物理新课标人教版必修二第七章机械能守恒定律第2节功 PPT课件.ppt

常见的机械能守恒的例子：①自由落体运动
②平抛运动（抛体）
③单摆（秋千）
④沿光滑斜面自由上下滑的运动。
课堂练习
1、下列运动过程，机械能可视为守恒的是（ C ）
A、热气球缓缓升空
B、树叶从枝头飘落
C、抛出的铅球在空中运动 D、跳水运动员在水中下沉
2、下列几种运动中，物体机械能守恒的是（ BC）
A、汽车刹车时的运动
相同
不相同
mgh1
mgh2
1 2
mv12
1 2
mv12
mgh1
mgh2
mgh1
W阻
mgh2
1 2
mv22
1 2
mv22
W阻
mgh1
mgh2
问题与练习解答：
1、如图，质量为m的小球从光滑曲面上滑下。当它到达高度为h1的位置A时，速度的大 小为v1，滑到高度为h2的位置B时，速度的大小为V2。在由高度h1滑到高度h2的过程中， 重力做的功为W。 (1)根据动能定理列出方程，描述小球在A、B两点间动能的关系。 (2) 根据重力做功与重力势能的关系，把以上方程变形，以反映出小球运动过程中机 械能是守恒的。
7.8机械能守恒定律
物体能量的变化往往跟力做的功相关联
重力做功
重力势能变化 EP=mgh
弹力做功 外力做功
弹性势能变化
Ep
1 kl 2 2
动能变化
Ek
1 mv2 2
演示
一个用细线悬挂的小球从A点开始 摆动。记住它向右能够到达的最大高度。 然后用一把直尺在P点挡住悬线，看一 看这种情况下小球所能达到的最大高度。
40 49
1
2
可见EK>EP，所以列车能够冲上站台。

第七章 机械能守恒定律
知识回顾： 1.动能定理：合力所做的总功等于物体动能的变化。
2.重力做功与重力势能变化的关系：重力做的功 等于物体重力势能增量的负值。
3.弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系：弹簧弹 力做的功等于物体弹性势能增量的负值。
W弹
EP＝
1 2
KL21
1 2
KL22
机
械 1.定 义：物体由于做机械运动 能 而具有的能叫做机械能。用符号
法一：a g sin
vt2 v02 2ax
a
vt2
0 2g sin • h sin
2gh
mg
法二：由于运动过程中只有重力做功，所以机械能守恒
选物体在最高点和底端的两状态
若斜面为光滑曲面，则如何求解？
使用机械能守恒定律的优点： 只要满足守恒的条件，就可利用某两状态的机械能相
等，而不必考虑物体的整个运动过程。而牛顿运动定律必 须要研究整个运动过程的具体特点。
• 1、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。 • 2、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。 • 3、反思自我时展示了勇气，自我反思是一切思想的源泉。 • 4、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。 • 5、诚实比一切智谋更好，而且它是智谋的基本条件。 6、做老师的只要有一次向学生撒谎撒漏了底，就可能使他的全部教育成果从此为之失败。2021年11月下午12时10分21.11.312:10November 3, 2 021
所示，小球在摆动的过程中，不计阻力， 则下列说法中正确的是(BC ) A.小 球的机械能守恒 B.小球的机械能不守恒 C.小球和小车的总机械能守恒 D.小球和小车的总机械能不守恒

本题用动能定理求出阻力的功，再求阻力的 平均值。
功是力对空间的积累，用功除以位移求的是 力的空间平均值；
冲量是力对时间的积累，用冲量除以时间求 得的是力的时间平均值。
第八节 机械能守恒定律
第九节 实验：验证机械能守恒定律
O
A
B
C
D
E
hA
hB
hC
hD
hE
注意：
手不要上下运动或抖动(否则第一个点会比较大， 无法确定运动的起始位置)。拉紧纸带使重物紧 靠打点计时器，先接通电源打点再释放重锤运 动。
课本
⒋质量为m的汽车在平直公路上行使，阻力F保 特不变。当它以速度v、加速度a加速前进时， 发动机的实际功率正好等于额定功率，从此时 开始，发动机始终在额定功率下工作。 ⑴汽车的加速度和速度将如何变化？说出理由。 ⑵如果公路足够长，汽车最后的速度量多大？
说明：讨论汽车启动过程速度、加速度、功率 的变化问题。
第七节 动能 动能定理
课本
⒊质量是2g的子弹，以300m/s的速 度射入厚度是5cm的木板，射穿后 的速度是100m/s。子弹射穿木板 的过程中受到的平均阻力是多大？ 你对题目中所说的“平均”一词 有什么认识？
说明：这里的力的“平均值”是力 的空间平均值。
求功的一般方法： ⑴功的定义式：W＝Flcosα； ⑵用功率计算：W＝Pt ； ⑶用动能定理求功，特别是求变力的功。
所以求变力做功的方法是：把物 体通过各个小段所做的功加在一 起，就等于变力在整个过程中所 做的功。 例如：物体在水平地面 上沿曲线滑动，滑动摩擦力的大 小不变，利用上述方法可求克服 摩擦力所做的功W=﹣fs，其中s 为物体运动的路程。
例如：物体在水平地面上沿曲线 滑动，滑动摩擦力的大小不变， 利用上述方法可求克服摩擦力所 做的功W=﹣fs，其中s为物体运 动的路程。

