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高中物理人教版 (新课标)必修2第七章 机械能守恒定律综合与测试复习课件ppt
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这是一份高中物理人教版 (新课标)必修2第七章 机械能守恒定律综合与测试复习课件ppt，共27页。PPT课件主要包含了功和能，动能定理合力的功，机械能，能的转化和守恒定律，图5-1-5，图5-1-7，图5-1-9等内容，欢迎下载使用。
定义式：W=Fscsα物理意义：力对空间的积累效果必要因素：力和在力的方向上发生的位移
意义：描述做功快慢的物理量
平均功率：瞬时功率：P=Fvcsα
动能：势能：Ep=mgh机械能：E=Ek+Ep(当只有重力、弹力做功时系统机械能守恒)
一、功 1.定义：力和力的作用点通过的位移的乘积. 2.做功的两个必要因素：力和物体在力的方向上发生的位移. 3.公式：W=Fscsα(α为F与s的夹角).适用于恒力做功. 说明：恒力做功大小只与F、s、α这三个量有关.与物体是否还受其他力、物体运动的速度、加速度等其他因素无关，也与物体运动的路径无关.
4.单位：焦耳(J)1J=1N·m. 5.物理意义：表示力在空间上的积累效应，是能的转化的量度. 6.功是标量，没有方向，但是有正负.正功表示动力做功，负功表示阻力做功，功的正负表示能的转化方向. ①当0≤α<90°时，W>0，力对物体做正功； ②当α=90°时，W=0，力对物体不做功；
③当90°<α≤180°时，W<0，力对物体做负功或说成物体克服这个力做功，这两种说法是从两个角度来描述同一个问题. 一位质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳，身体伸直并刚好离开地面，速度为v.在此过程中，地面对他做的功为多少？ 地面对他做的功为零.地面对人的作用力的作用点位移为零，所以不做功，是下肢对上身的弹力做了功.
二、功率 1.功率是描述做功快慢的物理量，功与所用时间的比值定义为功率. 2.计算功率的公式 (1)功率的定义式： ，所求出的功率是时间t内的平均功率. (2)功率的计算式：P=Fvcsα，其中α是力与速度间的夹角.该公式有两种用法：
①求某一时刻的瞬时功率.这时F是该时刻的作用力大小，v取瞬时值，对应的P为F在该时刻的瞬时功率； ②当v为某段位移(时间)内的平均速度时，则要求这段位移(时间)内F必须为恒力，对应的P为F在该段时间内的平均功率.
(3)重力的瞬时功率可表示为PG=mgvy，即重力的瞬时功率等于重力和物体在该时刻的竖直分速度之积. 3.功率是标量，功率的单位为瓦(W)、千瓦(kW)等，其换算关系为：1kW＝1000W，从功率 可以得出计算功的另一种方法W=Pt，“kW·h”是功的单位，它与“J”的换算关系为：1kW·h=3.6×106J.
4.额定功率与实际功率 额定功率：机械正常工作时的功率，一般在机械上的铭牌上标明. 实际功率：机械实际工作时的功率，要求小于等于额定功率.
以下说法正确的是( ) A.功率大说明其做功多 B.做功多的就一定功率大 C.单位时间内完成的功多做功的功率就大 D.单位时间内完成的功多做功的功率不一定大 功率的大小等于单位时间内完成的功，功率小用很长的时间也可完成较多的功，同样功率很大但在很短的时间内完成的功较小.
一个物体从高h处自由落下，不考虑空气阻力，物体下落阶段重力做功的平均功率多大？物体着地前瞬间重力做功的功率多大？ 物体自下落到着地过程，重力对物体所做的功为W=mgh，所用的时间为 所以平均功率为： 着地时的速度为 此时瞬时功率为
如图5-1-5所示，质量 为m的小球用长L的细线悬 挂而静止在竖直位置.在下 列三种情况下，分别用水 平拉力F将小球拉到细线与 竖直方向成θ角的位置.在 此过程中，拉力F做的功各 是多少？ (1)用F缓慢地拉；( ) (2)F为恒力；( )
(3)若F为恒力，而且拉到该位置时小球的速度刚好为零.( ) A.FLcsθ B.FLsinθ C.FL(1-csθ) D.mgL(1-csθ) 考查恒力和变力做功. (1)若用F缓慢地拉，则显然F为变力，只能用动能定理求解.F做的功等于该过程克服重力做的功. (2)若F为恒力，则可以直接按定义求功.
(3)若F为恒力，而且拉到该位置时小球的速度刚好为零，那么按定义直接求功和按动能定理求功都是正确的.
