2020高中物理必修二学考复习课件(全册) 149页

曲线运动学业考试复习 说一说 砂轮打磨下来的炽热的微粒它们沿着什么方向运动 ? 一、曲线运动的速度方向 演 示 实 验 曲线运动速度的方向 1 、质点在某一点的速度，沿曲线在这一点的切线方向。 2 、曲线运动中速度的方向时刻在变，所以曲线运动是 变速运动 。 我们已经知道如何确定曲线运动的速度的方向 ： . . . . a b c d v v v v 在曲线运动中，运动质点在某一点的即时速度的方向，就是通过这一点的曲线的切线的方向。 课堂训练 l. 关于曲线运动，下列说法正确的是 ( ) A. 曲线运动一定是变速运动 B. 曲线运动速度的方向不断地变化。但速度 的大小可以不变 C. 曲线运动的速度方向可能不变 D. 曲线运动的速度大小和方向一定同时改变 AB 2 ．下列对曲线运动中的速度的方向说法正确的是 ( ) A. 在曲线运动中，质点在任一位置的速度方向总是与这点的切线方向相同 B. 在曲线运动中，质点的速度方向有时也不一定是沿着轨迹的切线方向 C. 旋转雨伞时．伞面上的水滴由内向外做螺旋运动，故水滴速度方向不是沿其切线方向的 D. 旋转雨伞时，伞面上的水滴由内向外做螺旋运动，水滴速度方向总是沿其轨道的切线方向 AD 三、曲线运动的条件 物体做曲线运动的条件 实验总结 1 、当物体所受的合力方向跟它的速度方向不在同一直线上时．物体将做曲线运动。 物体做曲线运动的条件 实例分析 1 速度沿切线方向 力指向曲线的凹侧。 物体做曲线运动的条件 实例分析 1 物体做曲线运动的条件 实例分析 1 物体做曲线运动的条件 实例分析 1 物体做曲线运动的条件 实例分析 1 物体做曲线运动的条件 实例分析 2 物体做曲线运动的条件 实例分析 3 3. 如图所示 , 物体在恒力的作用下沿从 A 曲线运动到 B, 此时突然使力反向 , 物体 的运动情况是 ( ) A. 物体可能沿曲线 Ba 运动 B. 物体可能沿直线 Bb 运动 C. 物体可能沿曲线 Bc 运动 D. 物体可能沿曲线 B 返回 A C 课堂训练 水平方向： 蜡块随管向右做匀速直线运动 竖直方向： 蜡块相对管向上做匀速直线运动 蜡块相对黑板 向右上方运动 合成与分解 红蜡块在平面内的运动 例：河宽 d ＝ 100m ，水流速度 v 1 =3m/s ，船在静水中的速度是 v 2 ＝ 4m/s. 求 （ 1 ）欲使船渡河时间最短，船应怎样渡河？最短时间是多少？船经过的位移多大？ 分析 1 ：时间最短 d 结论 : 当船头垂直河岸时，所用时间最短 例：河宽 d ＝ 100m ，水流速度 v 1 =3m/s ，船在静水中的速度是 v 2 ＝ 4m/s. 求 （ 2 ）欲使船渡河距离最短，船应怎样渡河？渡河时间多长？ 分析 2 ：航程最短 θ d 结论 : 当合运动垂直河岸时，航程最短 课堂练习 1 ．关于运动的合成，下列说法中正确的是 ( ) A. 合运动的速度一定比每一个分运动的速度大 B. 两个速度不等的匀速直线运动的合运动，一定是匀速直线运动 C. 两个分运动是直线运动的合运动，一定是直线运动 D. 两个分运动的时间，一定与它们的合运动的时间相等 BD 课堂练习 2 ．小船在静水中的速度是 v ，今小船要渡过一河流，渡河时小船朝对岸垂直划行，若航行至中心时，水流速度突然增大，则渡河时间将 ( ) A ．增大 B ．减小 C ．不变 D ．无法确定 C 平抛运动 4 . 基本规律 ： 水平方向： 竖直方向： 位移： 水平方向： 竖直方向： 合位移 大小： 方向： 速度： 合速度 大小： 方向： 2. 位移 变化 有什么规律？相等时间内竖直位移变化呢？ 1. 速度 变化 有什么规律？ 3. 飞行时间和水平射程分别有什么因素决定？ 4. 任一时刻的末速度与初速度方向的夹角和位移与初速度方向的夹角有什么关系？ G v 0 v 1 v 2 v 3 Δ v v 0 Δ v Δ v v 1 v 2 v 3 方向竖直向下 课堂练习 2 ： 如图所示，为一物体平抛运动的 x-y 图象，物体从 O 点抛出， x 、 y 分别为其水平和竖直位移，在物体运动过程中的任一点 P （ x ， y ），其速度的反向延长线交于 x 轴的 A 点（ A 点未画出），则 OA 的长度为（ ） A. x B. 0.5x C. 0.3x D. 不能确定 B x y v 0 P(x ， y) O x y x y 课堂练习：将一物体以初速度 V 0 水平抛出，不计空气阻力，求经 t 时间物体速度和位移？ v 0 v s v x v y θ α 速度大小： 速度方向： 位移大小： 位移方向： θ 思考：任一时刻末速度与初速度方向的夹角和位移与初速度方向的夹角有什么关系？ 圆周运动 . 如何描述匀速圆周运动的快慢？ 1. 线速度 —— 质点通过的圆弧长 s 跟所用时间 t 的比值。 3. 周期 —— 物体作匀速圆周运动一周所用的时间。 5. 转速 —— 单位时间内转过的圈数。 2. 角速度 —— 质点所在的半径转过的角度 跟所用时间 t 的比值。 即： 单位：米 / 秒， m/s 即： 单位：弧度 / 秒， rad/s 即： 单位：秒， s 即： 单位：转 / 秒， r/s 4. 频率 ——1s 时间内完成圆周运动的次数。 即： 单位：赫兹， Hz v=r ω 【 例题 】 机械手表的分针、秒针的角速度之比： A. 2:1 B. 1:30 C. 1:60 D. 1:12 【 例题 】 物体做匀速圆周运动时，下列哪些量不变？ A. 速率 B. 速度 C. 角速度 D. 周期 ACD C 三 . 实践研究 : 机械传动 1. 链条传动 或皮带传动 2. 齿轮传动 【 结论 】 1. 两种传动轮缘上的线速度大小相等。 A B 2. 共轴转动角速度相等。 向心加速度 二、向心加速度 r 1 、做匀速圆周运动的物体 加速度指向圆心 ．这个加速度称为向心加速度． △ v V △ L r a= △ v/△t V = △ L /△t 思考： 从公式 a=v 2 /r 看 , 向心加速度与圆周运动的半径成反比；从公式 a=rw 2 看，向心加速度与半径成正比，这两个结论是否矛盾？ 1 、下列关于向心加速度的说法中，正确的是 ( ) A. 向心加速度的方向始终与速度的方向垂直 B. 向心加速度的方向保持不变 C. 在匀速圆周运动中，向心加速度是恒定的 D. 在匀速圆周运动中，向心加速度的大小不断变化 A 2 、一个拖拉机后轮直径是前轮直径的 2 倍，当前进且不打滑时，前轮边缘上某点 A 的线速度与后轮边缘上某点 B 的线速度之比 V A ： V B =________ ， 角速度之比 ω A ： ω B =_________ ， 向心加速度之比 a A ： a B =_________ 。 1:1 2:1 2:1 向心力 分析 O F 引 F 合 ＝ F 引 ＝ F n 在匀速圆周运动中，合力提供向心力 O G N T 竖直方向上 N ＝ G ，故 T 即为合力 F 合 ＝ T ＝ F n 在匀速圆周运动中，合力提供向心力 分析 轻绳栓一小球 , 在光滑水平面做匀速圆周运动 小球受到哪些力的作用？ 向心力由什么力提供？ r θ O G F 合 T 结论 : 向心力由 重力 G 和弹力 T 的 合力提供 思考： G f N 滚筒洗衣机中物体跟着滚筒匀速转动时； 向心力由什么力提供？ 分析 在匀速圆周运动中，合力提供向心力 向心力的大小 F n = m v 2 r F n = m ω 2 r F 合 ＝ ma n 当 m 、 v 不变时， F n 与 r 成反比；当 m 、 r 不变时， F n 与 v 2 成正比。 当 m 、 ω 不变时， F n 与 r 成正比；当 m 、 r 不变时， F n 与 ω 2 成正比 . F 合 ＝ F n a n = v 2 r 小结 大小 作用效果 : 只改变速度的方向 方向 : 始终指向圆心 ( 与 v 垂直 ); 是变力 来源 : 合力提供向心力 ( 匀速圆周运动中 ) F n = m v 2 r F n = m ω 2 r F n = m r 4π 2 T 2 向 心 力 飞机在水平面内盘旋 几种常见的圆周运动 O ' θ ω ω m O θ l m F 合 =F n = mω 2 l sinθ F 合 = Fn = mω 2 r O r T mg F 合 mg F 合 F 升 θ F 合 ＝ mg tanθ 几种常见的圆周运动 θ O ' O R ω θ ω θ m m F 合 = Fn = mω 2 r O r F 合 = Fn = mω 2 R sinθ mg N F 合 mg N F 合 F 合 ＝ mg tanθ O 几种常见的圆周运动 ω mg N 物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动 r f 静 竖直方向： N ＝ mg 水平方向： F 合 = f 静 = mω 2 r f 静 v A B F a 回顾： A 、 B 一起向左加速，分析 A 的受力情况。 f 静 v 谁提供向心力？ 