必修2第七章單元復(fù)習(xí)課課件

1、第七章 機(jī)械能守恒定律高中物理單元復(fù)習(xí)課合肥市巢湖市烔煬中學(xué)物理教研組主講：李業(yè)柱第七章 機(jī)械能守恒定律高中物理單元復(fù)習(xí)課合肥市巢湖市烔煬中知識(shí)框架圖知識(shí)框架圖一、功1.功的概念：力和力方向上位移的乘積。標(biāo)量。2.定義式： 3.功的兩要素：力、力的方向上的位移4.功的正負(fù)：0，力做正功，是動(dòng)力。900，W0，力做負(fù)功，是阻力。=900，W=0，力做功為0。5.功的單位：焦耳（J）要點(diǎn)疑點(diǎn)考點(diǎn)一、功1.功的概念：力和力方向上位移的乘積。標(biāo)量。2.定義式二、功率：1.概念：功跟完成這些功所用時(shí)間的比值。標(biāo)量。2.定義式：3.物理意義：表示做功快慢的物理量。4.平均功率：5.瞬時(shí)功率：6.額定功率：

2、指的是該機(jī)器正常工作時(shí)可以長(zhǎng)時(shí) 間工作的最大功率。 要點(diǎn)疑點(diǎn)考點(diǎn)二、功率：1.概念：功跟完成這些功所用時(shí)間的比值。標(biāo)量。2.三、功能關(guān)系：1.功與能關(guān)系：功是能量轉(zhuǎn)化的量度。不同形式能可相互轉(zhuǎn)化并守恒。能是狀態(tài)量，功是過(guò)程量，功和能不能轉(zhuǎn)化。2.動(dòng)能定理：合力所做的功等于物體動(dòng)能的變化。表達(dá)式：或要點(diǎn)疑點(diǎn)考點(diǎn)三、功能關(guān)系：1.功與能關(guān)系：2.動(dòng)能定理：合力所做的功等于四、機(jī)械能：1.動(dòng)能：由于運(yùn)動(dòng)而具有的能。2.重力勢(shì)能：定義:由于被舉高而具有的能。重力做功與重力勢(shì)能關(guān)系：重力做功特點(diǎn)：與路徑無(wú)關(guān),只與物體的始末位置高度差有關(guān)。EP具有相對(duì)性：EP與參考面有關(guān)而EP與參考面無(wú)關(guān)。3.彈性勢(shì)能：

3、物體因形變而具有的能。要點(diǎn)疑點(diǎn)考點(diǎn)四、機(jī)械能：1.動(dòng)能：由于運(yùn)動(dòng)而具有的能。2.重力勢(shì)能：定五、機(jī)械能守恒定律： 在只有重力做功的情況下，物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變。1.表達(dá)式：2.應(yīng)用條件：只有重力或彈力做功。要點(diǎn)疑點(diǎn)考點(diǎn)五、機(jī)械能守恒定律： 在只有重力做功的情況下，物體的動(dòng)能和1.某人用同一水平力F先后兩次拉同一物體，第一次使此物體沿光滑水平面前進(jìn)s距離，第二次使此物體沿粗糙水平也前進(jìn)s距離，若先后兩次拉力做的功為W1和W2，拉力做功的功率是P1和P2，則( ) A.W1=W2，P1=P2 B.W1=W2，P1P2 C.W1W2，P1P2 D.W1W2，P1=

4、P2B基 礎(chǔ) 練 習(xí)1.某人用同一水平力F先后兩次拉同一物體，第一次使此物體沿光2.關(guān)于功率，下列說(shuō)法正確的是( )A.只要知道W和t就可由P=W/t計(jì)算t時(shí)刻的功率B.由P=Fv可知，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率一定與F和v的乘積成正比C.當(dāng)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)功率一定時(shí)，牽引力與速度成反比D.要提高汽車(chē)行駛的最大速度，一定要提高發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率BCD基 礎(chǔ) 練 習(xí)2.關(guān)于功率，下列說(shuō)法正確的是( )BCD基 礎(chǔ) 練 3.做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體在前一半位移內(nèi)重力做功的平均功率與后一半位移內(nèi)重力做功的平均功率之比為( ) A.15 B.14 C.1( -1) D.1( +1)D基 礎(chǔ) 練 習(xí)3.做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體在

