物理：7.1《追尋守恒量》課件(新人教版必修2) - 副本課件

1、1追尋守恒量2 功伽利略理想斜伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)（斜面面實(shí)驗(yàn)（斜面均光滑）均光滑）ABhh小球的運(yùn)動(dòng)有什么特點(diǎn)？小球的運(yùn)動(dòng)有什么特點(diǎn)？小球高度降低的同時(shí)，速度在增加；高度升高的同時(shí)，速度在減小。小球運(yùn)動(dòng)中，有無小球運(yùn)動(dòng)中，有無守恒量（即有沒哪守恒量（即有沒哪個(gè)物理量保持不個(gè)物理量保持不變）？變）？伽利略斜面實(shí)驗(yàn)表明，小球在運(yùn)動(dòng)過程伽利略斜面實(shí)驗(yàn)表明，小球在運(yùn)動(dòng)過程中，中，“有某一量是守恒的有某一量是守恒的”，這個(gè)量叫，這個(gè)量叫做能量或能。做能量或能。相互作用的物相互作用的物體憑借其位置體憑借其位置而具有的能，而具有的能，叫做勢(shì)能。叫做勢(shì)能。物體由于運(yùn)動(dòng)物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能，而具有的能，叫做動(dòng)

2、能。叫做動(dòng)能。在伽利略斜面實(shí)驗(yàn)中，勢(shì)能和動(dòng)能是怎樣轉(zhuǎn)化的在伽利略斜面實(shí)驗(yàn)中，勢(shì)能和動(dòng)能是怎樣轉(zhuǎn)化的?ABhh做自由落體的小球的勢(shì)能和動(dòng)能如何轉(zhuǎn)換？做自由落體的小球的勢(shì)能和動(dòng)能如何轉(zhuǎn)換？改成豎直上拋呢？一、伽利略斜面實(shí)驗(yàn)表明一、伽利略斜面實(shí)驗(yàn)表明 “有某一量是守恒的有某一量是守恒的”，這個(gè)量叫，這個(gè)量叫做能量。做能量。二、能量二、能量 1、勢(shì)能：相互作用的物體憑借其位置、勢(shì)能：相互作用的物體憑借其位置而具有的能量。而具有的能量。 2、動(dòng)能：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量。、動(dòng)能：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量。練習(xí)：7.2 功功一、功的概念一、功的概念1.1.定義：物體受到力的作用，并在定義：物體受到力的作

3、用，并在力方向上力方向上發(fā)生一段發(fā)生一段位移，就說力對(duì)物體做了功位移，就說力對(duì)物體做了功. .2.2.公式：公式：W=FscosW=Fscos，其中，其中 為為F F與與s s的夾角，的夾角，F(xiàn) F是力的大是力的大小，小，s s一般是物體相對(duì)地面的位移，而不是相對(duì)于和它一般是物體相對(duì)地面的位移，而不是相對(duì)于和它接觸的物體的位移接觸的物體的位移. .3.3.應(yīng)用中的注意點(diǎn)應(yīng)用中的注意點(diǎn)公式公式只只適用于適用于恒力恒力做功做功 F F和和S S是對(duì)應(yīng)同一個(gè)物體的；是對(duì)應(yīng)同一個(gè)物體的；恒力做功多少只與、及二者夾角余弦有關(guān)，而恒力做功多少只與、及二者夾角余弦有關(guān)，而與物體的加速度大小、速度大小、運(yùn)動(dòng)時(shí)