静摩擦力指向圆心 向心力的分析思路 3 、按序分析受力 指向圆心的合力即向心力 2 、确定圆心、半径 确定圆周运动所在的平面、轨迹、圆心、半径 1 、确定研究对象 小结 O O 思考 F n F t F 合 v F n F t v F 合 速度增大的圆周运动 变速圆周运动 速度减小的圆周运动 匀速圆周运动所受的合力提供向心力，方向始终指向圆心；如果一个沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心，还能做匀速圆周运动吗？ 当沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心时，物体做变速圆周运动。 切向力 F t ：垂直半径方向的合力 向心力 F n ：沿着半径（或指向圆心）的合力 产生切向加速度，改变速度的大小 产生向心加速度，改变速度的方向 匀 速圆周运动 G N F 变 速圆周运动 合力 全部 提供向心力 合力 部分 提供向心力 O F n F t F 合 v 一般曲线运动 运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动称为 一般曲线运动 。 r 1 r 2 一般曲线运动各个地方的弯曲程度不一样，如何研究？ 把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以看作一小段圆弧。这些圆弧的弯曲程度不一样，表明它们具有不同的曲率半径。在分析质点经过曲线上某位置的运动时可以采用圆周运动的分析方法进行处理。 例与练 1. 关于圆周运动的合力，下列说法中正确的是 （ ） A. 圆周运动的合力方向一定指向圆心 B. 匀速圆周运动的合力方向一定指向圆心 C. 匀速圆周运动的合力一定不变 D. 匀速圆周运动的合力大小一定不变 匀速圆周运动的物体速度大小不变，速度方向不断变化。匀速圆周运动向心力只改变物体速度方向，不改变物体速度大小。 BD 例与练 2. 甲、乙两物体都做匀速圆周运动，其质量之比为 1 ： 2 ，转动半径之比为 1 ： 2 ，在相等时间里甲转过 60° ，乙转过 45° ，则它们的合力之比为 ( ) A. 1 ： 4 　 B.2 ： 3 　 C.8 ： 9 　 D.4 ： 9 D 例与练 3. 质量为 m 的球用长为 L 的细绳悬于天花板的 O 点，并使之在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直线成 θ 角，则以下正确的是 ( ) A. 摆球受重力、拉力和向心力的作用 B. 摆球只受重力、拉力的作用 C. 摆球做匀速圆周运动的向心力为 mg• tanθ D. 摆球做匀速圆周运动的向心力为 mg• sinθ BC 铁路的弯道 生活中的圆周运动 ◆ 圆周运动 (Circular motion) (2) 外 轨 高 内 轨 低 时转弯 G F n N h L θ θ r 背景问题 1 、火车转弯： 2. 求汽车过凹形路段 最低点 时对路面的压力？ N G 【 解 】 G 和 N 的合力提供汽车做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得： 可见汽车的 速度 V 越大， 对桥的 压力越大 。 由于加速度 ａ的方向 竖直向上，属 超重 现象。 m 生活中的圆周运动 ◆ 圆周运动 (Circular motion) F N =G 汽车过桥问题小结 eg1. 一辆卡车在丘陵地匀速行驶 , 地形如图所示 , 由于轮胎太旧 , 途中爆胎 , 爆胎可能性最大的地段应是 ( ) A. a 处   B. b 处   C. c 处    D. d 处 生活中的圆周运动 ◆ 圆周运动 (Circular motion) a b c d D 可能飞离路面的地段应是？ 当堂练习 如图 6 ． 8—7 所示，汽车以一定的速度经过一个圆弧形桥面的顶点时，关于汽车的受力及汽车对桥面的压力情况，以下说法正确的是 ( ) 练习 A. 在竖直方向汽车受到三个力：重力、桥面的支持力和向心力 B. 在竖直方向汽车只受两个力：重力和桥面的支持力 C. 汽车对桥面的压力小于汽车的重力 D ．汽车对桥面的压力大于汽车的重力 BC 对宇航员，重力提供向心力： mg= mv 2 /r 由此可以得出 宇航员处于完全失重状态 此时人对座椅的压力为零 四 离心运动 1. 离心运动： 做圆周运动的物体，在提供的向心力突然消失，或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动。 2. 物体作离心运动的条件： F n < F 需向 思考问题？ F n = F 需向 做什么运动？ F n = 0 做什么运动？ F n ＜ F 需 向 做什么运动？ F n ＞ F 需 向 做什么运动？ 圆周 近心 切线 离心 离心抛掷 离心脱水 离心分离 离心甩干 ●离心运动的应用 用离心机把体温计的水银柱甩回玻璃泡内 制作棉花糖的原理： 内筒与洗衣机的脱水筒相似，里面加入白砂糖，加热使糖熔化成糖汁。内筒高速旋转，黏稠的糖汁就做离心运动，从内筒壁的小孔飞散出去，成为丝状到达温度较低的外筒，并迅速冷却凝固，变得纤细雪白，像一团团棉花。 O F 静 v O F v 4. 离心运动的防止 2 、防止：汽车转弯，高速砂轮限速等 4. 离心运动的防止： 1 ） 在水平公路上行驶的汽车转弯时 υ F < m υ r 2 F 汽车 在水平公路上行驶的汽车，转弯时所需的向心力是由车轮与路面的静摩擦力提供的。如果转弯时速度过大，所需向心力 F 大于最大静摩擦力 Fmax ，汽车将做离心运动而造成交通事故。因此，在公路弯道处，车辆行驶不允许超过规定的速度。 2 ）高速转动的砂轮、飞轮等 分析做圆周运动的物体受力情况 O mg F N F f O mg F N 提供向心力 受力分析 F f F N +mg 飞机转弯 : G N F n O 课堂练习 航天飞机中的物体处于失重状态，是指这个物体： (A) 不受地球的吸引力； (B) 地球吸引力和向心力平衡； (C) 受的向心力和离心力平衡； (D) 对支持它的物体的压力为零。 D 拓展与思考： 汽车能通过圆形轨道的最高点吗？ R 联想：过山车上的人为什么不会掉下来 G F N 《 万有引力 》 复习 二条思路： 三个宇宙速度 四个物理量（人造卫星的） 一条定律 五个常识 1. 近地卫星 2. 同步卫星 3. 双星 4. 变轨 5. 重力，万有引力，向心力 万有引力的一、二、三、四、五 a 向 F 引 M m F 引 =m a 向 r 天体的重力加速度 g M R h F 引 m 卫星绕地球作圆周运动的向心加速度 如果人造地球卫星进入地面附近轨道的速度为： 7.9km/s ＜ v ＜ 11.2km/s ，它绕地球运动的轨迹是椭圆。 V 1 =7.9km/s 地球 V 2 =11.2km/s V 3 =16.7km/s 7.9km/s ＜ v ＜ 11.2km/s 发射速度 1 、利用圆周运动求中心天体的质量 F 引 M m r ∴ 2 、利用星球表面的重力加速度求其质量 ∴ 在星球表面： 1 、“同步”的含义　 在地球的上空相对地球静止，与地球自转同步． 2 、同步卫星的用途： 　主要用于通信，转播电视、电话等信号 赤道轨道 极地轨道 倾斜轨道 同步轨道 自转轴 F 引 M m r 卫星中的失重 支持力 F 卫星 对整个卫星，有： 对卫星中的物体 m ，有： 　　在天体运动中，将两颗彼此距离较近的恒星称为双星。它们围绕两球连线上的某一点作圆周运动。由于两星间的引力而使它们在运动中的距离保持不变。已知两星球心间相距 L ，质量分别为 M 1 和 M 2 ，求它们的角速度。 例：双星运动 解答 引力常量的测定 — 卡文迪许 扭秤 实验 两次放大及等效的思想 ： 扭秤装置把微小力转变成力矩来反映（一次放大），扭转角度（微小形变）通过光标的移动来反映（二次放大），从而确定物体间的万有引力。 G=6.67×10 -11 N•m 2 /kg 2 引力常量的测定使万有引力定律有了实际的意义 引力常数的普适性成为万有引力定律正确性的见证 卡文迪许在室外用望远镜观测扭秤 是自然界少数几个最重要的物理常数之一 静止在地球表面上的物体： G=F N 由于随地球自转的向心加速度很小，在地球表面的物体， F 万 ≈ F N ， 则 F 万 ≈ G 思考：随着地球自转加快 , 地面上的物体会不会飞起来 ? 在南北极 F 万 — F N =0 在赤道 F 万 — F N = m T 2 4π 2 R T 2 4π 2 R a n = = 0.034 m/s 2 1. 重力是万有引力的一个分力，重力与万有引力无论大小还是方向都相差不多 , 不考虑地球自转 , 万有引力等于重力 . 2. 随着纬度而升高，重力加速度逐渐增大 ﹡ 万有引力与重力 F G F 向 F 万 G F 万 G F 向 r mg= 9.78 m G M m/ R 2 = 9.81 m 结论： 资料 2 比较赤道上的某一点、近地卫星、同步卫星的T、 ω 、v、 a 向 用学过的知识解释上述结果。 问题 4 ：如何发射同步卫星？ 6 经典力学 的局限性 经典力学的适用范围 — 低速运动 阅读教材，回答 为什么说经典力学只适用低速运动？ 