小球(地球)組成的系統(tǒng)與小球（地球）組成的系統(tǒng)相混淆.【正確答案】在光滑水平面上壓縮彈簧運(yùn)動的小球,因彈簧的彈性勢能變化,故小球的機(jī)械能不守恒 ,或彈簧的彈力對小球做功, 故小球的機(jī)械能不守恒,但小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒.第25 課時能量守恒

27、定律與能源課標(biāo)解讀1 知道能量的含義（1）概念：一個物體能夠?qū)ν庾龉Γ覀兙驼f這個物體具有能量。（2）功是能量轉(zhuǎn)化的量度：重力做功：重力勢能和其它形式能相互轉(zhuǎn)化彈力做功：彈性勢能和其它形式能相互轉(zhuǎn)化合外力做功：動能和其它形式能相互轉(zhuǎn)化2 明確能量守恒定律的含義（1）定律的表達(dá)式：E初=E終；E增=E減（2）說明：該定律是貫穿整個物理學(xué)的基本規(guī)律之一，是學(xué)習(xí)物理的一條主線，利用該定律解題時，要分清系統(tǒng)中有多少種形式的能發(fā)生轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移3 知道能源的合理利用及能量耗散的概念點(diǎn)擊例題【例1】在密閉的室內(nèi)有一臺正在工作的電冰箱，能指望利用這臺電冰箱降低整個室內(nèi)空間(不是部分空間)的溫度嗎?為什么?【分析

28、】把電冰箱和整個室內(nèi)空間看作一個系統(tǒng)，考查這個系統(tǒng)和外界能量交換情況，判斷室內(nèi)空間溫度變化。此題要注意室內(nèi)空間是密閉的這一條件。【解】不能，因?yàn)殡姳浜驼麄€室內(nèi)空間這一系統(tǒng)從外界吸收能量（電能）使系統(tǒng)溫度升高。ADBC圖5-7-1【例2】一質(zhì)量均勻不可伸長的繩索，重為G，A、B兩端固定在天花板上，如圖5-7-1所示，現(xiàn)在最低點(diǎn)C施加一豎直向下的力將繩緩慢拉至D點(diǎn)，在此過程中，繩索AB的重心位置（ ）A逐漸升高 B.逐漸降低C.先降低后升高 D.始終不變【思路點(diǎn)撥】功是能量轉(zhuǎn)化的量度，外力對繩做正功，繩的能量一定增加，即繩的重力勢能一定增加?！窘狻坑昧⒗K上C點(diǎn)緩慢拉至D點(diǎn)，繩的動能不變，外力對

29、繩做正功，繩的重力勢能增加，所以其重心升高?！军c(diǎn)評】用能量的觀點(diǎn)分析問題，往往具有簡便、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。在具體問題中一定要分清有哪些形式的能量參與轉(zhuǎn)化以及對應(yīng)的力做的功，不能有疏漏?！九e一反三】質(zhì)量為4kg的物體由靜止開始向上被提升0.25m后,速度達(dá)1m/s,則下列判斷正確的是( )A.拉力對物體做功為12JB.合外力對物體做功為2JC.物體克服重力做功為10JD.拉力對物體做功等于物體增加的動能答案:A、B、C考試失分點(diǎn)ABv圖5-7-2【例】如圖5-7-2所示，傳送帶保持4m/s的速度水平勻速運(yùn)動，將質(zhì)量為1kg的物體無初速放在A端，若物體與皮帶間的動摩擦因數(shù)為0.2,A、B兩端相距6

30、m，則物體從A到B的過程中，產(chǎn)生的熱量是多少？【點(diǎn)評】本題很多學(xué)生忽視了物體速度達(dá)到4m/s時，物體與皮帶之間不再有相對滑動，而錯誤地認(rèn)為摩擦力與A、B間距離的乘積12J為產(chǎn)生的熱量?！菊_答案】物體與皮帶間的摩擦力f=mg=2N，物體的加速度為a=2m/s2,當(dāng)其速度達(dá)到4m/s時，經(jīng)歷的時間t=2s,對地的位移為s1,則有：，得s1=4m相對位移s相=vts1=4m產(chǎn)生的熱量Q熱=mgs相=8J第26課時 實(shí)驗(yàn):驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律課標(biāo)解讀1.利用自由落體運(yùn)動驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,知道實(shí)驗(yàn)原理、方法、過程.實(shí)驗(yàn)安排在學(xué)習(xí)了機(jī)械能守恒定律之后,使學(xué)生不僅從理論上理解機(jī)械能守恒定律,而且通過實(shí)際觀

31、測從感性上增加了認(rèn)識,深化了對機(jī)械能守恒定律的理解.課文中重點(diǎn)介紹速度測量的另一種方法,學(xué)生一定要明白道理.2.注意對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論及誤差分析. 重物和紙帶下落過程中要克服阻力,計(jì)時器平面與紙帶平面不平行,是阻力增大的原因.終結(jié)位置的點(diǎn)可選擇倒數(shù)第一或倒數(shù)第二個點(diǎn),從這一點(diǎn)向前數(shù)4到6個點(diǎn)當(dāng)作開始點(diǎn),可以減小這兩個點(diǎn)瞬時速度及兩點(diǎn)之間距離測量的誤差.點(diǎn)擊例題【例1】在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，已知打點(diǎn)計(jì)時器所用電源的頻率為50Hz，取當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?g=9.8m/s2。，測得所用的重物的質(zhì)量為1.00 kg，實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，把第一個點(diǎn)記作O，另選連續(xù)的4個點(diǎn)A、B、C、