如图所示，开始时绳与水平方向成60°角，当人拉着绳由A点沿水平方向
运动s=2 m而到达B点时，绳与水平方向成30°角，求人对绳的拉力做了
多少功？（不计摩擦，g取10m/s2）
解：人对绳的拉力所做的功与绳对物体的拉力所做的功相等， 设人手到定滑轮的竖直距离为h，
物体上升的高度等于滑轮右侧绳子增加的长度，即Δh=
题7［2019·河南周口中英文学校高一检测］用水平恒力F作用于质量为m的物体，使之在光滑的水平面
上沿力的方向移动距离l，恒力F做功为W1；再用该恒力作用在质量为2m的物体上，使之在粗糙的水平 面上移动同样的距离l，恒力F做功为W2。则两次恒力做功的关系是（ C ）
A. W1>W2
B. W1<W2 C. W1=W2
题组二 是否做功及做功正负的判断
题3［多选］如图7-2-1所示，质量为m的物体置于倾角为θ 的斜面上，物体与斜
面间的动摩擦因数为μ，在外力作用下，斜面体以加速度a沿水平方向向左做匀加
速运动，运动中物体与斜面体相对静止。则关于物体，下列说法中正确的是（ ABC
）
A.支持力一定做正功
B.重力一定不做功
力F对铁钉做的功。
由于两次做功相等，则有：S1=S2（面积）
即
1 2
kx12
=
1 2
k
（x2+x1）（x2-x1），解得x2=
2x1
=1.41 cm，故Δx=x2-x1=0.41 cm。
【注意】
用算术平均值
F
=
F1
2
F2
求平均力的条件是力的大小必须随位移按线性规律变化（如
弹簧的弹力）。
题9 如图所示，摆球质量为m，悬绳的长为L，把悬绳拉到水平位置后放手。 设在摆球运动过程中空气阻力f的大小不变，求摆球从A点运动到竖直位置B 时，绳的拉力F、空气阻力f各做了多少功？

拉力做功
牵引力做功
拉力做功
功是能量转化的量度
重力势能
动能
弹性势能
高一物理必修2 第七章 机械能守恒定律
第二节 功
学习目标
1. 理解功的概念，理解做功的两个必要因素; 2. 掌握功的公式W=FLcosα并会运用其解决相关
问题,知道公式的适用范围. 3. 理解正功、负功的含义; 4. 掌握计算多个力做功的方法.
知识点一: 功
1. 定义:物体受到 力 的作用，并在 力的方向上发生 了 位移 ，这个力一定对物体做了功.
[练习] 判断以下说法正确与否. (1) 力越大, 力对物体做功一定多. (× ) (2) 位移越大, 力对物体做功就越多. ( × )
知识点一: 功
1. 定义:物体受到 力 的作用，并在力的 方向 上发生 了 位移 ，这个力一定对物体做了功.
A、在光滑的水平面上较多 B、在粗糙的水平面上较多
C、一样多
D、由小车运动所需的时间决定
三．课后练习 3．关于功的正负，下列叙述中正确的是 ( ) A．正功表示功的方向与物体运动方向相同，负功为相反 B．正功表示功大于零，负功表示功小于零 C．正功表示做功的力为动力，负功表示做功的力为阻力 D．以上说法都不对 4、质量为m的物体沿倾角为θ的斜面匀速滑下，在通过位移s的 过程中( ) A．重力对物体做功mgs B. 摩擦力对物体做正功，数值为mgssin C. 支持力对物体做功mgscos D. 重力对物体做功mgssin
解 :W W F W f 2J 4 ( 2 0 J ) 4 0 0
W 合F合 x0
知识点三: 总功
当一个物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这 几个力对物体所做的总功，等于各个力分别对物体所做 功的 代数和，也等于这几个力的合力 对物体所做的功。 即W总＝W1+W2+……Wn＝F合· L·cosα