设绳对物体的拉力为T，显然人对绳的拉力F等于T.T在对物体做功的过程中大小虽然不变，但其方向时刻在改变，因此该问题是变力做功的问题.但是在滑轮的质量以及滑轮与绳间的摩擦不计的情况下，人对绳做的功就等于绳的拉力对物体做的功.
而拉力F的大小和方向都不变，所以F做的功可以用公式W=Fscsα直接计算.由图可知，在绳与水平面的夹角由α变到β的过程中,拉力F的作用点的位移大小为：
图5-1-7为修建高层建筑常用的塔式起重机.在起重机将质量m=5×103kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a=0.2m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm=1.02m/s的匀速运动.取g=10m/s2,不计额外功.求：
(1)起重机允许输出的最大功率. (2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率. 考查恒定加速度启动. (1)设起重机允许输出的最大功率为P0，重物达到最大速度时，拉力F0等于重力. P0=F0vm ① F0=mg ② 代入数据，有：P0=5.1×104W ③
（2）匀加速运动结束时，起重机达到允许输出的最大功率，设此时重物受到的拉力为F，速度为v1，匀加速运动经历时间为t1,有： P0=Fv1 ④ F-mg=ma ⑤ v1=at1 ⑥ 由③④⑤⑥，代入数据，得：t1=5s ⑦
t=2s时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v2，输出功率为P，则 v2=at ⑧ P=Fv2 ⑨ 由⑤⑧⑨，代入数据，得:P=2.04×104W
因为力F及阻力f是恒力，所以加速度a＝(F-f)/m也是恒定的，又因为t＝0时速度不为零，v=v0+at，汽车的功率P=F(v0+at),所以图象是D.
如图5-1-9所示，半径为R的孔径均匀的圆形弯管水平放置，小 球在管内以足够大的初速 度v0在水平面内做圆周运 动，小球与管壁间的动摩 擦因数为μ，设从开始运 动的一周内小球从A到B和 从B到A的过程中摩擦力对小球做功分别为W1和W2，在这一周内摩擦力做的总功为W3，则下列关系式正确的是( )
A.W1>W2 B.W1=W2 C.W3=0 D.W3=W1+W2 本题考查摩擦力做功与能量守恒. 小球在水平弯管内运动，滑动摩擦力始终与速度方向相反，做负功，而小球在水平面内的圆周运动的向心力是由外管壁对小球的弹力N提供的，由于转动半径R始终不变，摩擦力对小球做负功，小球运动的速率逐渐减小，向心力减小即N减小，而f=μN，滑动摩擦力f也减小，即由下列关系：
定义式：W=Fscsα物理意义：力对空间的积累效果必要因素：力和在力的方向上发生的位移
意义：描述做功快慢的物理量
平均功率：瞬时功率：P=Fvcsα
动能：势能：Ep=mgh机械能：E=Ek+Ep(当只有重力、弹力做功时系统机械能守恒)
一、功 1.定义：力和力的作用点通过的位移的乘积. 2.做功的两个必要因素：力和物体在力的方向上发生的位移. 3.公式：W=Fscsα(α为F与s的夹角).适用于恒力做功. 说明：恒力做功大小只与F、s、α这三个量有关.与物体是否还受其他力、物体运动的速度、加速度等其他因素无关，也与物体运动的路径无关.
4.单位：焦耳(J)1J=1N·m. 5.物理意义：表示力在空间上的积累效应，是能的转化的量度. 6.功是标量，没有方向，但是有正负.正功表示动力做功，负功表示阻力做功，功的正负表示能的转化方向. ①当0≤α<90°时，W>0，力对物体做正功； ②当α=90°时，W=0，力对物体不做功；
③当90°<α≤180°时，W<0，力对物体做负功或说成物体克服这个力做功，这两种说法是从两个角度来描述同一个问题. 一位质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳，身体伸直并刚好离开地面，速度为v.在此过程中，地面对他做的功为多少？ 地面对他做的功为零.地面对人的作用力的作用点位移为零，所以不做功，是下肢对上身的弹力做了功.
二、功率 1.功率是描述做功快慢的物理量，功与所用时间的比值定义为功率. 2.计算功率的公式 (1)功率的定义式： ，所求出的功率是时间t内的平均功率. (2)功率的计算式：P=Fvcsα，其中α是力与速度间的夹角.该公式有两种用法：
①求某一时刻的瞬时功率.这时F是该时刻的作用力大小，v取瞬时值，对应的P为F在该时刻的瞬时功率； ②当v为某段位移(时间)内的平均速度时，则要求这段位移(时间)内F必须为恒力，对应的P为F在该段时间内的平均功率.