5、前一半位移內(nèi)重力做功的平均功率與后4.一鉛球從高出地面H米處由靜止自由落下，不考慮空氣阻力，落至地面后并深入地面h米深處停止，若球的質(zhì)量為m，求球在落入地面以下的過(guò)程中受到的平均阻力？解:若把球的運(yùn)動(dòng)過(guò)程作為一個(gè)整體考慮、球的初、末動(dòng)能均為零，由動(dòng)能定理列式：基 礎(chǔ) 練 習(xí)4.一鉛球從高出地面H米處由靜止自由落下，不考慮空氣阻力，落5.一人站在陽(yáng)臺(tái)上，以相同的速率分別把三個(gè)球豎直向下拋出、豎直向上拋出、水平拋出，不計(jì)空氣阻力，則三球落地時(shí)的速率（ ）.上拋?zhàn)畲螅?下拋球最大；.平拋球最大；.三球一樣大。D基 礎(chǔ) 練 習(xí)5.一人站在陽(yáng)臺(tái)上，以相同的速率分別把三個(gè)球豎直向下拋出、豎 6.在下列的物

6、理過(guò)程中,機(jī)械能守恒的有( ) A.把一個(gè)物體豎直向上勻速提升的過(guò)程。 B.人造衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運(yùn)行的過(guò)程。 C.汽車(chē)關(guān)閉油門(mén)后沿水平公路向前滑行的過(guò)程。 D.從高處豎直下落的物體落在豎立的輕彈簧上，壓縮彈簧的過(guò)程，對(duì)彈簧、物體和地球這一系統(tǒng)。BD基 礎(chǔ) 練 習(xí) 6.在下列的物理過(guò)程中,機(jī)械能守恒的有( )BD基 礎(chǔ)7.一輛小車(chē)靜止在光滑的水平面上，小車(chē)立柱上固定一條長(zhǎng)為L(zhǎng)，拴有小球的細(xì)繩.小球由與懸點(diǎn)在同一水平面處釋放.如下圖所示，小球在擺動(dòng)的過(guò)程中，不計(jì)阻力，則下列說(shuō)法中正確的是( ) A.小球的機(jī)械能守恒。B.小球的機(jī)械能不守恒。C.小球和小車(chē)的總機(jī)械能守恒。D.小球和小車(chē)的總機(jī)械能

7、不守恒。BC基 礎(chǔ) 練 習(xí)7.一輛小車(chē)靜止在光滑的水平面上，小車(chē)立柱上固定一條長(zhǎng)為L(zhǎng)， m從高為H,長(zhǎng)為s的斜面頂端以加速度a由靜止起滑到底端時(shí)的速度為v，斜面傾角為，動(dòng)摩擦因數(shù)為，則下滑過(guò)程克服摩擦力做功為（ ） AmgHmv2/2 B（mgsinma）s Cmgs cos DmgHA B C例1能力思維方法 m從高為H,長(zhǎng)為s的斜面頂端以加速度a由靜止起滑到 以一定的初速度向上拋出一個(gè)小球，小球能上升的最大高度為h，空氣阻力的大小恒為F，則從拋出到落回拋出點(diǎn)的過(guò)程中，空氣對(duì)小球做的功( ) A.零 B.-Fh C.Fh D.-2FhD求在來(lái)回直線、曲線運(yùn)動(dòng)中的做功，若不是恒力要注意分段進(jìn)行

8、！ 注意恒力做功公式對(duì)來(lái)回直線、曲線運(yùn)動(dòng)也是適用的！空氣阻力做功一般是路程fsWf-=例2能力思維方法 以一定的初速度向上拋出一個(gè)小球，小球能上升的最大高度 從空中以40m/s的初速度平拋一重為10N的物體物體在空中運(yùn)動(dòng)3s落地，不計(jì)空氣阻力，取g=10m/s2，則物體落地時(shí)，重力的瞬時(shí)功率為( ) A.400W B.300W C.500W D.700W例3B能力思維方法 從空中以40m/s的初速度平拋一重為10N的物體物 質(zhì)量為m=4000kg的卡車(chē)，額定輸出功率為P=60kW,當(dāng)它從靜止出發(fā)沿坡路前進(jìn)時(shí)每行駛100m，升高5m，所受阻力大小為車(chē)重的0.1倍，取g=10m/s2試求：(1)卡

9、車(chē)能否保持牽引力為8000N不變?cè)谄侣飞闲旭?(2)卡車(chē)在坡路上行駛時(shí)能達(dá)到最大的速度為多大?這時(shí)牽引力為多大?(3)如果卡車(chē)用4000N的牽引力以12m/s的速度上坡，到達(dá)坡頂時(shí)，速度為4m/s，那么卡車(chē)在這一段路程中的最大功率為多少?平均功率是多少?例4能力思維方法 質(zhì)量為m=4000kg的卡車(chē)，額定輸出功率為P=60k【解析】分析汽車(chē)上坡過(guò)程中受力情況如圖所示，牽引力F。重力mg=4104N，f=kmg=4103N，支持力N，依題意sin=5/100(1)汽車(chē)上坡時(shí)，若F=8000N，而f+mgsin=4103+4104(1/20)=6103N，即Ff+mgsin時(shí)，汽車(chē)加速上坡,速度不