如何区分高速、低速？ 物体接近光速运动遵从的规律称之为什么理论？ 牛顿时空观与爱因斯坦时空观的比较？ 长度收缩与运动速度的关系 在现代高能物理研究常用的粒子加速器中，粒子可以被加速到 0 ． 9998c 的高速，从表 6-2 中还可以看出，这时从加速器中高速运动的粒子的角度观测，原长 1m 的管道，沿它运动方向测量仅有约 2cm 了。 高能加速器实验验证了相对论时空观的正确性 经典力学的适用范围 — 宏观世界 19 世纪末和 20 世纪初，物理学研究深入到微观世界，发现电子、质子等微观粒子既具有粒子性，又具有波动性，这不能用经典力学来解释。 1924 年，德国物理学家德布罗意大胆地提出，所有的实物都具有波动性，人们把它称为物质波，也叫德布罗意波。 20 世纪 20 年代，量子力学理论可准确描述微观粒子的运动规律，并在现代科学技术中发挥着重要作用。 经典力学的适用范围 — 低速运动、宏观世界 阅读教材，回答 什么事实说明经典力学只适用于弱引力？ 水星轨道的进动 对于宇宙中的有一些天体，如白矮星密度10 8 ～ 10 10 kg/m 3 ，中子星密度10 16 ～ 10 19 kg/m 3 （太阳密度1.4 × 10 3 kg/m 3 ，地球密度5.5 × 10 3 kg/m 3 ，月球密度3.3 × 10 3 kg/m 3 ）其表面的引力比常见的要强得多，牛顿的引力理论就不再适用了。 20 世纪初观测到太阳引力场引起的光 线弯曲。由于太阳引力场的作用，我们有可能看到太阳后面的恒星 . 但是平时的明亮天空使我们无法观星，所以最好的时机是发生日全食的时候。 1919 年 5 月 29 日恰好有一次日全食，两支英国考察队分赴几内亚湾和巴西进行观测，其结果完全证实了爱因斯坦的预言。这是广义相对论的最早的验证 。 相对论和量子力学都没有否定过去的科学 当物体的运动速度远小于光速 c 时，相对论物理学与经典物理学的结论没有区别 当普朗克常量可以忽略时，量子力学与经典力学的结论没有区别 历史上的科学成就不会被新的科学成就所否定，而是作为某些条件之下的局部情形，被包括在新的科学成就之中。 A 、地球绕太阳运行的周期 T 地 及地球距离太阳中心 的距离 R 地日。 B 、月球绕地球运行的周期 T 月 及月球离地球中心的 距离 R 月地。 C 、人造地球卫星在地面附近绕行时的速度 v 和运行 周期 T 卫。 D 、若不考虑地球的自转，已知地球的半径及重力 加速度 g 。 小试一把 1. 下列哪组数据，可以计算出地球的质量 M ( ) 假设地球为密度均匀的球体，若保持密度不变，而将半径缩小原来的一半，那么地面上的物体所受的重力将变为原来的（ ） A.2 倍 B. C.4 倍 D. 小试一把 高空遥感探测卫星在距地球表面高为 h 处绕 地球转动，如果地球质量为 M ，地球半径为 R ，人造卫星质量为 m ，万有引力常量为 G ， 试求： （ 1 ）人造卫星的线速度多大？ （ 2 ）人造卫星绕地球转动的周期是多少？ （ 3 ）人造卫星的向心加速度多大？ 大试一把 小结本课： （当卫星在天体表面做近地飞行呢？） （ 1 ）某星体 m 围绕中心天体 M 做圆周运动的周期为 T ，半径为 r （ 3 ） 中心天体密度 （ 2 ）已知中心天体的半径 R 和表面 g GM=gR 2 黄金代换式 一颗小行星绕太阳做匀速圆周运动的半径是地球公转半径的 4 倍，则这颗小行星运转的周期是 ( ) A ． 4 年 B ． 6 年 C ． 8 年 D ． 年 小试一把 大试一把 已知地球半径是月球半径的 3.7 倍，地球质量是月球质量的 81 倍，试求月球表面的重力加速度是多少？ 一个举重运动员在地面上能举起质量为 m 的物体，如果他到月球表面，能举起质量是多少的物体？ 机械能守恒定律学业考试复习 F L F 　　 例： 一质量 m 的物体放在光滑的水平面，某人用 F=10N 的拉力水平向右拉物体，使物体从静止开始运动位移 L ＝ 3m ，求力 F 做了多少功？ 解： Ｗ = ＦＬ = 10 x ３ J =30J l F F F α F α F α W 1 = F 1 l = F COS α l W 2 = 0 W = W 1 + W 2 W = F l COS α F 2 F 1 α 是力的方向与位移方向的夹角 1 、定义： W = F l cosα 力对物体所做的功，等于 力 的大小、 位移 的大小、力与位移 夹角余弦 这三者的 乘积 二、功 3 、单位 国际单位： 焦耳 （焦） 单位符号： J 2 、公式 恒力 4 、 矢量性 : 标量 5 、物理意义 : 描述物体的 运动过程 的物理量 , 是力在空间上的 积累 效果。 