(3)重力的瞬时功率可表示为PG=mgvy，即重力的瞬时功率等于重力和物体在该时刻的竖直分速度之积. 3.功率是标量，功率的单位为瓦(W)、千瓦(kW)等，其换算关系为：1kW＝1000W，从功率 可以得出计算功的另一种方法W=Pt，“kW·h”是功的单位，它与“J”的换算关系为：1kW·h=3.6×106J.
4.额定功率与实际功率 额定功率：机械正常工作时的功率，一般在机械上的铭牌上标明. 实际功率：机械实际工作时的功率，要求小于等于额定功率.
以下说法正确的是( ) A.功率大说明其做功多 B.做功多的就一定功率大 C.单位时间内完成的功多做功的功率就大 D.单位时间内完成的功多做功的功率不一定大 功率的大小等于单位时间内完成的功，功率小用很长的时间也可完成较多的功，同样功率很大但在很短的时间内完成的功较小.
一个物体从高h处自由落下，不考虑空气阻力，物体下落阶段重力做功的平均功率多大？物体着地前瞬间重力做功的功率多大？ 物体自下落到着地过程，重力对物体所做的功为W=mgh，所用的时间为 所以平均功率为： 着地时的速度为 此时瞬时功率为
如图5-1-5所示，质量 为m的小球用长L的细线悬 挂而静止在竖直位置.在下 列三种情况下，分别用水 平拉力F将小球拉到细线与 竖直方向成θ角的位置.在 此过程中，拉力F做的功各 是多少？ (1)用F缓慢地拉；( ) (2)F为恒力；( )
(3)若F为恒力，而且拉到该位置时小球的速度刚好为零.( ) A.FLcsθ B.FLsinθ C.FL(1-csθ) D.mgL(1-csθ) 考查恒力和变力做功. (1)若用F缓慢地拉，则显然F为变力，只能用动能定理求解.F做的功等于该过程克服重力做的功. (2)若F为恒力，则可以直接按定义求功.
(3)若F为恒力，而且拉到该位置时小球的速度刚好为零，那么按定义直接求功和按动能定理求功都是正确的.
设绳对物体的拉力为T，显然人对绳的拉力F等于T.T在对物体做功的过程中大小虽然不变，但其方向时刻在改变，因此该问题是变力做功的问题.但是在滑轮的质量以及滑轮与绳间的摩擦不计的情况下，人对绳做的功就等于绳的拉力对物体做的功.
而拉力F的大小和方向都不变，所以F做的功可以用公式W=Fscsα直接计算.由图可知，在绳与水平面的夹角由α变到β的过程中,拉力F的作用点的位移大小为：
图5-1-7为修建高层建筑常用的塔式起重机.在起重机将质量m=5×103kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a=0.2m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm=1.02m/s的匀速运动.取g=10m/s2,不计额外功.求：
(1)起重机允许输出的最大功率. (2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率. 考查恒定加速度启动. (1)设起重机允许输出的最大功率为P0，重物达到最大速度时，拉力F0等于重力. P0=F0vm ① F0=mg ② 代入数据，有：P0=5.1×104W ③
（2）匀加速运动结束时，起重机达到允许输出的最大功率，设此时重物受到的拉力为F，速度为v1，匀加速运动经历时间为t1,有： P0=Fv1 ④ F-mg=ma ⑤ v1=at1 ⑥ 由③④⑤⑥，代入数据，得：t1=5s ⑦
t=2s时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v2，输出功率为P，则 v2=at ⑧ P=Fv2 ⑨ 由⑤⑧⑨，代入数据，得:P=2.04×104W
因为力F及阻力f是恒力，所以加速度a＝(F-f)/m也是恒定的，又因为t＝0时速度不为零，v=v0+at，汽车的功率P=F(v0+at),所以图象是D.
如图5-1-9所示，半径为R的孔径均匀的圆形弯管水平放置，小 球在管内以足够大的初速 度v0在水平面内做圆周运 动，小球与管壁间的动摩 擦因数为μ，设从开始运 动的一周内小球从A到B和 从B到A的过程中摩擦力对小球做功分别为W1和W2，在这一周内摩擦力做的总功为W3，则下列关系式正确的是( )
A.W1>W2 B.W1=W2 C.W3=0 D.W3=W1+W2 本题考查摩擦力做功与能量守恒. 小球在水平弯管内运动，滑动摩擦力始终与速度方向相反，做负功，而小球在水平面内的圆周运动的向心力是由外管壁对小球的弹力N提供的，由于转动半径R始终不变，摩擦力对小球做负功，小球运动的速率逐渐减小，向心力减小即N减小，而f=μN，滑动摩擦力f也减小，即由下列关系：
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