4、間長短等都與物體的加速度大小、速度大小、運(yùn)動(dòng)時(shí)間長短等都無關(guān)，即與物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)無關(guān)，同時(shí)與有無其它力無關(guān)，即與物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)無關(guān)，同時(shí)與有無其它力做功也無關(guān)。做功也無關(guān)。4.4.物理意義：功是能量轉(zhuǎn)化的量度物理意義：功是能量轉(zhuǎn)化的量度. .5.5.單位：焦耳單位：焦耳(J)(J)1J=1Nm.1J=1Nm.6.6.功是標(biāo)量，沒有方向、但是有正負(fù)功是標(biāo)量，沒有方向、但是有正負(fù), ,當(dāng)當(dāng)009090時(shí)時(shí)WW0 0，力對(duì)物體做正功；，力對(duì)物體做正功；若物體做直線運(yùn)動(dòng)，由若物體做直線運(yùn)動(dòng)，由力和位移夾角力和位移夾角來判斷較方便。來判斷較方便。當(dāng)當(dāng)=90=90時(shí)時(shí)W=0W=0，力對(duì)物體不做功；，力對(duì)物

5、體不做功；當(dāng)當(dāng)9090180180時(shí)，時(shí)，WW0 0，力對(duì)物體做負(fù)功或，力對(duì)物體做負(fù)功或說成物體克服這個(gè)力做功說成物體克服這個(gè)力做功. .若物體做曲線運(yùn)動(dòng)，利用若物體做曲線運(yùn)動(dòng)，利用力和速度的夾角來判斷做。力和速度的夾角來判斷做。 時(shí)，力對(duì)物體做正功；時(shí)，力對(duì)物體做正功； 時(shí)，力對(duì)物體不做功。時(shí)，力對(duì)物體不做功。 時(shí)，力對(duì)物體做負(fù)功（或物時(shí)，力對(duì)物體做負(fù)功（或物體克服力做功）。體克服力做功）。7.7.合力的功合力的功有兩種方法：有兩種方法：（1 1）先求出合力，然后求總功）先求出合力，然后求總功（2 2）合力的功等于各分力所做功的代數(shù)和，即）合力的功等于各分力所做功的代數(shù)和，即例例1.1.重重

6、30N30N的物體在大小為的物體在大小為20N20N、方向與地面成、方向與地面成3030角的拉力作用下沿光滑水平面前進(jìn)角的拉力作用下沿光滑水平面前進(jìn)3m3m，則合，則合外力對(duì)物體做了外力對(duì)物體做了 J J的功的功. .30 3練習(xí)練習(xí)1.1.在光滑的水平面和粗糙的水平面上各放一質(zhì)量在光滑的水平面和粗糙的水平面上各放一質(zhì)量不同的木塊，在相同的拉力作用下，通過相同的位移，不同的木塊，在相同的拉力作用下，通過相同的位移，拉力對(duì)木塊做的功拉力對(duì)木塊做的功( )( )A.A.在光滑的水平面上較多在光滑的水平面上較多B.B.在粗糙的水平面上較多在粗糙的水平面上較多C.C.一樣多一樣多D.D.由小車運(yùn)動(dòng)所需

7、的時(shí)間決定由小車運(yùn)動(dòng)所需的時(shí)間決定C二二. .變力做功變力做功對(duì)于變力做功不能依定義式對(duì)于變力做功不能依定義式cosFsW 直接求解，但可依物理規(guī)律通過技巧的轉(zhuǎn)化間接求解。直接求解，但可依物理規(guī)律通過技巧的轉(zhuǎn)化間接求解。1.1.可用（可用（微元法微元法）無限分小法無限分小法來求來求, , 過程無限分小后，過程無限分小后， 可認(rèn)為每小段是恒力做功。可認(rèn)為每小段是恒力做功。2.2.平均力法平均力法： 若變力大小隨位移是若變力大小隨位移是線性線性變化，且變化，且方向不變方向不變時(shí)，可時(shí)，可將變力的平均值求出后用公式將變力的平均值求出后用公式cos2cos21sFFsFW3.3.利用圖像利用圖像，圖線