10、斷增大，其輸出功率P=Fv也不斷增大，長(zhǎng)時(shí)間后，將超出其額定輸出功率，所以汽車(chē)不能保持牽引力為8000N不變上坡。能力思維方法【解析】分析汽車(chē)上坡過(guò)程中受力情況如圖所示，牽引力F。重力m(2)汽車(chē)上坡時(shí)，速度越來(lái)越大，必須不斷減小牽引力以保證輸出功率不超過(guò)額定輸出功率，當(dāng)牽引力F=f+mgsin時(shí)，汽車(chē)加速度為0，速度增到最大，設(shè)為vm，則 P=Fv=(f+mgsin)vm vm=p/(f+mgsin)=60103/6000=10(m/s)F=f+mgsin=4103+4104(1/20)=6103(N)(3)若牽引力F=4000N，汽車(chē)上坡時(shí)，速度不斷減小，所以最初的功率即為最大P=Fv=4

11、00012=4.8104W.整個(gè)過(guò)程中，平均功率為P=Fv=400(12+4)/2=3.2104W能力思維方法(2)汽車(chē)上坡時(shí)，速度越來(lái)越大，必須不斷減小牽引力以保證輸出 一跳繩運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量m=50kg,1min跳N=180次，假設(shè)每次跳躍中，腳與地面的接觸時(shí)間占跳躍一次所用時(shí)間的2/5，試估算該運(yùn)動(dòng)員跳繩時(shí)克服重力做功的平均功率多大?例5【解析】跳躍的周期T=60s/180=1/3s，而一個(gè)周期內(nèi)在空中停留時(shí)間t1=(3/5)T=(1/5)s人向上跳看做是豎直上拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)起跳速度為v0， 由t1=2v0/g得v0=gt1/2每次跳躍克服重力做功W=1/2mv02=1/8mg2t12所以克服重力

12、做功的平均功率P=W/T=75(W)能力思維方法 一跳繩運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量m=50kg,1min跳N=180次 如圖所示，為四分之一圓弧軌道，半徑為0.8m，BC是水平軌道，長(zhǎng)3m，BC處的動(dòng)摩擦因數(shù)為=1/15 ?，F(xiàn)有質(zhì)量m=1kg 的物體，自A點(diǎn)從靜止起下滑到C點(diǎn)剛好停止。求：物體在軌道AB段所受的阻力對(duì)物體做的功 。例6由于物體在AB段受的阻力是變力，做的功不能直接求。設(shè)物體在軌道AB段所受的阻力對(duì)物體做的功為 ,從A到C,根據(jù)動(dòng)能定理:代入數(shù)據(jù)得 能力思維方法 如圖所示，為四分之一圓弧軌道，半徑為 如圖所示，物體A、B用繩子連接穿過(guò)定滑輪，已知mA=2mB， 繩子的質(zhì)量不計(jì)，忽略一切摩擦，此時(shí)

13、物體A、B距地面高度均為H，釋放A，求當(dāng)物體A剛到達(dá)地面時(shí)的速度多大？（設(shè)物體B到滑輪的距離大于H）例7能力思維方法 如圖所示，物體A、B用繩子連接穿過(guò)定滑輪，已知m 一條長(zhǎng)為L(zhǎng)的均勻鏈條，放在光滑水平桌面上，鏈條的一半垂于桌邊，如圖所示，現(xiàn)由靜止開(kāi)始使鏈條自由滑落，當(dāng)它全部脫離桌面時(shí)的速度為多大?例8初態(tài)：Ek0=0,Ep0=-1/2(mgL/4)末態(tài)：Ekt=1/2mv22，Ept=-mgL/2根據(jù)機(jī)械能守恒定律有：0-1/2(mgL/4)=1/2mv22-mgL/2解得v=能力思維方法 一條長(zhǎng)為L(zhǎng)的均勻鏈條，放在光滑水平桌面上，鏈條的一 長(zhǎng)為l的輕繩，一端系一質(zhì)量為m的小球，一端固定于O

