1、2追尋守恒量—能量功

1、第七章 機(jī)械能守恒定律1、2 追尋守恒量能量 功1 1. .理解動能、勢能及能量的概念與意義。理解動能、勢能及能量的概念與意義。2 2. .通過實(shí)驗(yàn)理解能量守恒定律通過實(shí)驗(yàn)理解能量守恒定律。3.3.掌握功的概念，理解做功的兩個必要因素掌握功的概念，理解做功的兩個必要因素。4.4.掌握并能應(yīng)用功的公式分析計算實(shí)際問題掌握并能應(yīng)用功的公式分析計算實(shí)際問題 。5.5.理解正功、負(fù)功的含義理解正功、負(fù)功的含義 。 “ “有一個事實(shí)，如果你愿意，也可以有一個事實(shí)，如果你愿意，也可以說一條定律，支配著至今所知的一切自然說一條定律，支配著至今所知的一切自然現(xiàn)象現(xiàn)象這條定律稱做這條定律稱做能量守恒定律能量守恒

2、定律。它。它指出某一個量，我們把它稱為能量，在自指出某一個量，我們把它稱為能量，在自然界經(jīng)歷的多種多樣的變化中它不變化。然界經(jīng)歷的多種多樣的變化中它不變化。那是一個最抽象的概念那是一個最抽象的概念” 諾貝爾物理學(xué)獎獲得者費(fèi)恩曼諾貝爾物理學(xué)獎獲得者費(fèi)恩曼能量無處不在能量無處不在一、伽利略斜面實(shí)驗(yàn)一、伽利略斜面實(shí)驗(yàn)小球小球“記得記得”原來的高度原來的高度 “有某一量是守恒的有某一量是守恒的”，這個量叫做能量，這個量叫做能量 相互作用相互作用的物體憑借的物體憑借其位置而具其位置而具有的能量。有的能量。勢勢能能二、能量二、能量動動能能物物體體由由于于運(yùn)運(yùn)動動而而具具有有的的能能量量A AB Bh hh

3、 h分析伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)（斜面均光滑）分析伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)（斜面均光滑）下滾過程下滾過程上滾過程上滾過程高度（勢能）高度（勢能）速度（動能）速度（動能）逐漸減小逐漸減小逐漸增大逐漸增大逐漸增大逐漸增大逐漸減小逐漸減小三、動能與重力勢能的相互轉(zhuǎn)化三、動能與重力勢能的相互轉(zhuǎn)化單擺中的能量轉(zhuǎn)化單擺中的能量轉(zhuǎn)化滾滾擺擺中中的的能能量量守守恒恒游游樂樂園園海海盜盜船船跳跳水水過過程程中中的的能能量量轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化 在物理變化的過程中，是否可能存在某一不變的在物理變化的過程中，是否可能存在某一不變的物理量呢？物理量呢？ 1. 1.可行性：物質(zhì)在運(yùn)動變化過程中存在守恒量?？尚行裕何镔|(zhì)在運(yùn)動變化過程中存在守恒量

4、。 2.2.重要性：物質(zhì)在運(yùn)動變化過程中都要滿足一定重要性：物質(zhì)在運(yùn)動變化過程中都要滿足一定的守恒定律。的守恒定律。四、四、“追尋守恒量追尋守恒量”的意義的意義五、功五、功 如果物體在力的作用下能量發(fā)生了變化，這個力如果物體在力的作用下能量發(fā)生了變化，這個力一定對物體做了功。一定對物體做了功。2.2.做功的兩個必要因素：做功的兩個必要因素： 物體受到力的作用，并沿力的方向發(fā)生一段位移，物體受到力的作用，并沿力的方向發(fā)生一段位移，則該力對物體做了功。則該力對物體做了功。1.1.功的定義：功的定義：（1 1）作用在物體上的力）作用在物體上的力（2 2）物體在力的方向上發(fā)生一段位移）物體在力的方向上

5、發(fā)生一段位移 吊環(huán)過程中支撐不動時，雖有力的作用，但沒有發(fā)吊環(huán)過程中支撐不動時，雖有力的作用，但沒有發(fā)生位移，因此力不做功。生位移，因此力不做功。lA AB B（1 1）當(dāng)）當(dāng)F F與與l同方向時同方向時: :l（2 2）當(dāng)）當(dāng)F F與與l不同方向時，不同方向時，W=W=？A AB BF F1 1F F2 2F F F FcosWFl3.3.功的計算公式：功的計算公式：WFlF FF F也可以對位移進(jìn)行分解也可以對位移進(jìn)行分解 F F是作用在物體上的某個力（如是作用在物體上的某個力（如G G、N N、f f等），但等），但必為恒力必為恒力l是是F F的作用點(diǎn)發(fā)生的位移的作用點(diǎn)發(fā)生的位移是矢量是