8、與坐標(biāo)軸所包圍的面，圖線與坐標(biāo)軸所包圍的面積即是力做功的數(shù)值。積即是力做功的數(shù)值。例例3 3 一輛馬車在力一輛馬車在力F=100NF=100N的作用下繞半徑為的作用下繞半徑為50m50m的的圓形軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)車運(yùn)動(dòng)一周回到原位圓形軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)車運(yùn)動(dòng)一周回到原位置時(shí)，車子克服阻力所做的功為多少置時(shí)，車子克服阻力所做的功為多少？解：解： 阻力的方向時(shí)刻在變，是變力做功的問題，不阻力的方向時(shí)刻在變，是變力做功的問題，不能直接由功的公式計(jì)算。能直接由功的公式計(jì)算。采用微元法解之，將圓分成很多很多小段，在這些小采用微元法解之，將圓分成很多很多小段，在這些小段中，力可以看作恒力，于是段中

9、，力可以看作恒力，于是Wf = fs1 fs2 fs3 fs4 fs5 = fs= Fs = 1002R= 3.14 104 JW克克= Wf= 3.14 104 J二二. .摩擦力做功的特點(diǎn)摩擦力做功的特點(diǎn): :1.1.靜摩擦力做功的特點(diǎn)靜摩擦力做功的特點(diǎn)（1 1）靜摩擦力可以做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做）靜摩擦力可以做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功。功。（2 2）在靜摩擦力做功的過程中，只有機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)移）在靜摩擦力做功的過程中，只有機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)移（靜摩擦力起著傳遞機(jī)械能的作用），而沒有機(jī)械能轉(zhuǎn)（靜摩擦力起著傳遞機(jī)械能的作用），而沒有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能化為其他形式的能（3

10、3）相互摩擦的系統(tǒng)內(nèi)，一對(duì)靜摩擦力所做功的代數(shù)）相互摩擦的系統(tǒng)內(nèi)，一對(duì)靜摩擦力所做功的代數(shù)和總為零。和總為零。1.AB1.AB兩物體疊放在水平面上，保持相對(duì)靜止一兩物體疊放在水平面上，保持相對(duì)靜止一起向右做勻加速運(yùn)動(dòng)移動(dòng)起向右做勻加速運(yùn)動(dòng)移動(dòng)S S， 則摩擦力則摩擦力f f1 1對(duì)對(duì)A A做做功，功，f f2 2對(duì)對(duì)B B做做功。功。AaBf1f2W1=f S W2= - f S W1 + W2= 0正正負(fù)負(fù)舉例說明舉例說明: :2.小木塊置于旋轉(zhuǎn)的水平轉(zhuǎn)臺(tái)上，隨轉(zhuǎn)臺(tái)小木塊置于旋轉(zhuǎn)的水平轉(zhuǎn)臺(tái)上，隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，小木塊受到的摩擦力對(duì)木一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，小木塊受到的摩擦力對(duì)木塊做塊做功。功。f0若小木塊隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起加速轉(zhuǎn)動(dòng)而沒有相對(duì)滑動(dòng)若小木塊隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起加速轉(zhuǎn)動(dòng)而沒有相對(duì)滑動(dòng)，則小木塊受到的摩擦力對(duì)木塊做，則小木塊受到的摩擦力對(duì)木塊做功。功。正正3.AB3.AB兩物體疊放在水平面上，兩物體疊放在水平面上，A A物體物體用線系在墻上，用線系在墻上，B B 物體在力物體在力 F F作用下向作用下向右運(yùn)動(dòng)，則右運(yùn)動(dòng)，則f f1 1對(duì)對(duì)A A做做功，功，f f2 2對(duì)對(duì)B B做做功。功。 FBAf1f20負(fù)負(fù)2.2.滑動(dòng)摩擦力做功的特點(diǎn)：滑動(dòng)摩擦力做功的特點(diǎn)：(1(1）滑動(dòng)摩擦力可以對(duì)物體做正功，也可以對(duì)物體做）滑動(dòng)摩擦力可以對(duì)物體做正功，也可以對(duì)物體做負(fù)功，當(dāng)然也可以不做功。負(fù)功，當(dāng)然也可