14、點(diǎn)。在O點(diǎn)正下方距O點(diǎn)h處有一枚釘子C，現(xiàn)將繩拉到水平位置，如圖所示。將小球由靜止釋放，欲使小球到達(dá)最低點(diǎn)后以C為圓心做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，試確定h應(yīng)滿足的條件。例9能力思維方法 長(zhǎng)為l的輕繩，一端系一質(zhì)量為m的小球，一端固定于O 設(shè)小球在C點(diǎn)正上方時(shí)，速度為v，分析此時(shí)小球受力情況如圖6-4-3，則:T+mg=mv2/(l-h) T=mv2/(l-h)-g，由T0解得v2g(l-h) 又由以上分析，小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒，小球位于C點(diǎn)正上方所在水平面為零勢(shì)面，則有 mgl-2(l-h)=1/2mv2-0，v2=2g(2h-l)聯(lián)立、，解得2g(2h-l)g(l-h)， h3l/5故h應(yīng)滿足的條

15、件即為h3l/5.能力思維方法 設(shè)小球在C點(diǎn)正上方時(shí)，速度為v，分析此時(shí)小球受力情況如圖【題1】正常人心臟在一次搏動(dòng)中泵出血液70 mL，推動(dòng)血液流動(dòng)的平均壓強(qiáng)為1.6104Pa，設(shè)心臟主動(dòng)脈的內(nèi)徑約2.5cm，每分鐘搏動(dòng)75次，求： (1)心臟推動(dòng)血液流動(dòng)的平均功率是多大? (2)血液從心臟流出的平均速度是多大? (3)把一種對(duì)人體無(wú)害，但不能透出血管的9 mg的試劑，由靜脈一次性注入體內(nèi)，在安靜的情況下，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后抽取血樣檢查，發(fā)現(xiàn)該試劑的濃度已穩(wěn)定在2 mg/L，則此人全部循環(huán)血量通過(guò)心臟一次的時(shí)間需多長(zhǎng)?延伸擴(kuò)展【題1】正常人心臟在一次搏動(dòng)中泵出血液70 mL，推動(dòng)血液流【解析】

16、設(shè)心臟每次推動(dòng)血液前進(jìn)的位移為L(zhǎng)，血液受到心臟的壓力為F，由p=F/S可知，心臟起搏一次對(duì)血液所做的功W=FL=p0SL=p0V,V是心臟跳動(dòng)一次輸送的血液。（1） W=np=751.61047010-6J=84 J P=W/t=84/60=1.4 W(2)每分鐘心臟輸出血量為: V=nV0=757010-6m3=5.2510-3m3心臟主動(dòng)脈橫截面積S為： S=r2=3.14(1.2510-2)2=4.910-4m2延伸擴(kuò)展【解析】設(shè)心臟每次推動(dòng)血液前進(jìn)的位移為L(zhǎng)，血液受到心臟的壓力所以v=L/t=V/(St) =(5.2510-3m/s)/(4.910-460)=0.18m/s(3)設(shè)此人

17、的循環(huán)血量為V1，則V1=9/2 所以V1=4.5(L)=4.510-3m3循環(huán)一次的時(shí)間為: t=(4.510-3/5.2510-3)60=51s延伸擴(kuò)展所以v=L/t=V/(St)延伸擴(kuò)展【題2】如圖所示，半徑為r，質(zhì)量不計(jì)的圓盤(pán)盤(pán)面與地面相垂直，圓心處有一個(gè)垂直盤(pán)面的光滑水平固定軸O，在圓盤(pán)的最右邊緣固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球A，在O點(diǎn)的正下方離O點(diǎn)r/2處固定一個(gè)質(zhì)量也為m的小球B，放開(kāi)盤(pán)讓其自由轉(zhuǎn)動(dòng)，問(wèn)：(1)當(dāng)A球轉(zhuǎn)到最低點(diǎn)時(shí)，兩小球的重力勢(shì)能之和減少了多少?(2)A球轉(zhuǎn)到最低點(diǎn)時(shí)的線速度是多少?延伸擴(kuò)展【題2】如圖所示，半徑為r，質(zhì)量不計(jì)的圓盤(pán)盤(pán)面與地面相垂直，【解析】(1)以通過(guò)O的水平面為零勢(shì)能面，開(kāi)始時(shí)和A球轉(zhuǎn)到最低點(diǎn)時(shí)兩球重力勢(shì)能之和分別為EP1=EPA+EPB=0+EPB=-mg(r/2),EP2=EPA+EPB=-mgr+0=-mgr兩球重力勢(shì)能之和減少Ep=EP1-EP2=-1/2mgr-(-mgr)=