6、矢量F F和和l的夾角，的夾角，為為0 0180180 力對物體做的功只與力對物體做的功只與F F、l 、三者有關(guān)，與物三者有關(guān)，與物體的運(yùn)動狀態(tài)等因素?zé)o關(guān)。體的運(yùn)動狀態(tài)等因素?zé)o關(guān)。cosWFl（3 3）對公式）對公式 的理解：的理解：4.4.功是標(biāo)量，功是標(biāo)量，5.5.功的單位：功的單位：但功有正負(fù)之分。但功有正負(fù)之分。11JN m在國際單位制中，功的單位是焦耳，符號是在國際單位制中，功的單位是焦耳，符號是 J JWFl六、正功和負(fù)功六、正功和負(fù)功1.1.當(dāng)當(dāng)0 0時時 coscos1 1 ，2.2.當(dāng)當(dāng)9090時，時，W W0 0，力對物體不做功，力對物體不做功空空中中吊吊車車3.3.當(dāng)當(dāng)

7、0 09090時，時，coscos0 0，W W0 0，力對物體做正，力對物體做正功，該力為物體前進(jìn)的動力。功，該力為物體前進(jìn)的動力。吉尼斯世界紀(jì)錄吉尼斯世界紀(jì)錄 強(qiáng)人拉動強(qiáng)人拉動5050噸卡車噸卡車4.4.當(dāng)當(dāng)9090180180時，時，coscos0 0，W W0 0，力對物體，力對物體做負(fù)功，該力成為物體前進(jìn)的阻力，往往說成做負(fù)功，該力成為物體前進(jìn)的阻力，往往說成“物體克物體克服某力做功服某力做功”。 蜘蛛俠擋火車蜘蛛俠擋火車分析下面幾種情況中力做的功分析下面幾種情況中力做的功最牛的俯臥撐最牛的俯臥撐汽車加速減速汽車加速減速七、幾個力做功的計算七、幾個力做功的計算 例例. . 如圖，一個

8、物體在拉力如圖，一個物體在拉力F F的作用下，水平向右移動的作用下，水平向右移動的位移為的位移為s s，求各個力對物體做的功是多少；各個力對物體，求各個力對物體做的功是多少；各個力對物體所做功的代數(shù)和是多少；物體所受的合力是多少；合力所所做功的代數(shù)和是多少；物體所受的合力是多少；合力所做的功是多少？做的功是多少？F FF FN Nf fG Gs s解：解：重力和支持力不做功，因?yàn)樗鼈兒臀灰频膴A角為重力和支持力不做功，因?yàn)樗鼈兒臀灰频膴A角為9090；F F所做的功為：所做的功為：W W1 1FscosFscos，滑動摩擦力滑動摩擦力f f所做的功為：所做的功為：W W2 2fscos180fsc

9、os180fsfs各個力對物體所做功的代數(shù)和為：各個力對物體所做功的代數(shù)和為：W=WW=W1 1+W+W2 2=(Fcos=(Fcosf f）s s根據(jù)正交分解法求得物體所受的合力根據(jù)正交分解法求得物體所受的合力F=FF=F合合coscosf f，合力方向向右，與位移同向；，合力方向向右，與位移同向；合力所做的功為：合力所做的功為：W WF F合合scos0scos0（FcosFcosf f）s s 當(dāng)物體在幾個力的共同作用下發(fā)生一段位移時，這當(dāng)物體在幾個力的共同作用下發(fā)生一段位移時，這幾個力對物體所做的總功可以用什么方法來求解？幾個力對物體所做的總功可以用什么方法來求解？求出各個力所做的功，

10、則總功等于各個力所做功的求出各個力所做的功，則總功等于各個力所做功的代數(shù)和。代數(shù)和。求出各個力的合力，則總功等于合力所做的功。求出各個力的合力，則總功等于合力所做的功。cos總lFW合321WWWW總（ 為合力與位移方向的夾角）為合力與位移方向的夾角）1.1.諾貝爾物理獎獲得者費(fèi)恩曼曾說：諾貝爾物理獎獲得者費(fèi)恩曼曾說：“有一個事實(shí)，有一個事實(shí)，如果你愿意也可以說是一條定律，支配著至今所知的如果你愿意也可以說是一條定律，支配著至今所知的一切現(xiàn)象一切現(xiàn)象”這條定律就是（這條定律就是（ ）A.A.牛頓第一定律牛頓第一定律 B.B.牛頓第二定律牛頓第二定律C.C.牛頓第三定律牛頓第三定律 D.D.能量

11、守恒定律能量守恒定律D D2.2.下列實(shí)例中下列實(shí)例中, ,動能轉(zhuǎn)化為勢能的是動能轉(zhuǎn)化為勢能的是 ( ) ( ) A. A. 豎直上拋的正在上升的小球豎直上拋的正在上升的小球B. B. 上緊發(fā)條的玩具汽車正在行駛上緊發(fā)條的玩具汽車正在行駛C. C. 從高處下落的石塊從高處下落的石塊D. D. 從斜槽上滾下的小球從斜槽上滾下的小球A A3.3.如果我們把相互作用的物體憑借其位置而具有的能量叫做如果我們把相互作用的物體憑借其位置而具有的能量叫做勢能勢能; ;把物體由于運(yùn)動而具有的能量叫做動能把物體由于運(yùn)動而具有的能量叫做動能, ,那么那么, ,伽利略的伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)可以給我們一個啟示斜面實(shí)驗(yàn)可以