三、正功和负功 1 、当 α=0 时， COS α=1 ， W =FS 2 、当 α=90 时， COS α=0 ， W =0 说明力对物体 没做功 3 、当 α<90 时， COS α>0 ， W>0 说明力对物体做 正功 。 力的效果是促进物体的运动，是 动力 4 、 当 90<α≤ 180 时， COS α<0 ， W <0 说明力对物体做 负功 。 力的效果是阻碍了物体运动，是 阻力 一个力对物体做负功，也可说成物体 克服 这个力做了功 四。辨认力的方向与位移方向的夹角 α F S 甲 答案： α α F S 乙 答案： π- α α F S 丙 答案： α α F S 丁 答案： π- α 技巧：寻找 “ 夹角 α ” 可以将力的方向向位移方向旋转，当力的方向与位移方向相同时，力的方向所转过的角度就是力与位移方向的夹角。 (1) 、分别求出每个力所做的功，然后求出所有功的代数和。即： W 总 =W 1 +W 2 +……+W n (2) 、先求出物体所受的合力，然后再求出合力的功 即： W 总 =F 合 Scosα 求力对物体所做的总功有 两种 方法 ： 五、求总功 课堂练习： 1 、关于功的论述，下列说法中正确的是 ( ) A 、大力做的功多。 B 、 +5J 的功比 - 5J 的功多 C 、物体加速运动时的功比减速运动时的功多。 D 、 +10J 的功比 +5J 的功多。 D 2 、人造卫星在半径为 1.0×10 7 m 的圆形轨道上受到地球的引力是 4.0 × 10 4 N ，卫星每绕地球运动一周，地球引力对卫星做多少功？ 答：地球引力对卫星做的功为零。 3. 质量为 m 的物体 , 沿水平面滑动了 L , 则各力作功 的情况正确的说法是 ( ) A. 重力做正功，支持力做负功 B. 重力做负功，支持力做正功 C. 重力和支持力都做正功，大小为 D. 重力和支持力对物体都不做功 D 4. 用与水平面成 α 角斜向上的拉力拉着质 量为 m 的物体在水平面上运动，第一次在光滑水 平面上，做匀加速直线运动，位移为 x ，做功 w 1 ； 第二次在粗糙回平面上，做匀速直线运动，位移 为 x ，作功 w 2 ，则 ( ) A. w 1 > w 2 B. w 1 < w 2 C. w 1 = w 2 D. 无法确定 C 5. 用起重机将质量为 ｍ 的物体匀速地吊起一段距离，作用在物体上的各力做功情况是（ ） A. 重力做正功，拉力做负功，合力做功为零 B. 重力做负功，拉力做正功，合力做正功 C. 重力做负功，拉力做正功，合力做功为零 D. 重力不做功，拉力做正功，合力做正功 C 6. 下列说法正确的是： （ ） (A) 一对摩擦力做的总功，有可能是一负值，有可能 是零； (B) 物体在合外力作用下做变速运动，动能一定变化； (C) 当作用力作正功时，反作用力一定做负功； (D) 当作用力不作功时，反作用力一定也不作功； (E) 合外力对物体做功等于零，物体一定是做匀速直 线运动 . A 功 率 1 、求平均功率 2 、求瞬时功率 平均功率和瞬时功率 P = F v cos α 关于功率，下列说法中正确的是（　 ） A 、功率是说明做功多少的物理量 B 、功率是说明力做功快慢的物理量 C 、做功时间越长，功率一定小 D 、力做功越多，功率一定大 B 关于功率的公式 P=w/t 和 P=Fv 的说法正确的是： [ ] (A) 由 P=w/t 知，只要知道 W 和 t 就可以求任意时刻的功率 (B) 由 P=Fv 知，只能求某一时刻的功率 (C) 从 P=Fv 知，汽车的功率和速度成正比 (D) 从 P=Fv 知，当汽车发动机功率一定时，牵引力和速度成反比 D 1 、质量 m =3 kg 的物体，在水平力 F =6 Ｎ的作用下，在光滑水平面上从静止开始运动，运动时间 t =3 s ，求： （ 1 ）力 F 在 t =3 s 内对物体所做的功。 （ 2 ）力 F 在 t =3 s 内对物体所做功的平均功率。 （ 3 ）在 3 s 末力 F 对物体做功的瞬时功率 （ 1 ） 54 J （ 2 ） 18 W （ 3 ） 36 W 质量为 m 、额定功率为 P 的汽车在平直公路上行驶。若汽车行驶时所受阻力大小不变，并以额定功率行驶，汽车最大速度为 ，当汽车以速率行驶时 ，它的加速度是多少？ 一 . 重力做功 重力做功 只跟它的起点和终点的位置 （高度差） 有关 ， 与物体运动的路径无关 。 即： W G = mg h 练习： 1. 将一个物体由 A 移至 B ，重力做功（ ） A. 