32、D作為測量的點(diǎn)經(jīng)測量知道A、B、C、D各點(diǎn)到O的距離分別為62.99 cm、70.18 cm、77.76 cm、85.73 cm。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)，重力勢能的減少量等于 J，動能的增加量等于 J(取3位有效數(shù)字)【思路點(diǎn)撥】本題的關(guān)鍵是如何計(jì)算動能的增加量，即怎樣求打下C點(diǎn)時重物的速度,可用B、D間的平均速度表示打下C點(diǎn)時重物的速度。【解】重力勢能的減少量=7.62J; 打下C點(diǎn)時重物的速度=3.888m/s,所以重物動能增加量:=7.56J【點(diǎn)評】在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中,誤差的主要來源于紙帶與限位孔之間的摩擦,故重力勢能減小量大于重物動能增加量.【舉一反三】在利用

33、打點(diǎn)計(jì)時器驗(yàn)證自由下落物體機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)物體在打0點(diǎn)時釋放打點(diǎn)計(jì)時器打A點(diǎn)時物體速度為v，一同學(xué)在實(shí)驗(yàn)報告中填寫如下：v=2.36 ms，h=28.76 cm，=2.718 m2s2，gh=2.718 m2s2由以上數(shù)據(jù)說明機(jī)械能守恒 老師批閱：“數(shù)據(jù)非實(shí)驗(yàn)所得!” 老師作此批閱的理由是 .答案：實(shí)驗(yàn)中的誤差是不可避免的，重力勢能減小量應(yīng)大于重物動能增加量圖5-8-1【例2】為了測定一根輕彈簧壓縮到最短時能儲存的彈性勢能的大小，可以將彈簧固定在一帶有凹槽軌道一端，并將軌道固定在水平桌面邊緣上,如圖5-8-1所示，用鋼球?qū)椈蓧嚎s到最短，最后突然釋放，鋼球?qū)⒀剀壍里w出桌面，實(shí)驗(yàn)時:(1)

34、需要測定的物理量為 。 (2)計(jì)算彈簧最短時彈性勢能的關(guān)系式是Ep= 【分析】小球離開水平桌面后做平拋運(yùn)動,根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律可求出平拋運(yùn)動的初速度,然后求出小球離開彈簧時的動能,即為彈簧壓縮最短時儲存的彈性勢能.【解】(1)需要測定的物理量有:鋼球質(zhì)量m、桌面高度h和鋼球落地點(diǎn)與飛出點(diǎn)的水平距離s;（2）根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律：，得：，所以有：考試失分點(diǎn)【例】在利用打點(diǎn)計(jì)時器驗(yàn)證自由下落物體機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)利用計(jì)算紙帶上A點(diǎn)對應(yīng)的速度。你認(rèn)為這種辦法可以嗎？【點(diǎn)評】速度不能用或計(jì)算，因?yàn)橹灰J(rèn)為重力加速度為g，就已經(jīng)認(rèn)定機(jī)械能守恒。事實(shí)上由于各種阻力的存在，物體下落的加速度小于g?！菊_答

35、案】不可以,由于物體受到阻力作用,其加速度小于g第27課時習(xí)題課知識網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐案例【例1】一桿長為L，在桿一端施加與桿垂直且大小不變的力F，使桿繞另一端轉(zhuǎn)動。求桿轉(zhuǎn)動一周過程中力F所做的功。【思路點(diǎn)撥】桿繞一端轉(zhuǎn)動，力的方向不斷變化，不能盲目套用公式計(jì)算。可以把整個圓周分成許多小段，這樣在每一小段上可以看作是恒力做功且力的方向與位移方向相同。【解】桿轉(zhuǎn)動一周力F做的總功為：因?yàn)椋核?，【點(diǎn)評】本題容易誤認(rèn)為桿轉(zhuǎn)動一周過程中力的作用點(diǎn)的位移為零，所以力F所做的功為零。產(chǎn)生這一錯誤的原因是忽視了力F是變力。CABS1vS2圖5-9-1【舉一反三】如圖5-9-1所示，一質(zhì)量為m的木塊從A處沿水平桌面向B處的墻壁運(yùn)動，與B處的墻壁相碰后被反彈到C處。已知木塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為，A、B間的水平距離為s1，B、C間的水平距離為s2,求：木塊從A處到B處摩擦力所做的功。答案：【例2】汽車發(fā)動機(jī)的額定功率為60kw，汽車質(zhì)量為5t，運(yùn)動過程中所受的阻力恒為5000N。若汽車以額定功率啟動，所能達(dá)到的最大速度是多少？當(dāng)汽車速度為5m/s時汽車的加速度是多大？【思路點(diǎn)撥】汽車以恒定功率啟動時，是加速度逐漸減小的加速運(yùn)動，當(dāng)牽引力