12、給我們一個啟示, ,這個啟示正確的是（這個啟示正確的是（ ）小球在斜面小球在斜面A A上運(yùn)動時上運(yùn)動時, ,小球離地面的高度減小小球離地面的高度減小, ,速度增加速度增加, ,小球的速度是由高度轉(zhuǎn)變而來的小球的速度是由高度轉(zhuǎn)變而來的小球在斜面小球在斜面B B上運(yùn)動時上運(yùn)動時, ,小球離地面的高度增加小球離地面的高度增加, ,速度減小速度減小, ,小球的高度是由速度轉(zhuǎn)變而來的小球的高度是由速度轉(zhuǎn)變而來的小球在斜面小球在斜面A A上運(yùn)動時上運(yùn)動時, ,小球離地面的高度減小小球離地面的高度減小, ,速度增加速度增加, ,小球的動能是由勢能轉(zhuǎn)化而來的小球的動能是由勢能轉(zhuǎn)化而來的小球在斜面小球在斜面B

13、B上運(yùn)動時上運(yùn)動時, ,小球離地面的高度增加小球離地面的高度增加, ,速度減小速度減小, ,小球的勢能是由動能轉(zhuǎn)化而來的小球的勢能是由動能轉(zhuǎn)化而來的A.A. B. B. C. C. D. D.B4.4.關(guān)于伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)關(guān)于伽利略的斜面實(shí)驗(yàn), ,以下說法正確的是（以下說法正確的是（ ）A A無論斜面是否光滑無論斜面是否光滑, ,小球滾上的高度一定與釋放的高小球滾上的高度一定與釋放的高度相同度相同B B實(shí)際上實(shí)際上, ,小球滾上的高度會比釋放的高度要小一些小球滾上的高度會比釋放的高度要小一些C C只有在斜面絕對光滑的理想條件下只有在斜面絕對光滑的理想條件下, ,小球滾上的高度小球滾上的高度才與

14、釋放的高度相同才與釋放的高度相同D D伽利略的斜面理想實(shí)驗(yàn)反映了在小球的運(yùn)動過程中存伽利略的斜面理想實(shí)驗(yàn)反映了在小球的運(yùn)動過程中存在某個守恒量在某個守恒量BCDBCDD D5.5.一學(xué)生用一學(xué)生用100N100N的力將質(zhì)量為的力將質(zhì)量為0.5kg0.5kg的球迅速踢出，球在的球迅速踢出，球在水平路面上滾出水平路面上滾出20m20m遠(yuǎn)，則該學(xué)生對球做的功是（遠(yuǎn)，則該學(xué)生對球做的功是（ ）A.2000JA.2000J B.1000JB.1000JC.16JC.16J D.D.無法確定無法確定A AB BC CA.WA.W1 1=W=W2 2 B.W B.W1 1WW2 2 C.WC.W1 1WW2

15、 2 D. D.不能確定不能確定6.6.一個人先后用同樣大小的力沿水平方向拉木箱，使木箱分一個人先后用同樣大小的力沿水平方向拉木箱，使木箱分別在光滑和粗糙兩種不同的水平地面上前進(jìn)相同的距離。拉別在光滑和粗糙兩種不同的水平地面上前進(jìn)相同的距離。拉力力F F做的功分別為做的功分別為W W1 1和和W W2 2 ，則，則W W1 1和和W W2 2的關(guān)系是（的關(guān)系是（ ）A A7.7.質(zhì)量為質(zhì)量為m m的物體沿傾角為的物體沿傾角為的斜面勻速滑下，在通過位移的斜面勻速滑下，在通過位移s s的過程中的過程中( () )A.A.重力對物體做功重力對物體做功mgsmgsB.B.重力對物體做功重力對物體做功m

16、gssinmgssin C.C.支持力對物體做功支持力對物體做功mgscosmgscos D.D.摩擦力對物體做正功，數(shù)值為摩擦力對物體做正功，數(shù)值為mgssinmgssin B B8.8.把一個物體豎直向上拋出去，該物體上升的最大高度把一個物體豎直向上拋出去，該物體上升的最大高度是是h h，若物體的質(zhì)量為，若物體的質(zhì)量為m m，所受的空氣阻力恒為，所受的空氣阻力恒為f, f, 則在則在物體從被拋出到落回地面的全過程中（）物體從被拋出到落回地面的全過程中（）A.A.重力所做的功為零重力所做的功為零 B.B.重力所做的功為重力所做的功為2mgh2mghC.C.空氣阻力做的功為零空氣阻力做的功為零 D.D.空氣阻力做的功為空氣阻力做的功為-2fh-2fhADAD一、能量一、能量 1.1.勢能：相互作用的物體憑借其位置而具有的能量。勢能：相互作用的物體憑借其位置而具有的能量。 2.2.動能：物體由于運(yùn)動而具有的能量。動能：物體由于運(yùn)動而具有的能量。二、做功的兩個必要因素二、做功的兩個必要因素 1.1.作用在物體上的力作用在物體上的力 2.2.物體在力的方向上發(fā)生一段位移物體在力的