与运动过程中是否存在阻力有关 B. 与物体沿直线或曲线运动有关 C. 与物体加速，减速或匀速运动有关 D. 与物体初，末位置高度差有关 2. 一小球以 V 0 向上竖直抛出，求小球落回手中过程重力做功。 二 . 重力势能 我们把物理量 mgh 叫做物体的重力势能 ． Ep=mgh 当物体受到的重力做 正功 时，物体重力势能 减少 ； 当物体 克服重力做功 时，物体重力势能 增加 ； 重力势能的变化量和重力做功之间的关系： 互为相反数 重力势能的相对性 类型二 重力势能的理解及计算 例 2 质量为 20 kg 的薄铁板平放在二楼的地面上，二楼地面与楼外地面的高度差为 5 m. 这块铁板相对二楼地面的重力势能为 _____J ，相对楼外地面的重力势能为 ______J ；将铁板提高 1 m ，若以二楼地面为参考平面，则铁板的重力势能变化了 ______J ；若以楼外地面为参考平面，则铁板的重力势能变化了 ______J （ g 取 10 m/s 2 ） . 动能和动能定理 一：动能 1. 定义：物体由于运动而具有的能叫做动能 . 2. 表达式： 3. 物体的动能等于物体的质量与物体速度 的二次方的乘积的一半． 4. 物理意义：描述物体运动状态的物理量， 动能是标量，且恒为正值，具有瞬时性 5. 单位：焦耳 ( J ) 二、动能定理 内容：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。 末状态动能 初状态动能 合外力做的总功 动能变化 训练 1 、一人用 100N 的力把质量为 2Kg 的足球以 10m/s 的速度踢出 , 水平飞出 10 米 , 则此人对球做功（ ） A.1000J B.10J C.100J D. 无法确定 答案： C 训练 2 、质量为 0.02kg 的子弹 600m/s 的速度垂直的射穿一块厚度为 10cm 的固定木板，已知子弹穿过木板后的速度为 400m/s ， 求木板对子弹的阻力做的功？ 答案： -2000J 一学生用 100N 的力将静止于地面的质量为 0.5kg 的球以 8m/s 的初速度沿水平方向踢出 20m 远，则该学生对球做的功是（　　　） A. 200 J B. 16 J C. 1000 J D. 无法确定 化学能 动能 做功 传递能量 质量 10kg的物体放在 粗糙 的水平面上， μ =0.1将F=50N的水平恒力作用在该物体上，使物体由静止开始做匀加速直线运动，运动了S=40m时物体的动能是多少？（g= 10m/s 2 ） 物体所受的合力为 F 合 =F-F f =F- μ mg=40N 此时物体的动能为 W F = F 合 S = E K -0 =1.6×10 3 J 或 FS-F f S =E K -0 =1.6×10 3 J 常规题（匀变速直线运动） 一质量为 1 kg 的物体被人用手由静止向上匀加速提升 1 m ，这时物体的速度 2 m/s, （ g=10m/s 2 ） 问 ① 物体克服重力做功为多少？ ② 合外力对物体做功为多少？ ③ 人手对物体做功为多少？ 常规题（匀变速直线运动）　　 　 子弹问题 以速度 v 水平飞行的子弹先后穿透两块由同种材料制成的木板，木板对子弹的平均作用力相等，若子弹穿透两块木板后的速度分别为 0.8 v 和 0.6 v , 则两块木板的厚度之比为 ________? v t 求解曲线运动问题 从高为 5m 处以水平速度 8m/s 抛出一质量为 0.2kg 的皮球 , 皮球落地速度为 12m/s, 求此过程中皮球克服空气阻力做的功 ?(g=10m/s 2 ) h=5m v o 多过程问题 　 直线运动 铁球 1m 高处掉入沙坑 , 则已知铁球在下陷过程中受到沙子的平均阻力为铁球重力的 20 倍 , 则铁球在沙中下陷深度为多少 m? H h 多过程问题 　 直线运动 用拉力F使一个质量为m的木箱由静止开始在水平面上运动S后撤掉F,拉力F跟木箱前进方向成 θ 角,木箱与水平面间的摩擦系数为 μ ,求撤掉F后木箱滑行的距离L？ F 1 v 0 v =0 S L=? 例 1 、 下列关于运动物体所受的合外力、合外力做功和动能变化的关系，正确的是 [ ] A ．如果物体所受的合外力为零，那么，合外力对 物体做的功一定为零 B ．如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一 定为零 C ．物体在合外力作用下作变速运动，动能一定变 化 D ．物体的动能不变，所受的合外力必定为零 A 例 2 、 一质量为 1kg 的物体被人用手由静止向上提升 1m ，这时物体的速度 2 m/s ，则下列说法正确的是 [ ] A ．