第三十三页，编辑于星期五：十一点 二分。
本题中，施恒力F的物体是所述过程能量的总来 源．加速运动过程终结时，物体的动能、重力势能均得到
增加．除此之外，在所述过程中，因阻力的存在，还将有
内能产生，其量值为F阻h，可见Fh＞
1 2
mv2，同时，Fh＞
1 2
mv2＋mgh，的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观 过程的________．能源的利用受____________制约，所以能 源的利用是有条件的，也是有代价的．
第九页，编辑于星期五：十一点 二分。
答案：1.能量 数量上的 2．确认了永动机的不可能性 发现了各种自然现象之 间相互联系与转化 3．消灭 从一种形式转化为其他形式 从一个物体转 移到另一个物体 能量的总量保持不变 4．自动聚集起来 电能 内能 光能 内能 内能收 集起来 能量的耗散 5．方向性 这种方向性的
第十三页，编辑于星期五：十一点 二分。
(2)能量守恒定律的重要意义 ①能量守恒定律是普遍适用的．对宏观世界与微观世界、 高速运动与低速运动等都成立． ②能量守恒定律反映了自然现象的普遍联系，提醒人们 自然科学是相互联系的，相互统一的．能量守恒定律对人类 认识自然、改造自然起着重要的指导作用． ③能量的转化和守恒定律是19世纪自然科学中三大发现 之一．
第三十八页，编辑于星期五：十一点 二分。
(1)人刚到最低点B还处于下蹲状态时，两根绳中的总拉 力F为多大 ?
(2)人到达左端最高点C时，绳与竖直方向的夹角α为多 大？(用反三角函数表示)
第三十九页，编辑于星期五：十一点 二分。
解析：以人和踏板组成的系统为研究对象，它们从A到 B的过程中，受到拉力和重力的作用，但只有重力做功，所 以系统的机械能守恒，在B点，人突然由下蹲状态变成直立 状态，人的动能没有变化，但人的重力势能增加了，人做了 功．

F

v
0
v
F

150
30
0
方法：将力、位移矢量的箭尾移到同一个作用 点上。
如果F=10N,l=2m,请分别计算两种情况 下力对物体做的功。
思考：功的正负号表示什么意思呢？
α
是动力还是 阻力
判断功的正负
α＜π/2
动力 既非动力
W＞0 W=0 W＜0
α=π/2
π/2＜α≤π
也非阻力
阻力
60
练习：
7、以一定的初速度竖直向上抛出一小球，小球上升的最
大高度为h，空气阻力的大小恒为f，则从抛出至落回到 原出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为 （ ） A．零 B．-fh C．-2fh D．-4fh
析：空气阻力在全程是不是恒力？ 分段可不可以看成是恒力？ 答案：C C
例2.以一定的初速度竖直向上抛出一个小球，
7 、2 功
观 察
动能增大
重力势能增大 如果物体在力的作 用下能量发生了变 化，则这个力一定 对物体做了功。 弹性势能增大
归纳:做功的两个必要条件 （1）作用在物体上的力． 发生的位移 （2）物体在力的方向上 通过的距离
2tc
【思考】1：只要有力作用在物体上,这个力就会对 物体做功吗?
纹丝 不动!!
力对物体做正功，表明此力的效果是促进物体的运 动，是动力。
力对物体做负功，表明此力的效果是阻碍物体的运动， 是阻力。
动能减小
Kf ,zg
一个质量m=150kg的雪橇，受到与水平方向成θ＝37° 角斜向上方的拉力F=500N，在水平地面上移动的距离 l=5m。物体与地面间的滑动摩擦力F阻=100N。求外力 对物体所做的总功。 法1解：对物体受力分析如图所示， 建立沿位移方向的坐标系，把 力F分解，因此，合外力的总功 为 W＝(Fcosθ -f)L =(500×0.8-100)×5J =1500J

说 1．功是标量，没有方向
明
功的正负不是数量上的正与负，我们既不能说
“正功和负功方向相反”也不能说“正功大于负
功” ，它们仅表示相反的做功效果。
正功 说明
v F
α
FN F阻
此力
为动
G
2力．功与物体的运动状态及运动形式无关
负功 说明 此力 为阻 力
力对物体做功，只跟力的大小、位移的大小， 以及两者的夹角有关，而跟物体受力以后通过这段 位移做什么运动没有关系。
功的单位：焦耳(J) 1J = 1N·m
功
W＝F l cosα
W＝l Fcosα
F2
F
α
F1
l
W＝F lcosα
l1F
α
l
l2
课
后 练 习 1
下图表示物体在力F的作用下在水平面上发生 一段位移l ，分别计算这三种情形下力对物体 做的功。设这三种情形下力和位移的大小都相 同：F＝10N，l＝2m。角θ的大小如图所示。
练 习
匀速前进
功
F
l
当力的方向与物体运动的方向 一致时，功的定义式为
W＝F l 力F对物体做的功 力的大小 位移的大小
适用条件：F为恒力
功
F2
F
α F1
l
F
α
当力的方向与物体运动的方向成某
一夹角α时，功的定义式为 力与位移的
W＝F l cosα 方向的夹角
力F对物体做的功
位移的大小
力的大小 适用条件：F为恒力
（2） 教学方程的意义，突出概念的内涵与外延。 “含有未知数”与“等式”是方程意义的两点最重要的内涵。“含有未知数”也是方程区别于其他等式的关键特征。在第1页的两道例题里，学生陆续写出了等式，也写出了不等式；写出了不含未知数的等式，也写出了含有未知数的等式。这些都为教学方程的意义提供了鲜明的感知材料。教材首先告诉学生： 像x+50=150、2x=200这样含有未知数的等式叫做方程，让他们理解x+50=150、2x=200的共同特点是“含有未知数”，也是“等式”。这时，如果让学生对两道例题里写出的50+50=100、x+50＞100和x+50＜200不能称为方程的原因作出合理的解释，那么学生对方程是等式的理解会更深刻。教材接着安排讨论“等式和方程有什么关系”，并通过“练一练”第1题让学生先找出等式，再找出方

第七章
机械能守恒定律
功
作业 ①理解功的概念和做功的两个要素； ②会运用公式 W＝Flcosθ 计
算功，能解释相关现象；③理解正、负功的含义，知道功是标量， 目标
知道在国际单位制中，功的单位是焦耳(J)．
作业 设计
限时：40 分钟 满分：100 分
一、选择题(本题有 10 小题，每小题 6 分，共 60 分) 1．(多选题)下列四幅图片所描述的情景中，人对物体做功的是( )
答案：D
6.(多选题)如图所示，B 物体在拉力 F 的作用下向左运动，在运动的过程中， A、B 之间有相互作用的摩擦力，则对摩擦力做功的情况，下列说法中正确的是 ()
A．A、B 都克服摩擦力做功 B．摩擦力对 A 不做功 C．摩擦力对 B 做负功 D．摩擦力对 A、B 都不做功
解析：对 A、B 受力分析如图所示，物体 A 在 Ff2 作用下没有位移，故选 项 B 对．对物体 B，Ff1 与位移夹角为 180°，做负功，故选项 C 对．
答案：BC
7．如图所示，三个固定的斜面底边长度都相等，斜面倾角分别为 30°、45°、 60°，斜面的表面情况都一样．完全相同的物体(可视为质点)A、B、C 分别从三 斜面的顶部滑到底部的过程中( )
A．物体 A 克服摩擦力做的功最多 B．物体 B 克服摩擦力做的功最多 C．物体 C 克服摩擦力做的功最多 D．三物体克服摩擦力做的功一样多
功 W4＝Flcos60°＝21Fl. 答案：D
5．下列说法不正确的是( ) A．－10 J 的功大于＋5 J 的功 B．功是标量，正、负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功 C．一个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动 D．功是矢量，正、负表示方向
解析：功是标量，功的正负既不表示方向也不表示功的大小，而是表示力 对物体起动力作用 (即力对物体做功)还是力对物体起阻力作用 (即物体克服外 力做功)．选项 A、B、C 正确，D 错误．

A.小球的机械能守恒 × B.小球和弹簧组成的系统机械能守恒 √ C.小球的动能先增大后减小 √ D.弹簧弹性势能和小球重力势能的和一直减小 × E.小球动能和弹性势能的和一直增大 √ F.小球动能和重力势能的和一直减小 √
2.如图所示,桌面高为h,质量为m的小球从离桌面高H处自由落
下,不计空气阻力,假设桌面处的重力势能为零,则小球落到
守恒条件 表达式
应用机械能守恒定律解题步骤
作业
《机械能守恒定律》固学案
9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。 2021/3/172021/3/17Wednesday, March 17, 2021
10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2021/3/172021/3/172021/3/173/17/2021 2:49:41 PM 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。2021/3/172021/3/172021/3/17Mar-2117-Mar-21 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2021/3/172021/3/172021/3/17Wednesday, March 17, 2021 13、志不立，天下无可成之事。2021/3/172021/3/172021/3/172021/3/173/17/2021
滑轮间的摩擦,原来在外力作用下系统处于静止
状态。撤去外力后,A向下、B向上运动的过程中,
下列说法正确的是( )。BC
A.A的重力势能减小,动能增加，机
械能守恒
B.B的机械能不守恒 C.A、B的总机械能守恒 D.A、B的总机械能不守恒
探究三、机械能守恒定律的应用
1、表达式：