手对物体做功 12J B ．合外力对物体做功 12J C ．合外力对物体做功 2J D ．物体克服重力做功 10 J V=2m/s h=1m F F mg A C D 例 3 ． 如右图所示，水平传送带保持 1m/s 的速度运动。一质量为 1kg 的物体与传送带间的动摩擦因数为 0.2 。现将该物体无初速地放到传送带上的 A 点，然后运动到了距 A 点 1m 的 B 点，则皮带对该物体做的功为 （    ） A. 0.5J   B. 2J     C. 2.5J   D. 5J     A A B 例 4 ．如图示，光滑水平桌面上开一个小孔，穿一根细绳，绳一端系一个小球，另一端用力 F 向下拉，维持小球在水平面上做半径为 r 的匀速圆周运动．现缓缓地增大拉力，使圆周半径逐渐减小．当拉力变为 8F 时，小球运动半径变为 r/2 ，则在此过程中拉力对小球所做的功是： [ ] A ． 0 B ． 7Fr/2 C ． 4Fr D ． 3Fr/2 D 例 5 ．某人在高 h 处抛出一个质量为 m 的物体．不计空气阻力，物体落地时的速度为 v ，这人对物体所做的功为： [ ] A ． mgh B ． mv 2 /2 C ． mgh+mv 2 /2 D ． mv 2 /2- mgh D 例 6 ． 如图所示，一木块放在光滑水平面上，一子弹水平射入木块中，射入深度为 d ，平均阻力为 f ．设木块离原点 S 远时开始匀速前进，下列判断正确的是 [ ] A ．功 fs 量度子弹损失的动能 B ．功 f （ s ＋ d ）量度子弹损失的动能 C ．功 fd 量度子弹损失的动能 D ．功 fd 量度子弹、木块系统总机械能的损失 B D S d 例 7 、某物体在沿斜面向上的拉力 F 作用下，从光滑斜面的底端运动到顶端，它的动能增加了△ E K ，势能增加了△ E P . 则下列说法中正确的是 ( ) (A) 拉力 F 做的功等于△ E K ； (B) 物体克服重力做的功等于△ E P ； (C) 合外力对物体做的功等于△ E K ； (D) 拉力 F 做的功等于△ E K +△E P B C D F 练习 ．质量为 m 的物体从距地面 h 高处由静止开始以加速度 a=g/3 竖直下落到地面．在这个过程中 [ ] A ．物体的动能增加 mgh/3 B ．物体的重力势能减少 mgh/3 C ．物体的机械能减少 2mgh/3 D ．物体的机械能保持不变 A C 如下图所示，一个质量为 m 的小球从 A 点由静止开始滑到 B 点，并从 B 点抛出，若在从 A 到 B 的过程中，机械能损失为 E ，小球自 B 点抛出的水平分速度为 v ，则小球抛出后到达最高点时与 A 点的竖直距离是 。 A B v C h v 2 /2g+E/mg 一、机械能 1 、 概 念 ： 动能、重力势能和弹性势能的统称。 总机械能为动能和势能之和。 2 、表达式： 3 、机械能是标量，具有相对性 ： 先选取参考平面和参考系才能确定 机械能。（一般选地面为参考系） 例一： 物体质量 m=2kg 在距地面 10m 高处，以 10m/s 的水平速度飞行，求它的总机械能为多少？ 三、机械能守恒定律 　　 在 只有重力做功或弹力做功 的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变 。 1 、内容 ： 表达式 从离地面高 20 米处以 10m/s 的初速度水平抛出一个质量为 1Kg 的铁球，铁球下落过程中在离地 5m 高处时的速度是多大？（不考虑空气阻力） 解：以 地面为参考平面 。 v 0 h 1 h 2 例 1 ：以 10m/s 的速度将质量为 m 的物体竖直向上抛出。若忽略空气阻力，求（ 1 ）物体上升的最大高度（ 2 ）上升过程中何处重力势能和动能相等？ （ 1 ） 5m (2) 2.5m 例 2 ：如图所示，半径为 R 的半圆槽木块固定在水平地面上，质量为 m 的小球以某速度从 A 点无摩擦地滚上半圆槽，小球通过最高点 B 后落到水平地面上的 C 点，已知 AC=AB=2R 。　　　 求：①小球在 B 点时的速度？ 　　②小球对 B 点的压力 ③小球在 A 点时的速度大小为多少？ 2 、如图所示，桌面离地高为 h ，质量为 m 的小球从离桌面高 H 处自由下落，不计空气阻力，假设桌面为零势能的参考平面，则小球落地前瞬间的机械能为 　 A ． mgh   　 B ． mgH 　 C ． mg(h+H) D ． mg(H-h) （ B ）