高中物理必修2粤教《第四章机械能和能源本章复习与检测》17PPT课件 一等奖

(2)系统性 重力是地球与物体相互吸引而产生的，如果没有地球对物体的 吸引，就不会有重力，也不存在重力势能，所以重力势能是这 个系统共同具有的，平时所说的“物体”的重力势能只是一种 简化的说法． (3)重力势能是标量 物体的重力势能为负值表示物体的重力势能比在参考平面上时 具有的重力势能要少，这跟用正负表示温度高低是相似的．
复习课件
高中物理第四章机械能和能源第二节动能势能课件粤教版必修2
2021/4/17
高中物理第四章机械能和能源第二节动能势能课件粤教版 必修2
第四章 机械能和能源
第二节 动能 势能
第四章 机械能和能源
1.理解动能的概念，知道它是标量，会用动能的表达式进行 相关分析和计算． 2.理解重力势能的概念，知道重力势能具有 相对性，会用重力势能的表达式进行相关分析和计算，掌握重力 做功的特点及与重力势能变化间的关系． 3.了解弹性势能的概 念，知道弹性势能的大小与哪些因素有关．
3．因为物体一旦处于一定高度时，就具有了一定的能量，而当 它从高处落下时，这些能量就会以做功的方式释放出来．这种 能量的大小与哪些因素有关呢？ 提示：质量，高度．
四、弹性势能 1.定义：发生形变的物体，在恢复原状时都能够___对__外__界__做__功___， 因而具有能量．
2.弹性势能的大小 弹性势能跟___形__变_____的大小有关系，例如弹簧的弹性势能跟 弹 簧 被 拉 伸 或 压 缩 的 ____长__度____ 有 关 ； 被 拉 伸 或 压 缩 的 ___长__度_____越大，弹簧的弹性势能就越大． 3.势能：与相互作用物体的___相__对__位__置_____有关的能量都叫做势 能．
4.重力势能的相对性 (1)参考平面：重力势能为__零___的水平面．实际问题中，应视研 究问题的方便选定参考平面．

外力对物体所做的总功
W=W1＋W2=1500J。
（另解：先求合力，再求总功）
四：合力的功——有两种方法： （1）先求出合力，然后求总功，表达式为
W F S cos
（为合力与位移方向的夹角） （2）合力的功等于各分力所做功的代数和，即
W W1 W 2
二.变力做功
对于变力做功不能依定义式 W Fscos
直接求解，但可依物理规律通过技巧的转化间接求解。
1.可用（微元法）无限分小法来求, 过程无限分小后， 可认为每小段是恒力做功。 2.平均力法：
若变力大小随位移是线性变化，且方向不变时，可 将变力的平均值求出后用公式
W Fs cos F1 F2 s cos
2
计算。如弹簧的弹力做功就可以用此法计算。
W=F1·X=FXCOS·α α是力的方向与位移方向的夹角,功的单位：焦耳（牛*米）
思考：1J的物理意义是： 1J=1N×1m=1N ·m
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？ F
F
L
解：Ｗ=ＦＬ=10x３J=30J
练习4. 如图所示，物体受到二 个水平恒力F1 和 F2相 作用，F1和F2互垂直，物体沿光滑水平面从A点运动到 B点的过程中，位移为S，AB连线与F1间的夹角为， 则下面关于外力做的功的表达式一定正确的是：
（ C）
(A) F 2 F 2 s
F2
1
2
B
(B) (F1+F2) S
(C) F1Scos + F2Ssin (D) F1Ssin + F2Scos
人对小桶没有做

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的含义，能正确判断正功和负功，会计算总功．
一、怎样才算做了功
1.功的概念 一个物体受到__力__的作用，并使物体在___力__的__方__向___上发生一 段__位__移____，就说这个力对物体做了机械功，简称功． 2.做功的两个要素 _力____和在力的方向上发生的___位__移_____，是做功的两个要素．
π2<α≤π
做功情况
cos α>0，W>0，即力 F 对物体做
正功
cos α<0，W<0，即力 F 对物体做
负功或物体克服力 F 做功
2.几个力的总功 由于功是标量，所以当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__力对这个物体所做的 功．
则此力就对物体做了功．
(2)做功的两个必要因素：①做功的力；②物体在力的方向上的位
移．力对物体是否做了功，只与这两个因素有关，并且功的大小
等于力与物体在力的方向上的位移的乘积，而与其他因素，诸如
物体运动的快慢、运动的性质、接触面是否光滑、物体质量的大
小、是否受其他力的作用等均无关．
2.对公式 W＝Fscos α的理解
(3)滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体做正功． ①在甲图中，如果平板车不固定，且地面光滑，在物块 A 滑上 平板车 B 的过程中，物块对平板车的滑动摩擦力的方向与平板 车运动的方向相同，滑动摩擦力对平板车 B 做正功． ②在乙图中，如果物块 C 随传送带一起匀速向上运动，物块 C 所受的静摩擦力的方向与物块的位移方向一致，静摩擦力对物 块 C 做正功．
看看远处，要保护好眼睛哦~站起来动一动 对身体不好哦~

增量的负值，即 WG＝－ΔEp. (3)弹簧的弹力做的功等于弹性势能增量的负值，即 W 弹＝－
ΔEp. (4)除系统内的重力和弹簧的弹力外，其他力做的总功等于系
统机械能的增量，即 W 其他＝ΔE.
2．能量转化和守恒定律 (1)利用能量观点解题应注意：某种形式的能量减少，一定存 在另一种形式的能量增加且减少量和增加量相等．某个物体的能 量减少，一定存在另一物体的能量增加，且减少量和增加量相等． (2)利用能量观点解题的步骤： ①确定研究对象，分析在研究过程中有多少种形式的能量在 发生变化． ②明确哪些能量在增加，哪些能量在减少． ③减少的总能量一定等于增加的总能量，据此列出方程 ΔE 减 ＝ΔE 增求解．
【例 3】 在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强 项．质量为 m 的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运 动，设水对他的阻力大小恒为 F，那么在他减速下降高度为 h 的 过程中，下列说法正确的是(g 为当地的重力加速度)( )
A．他的动能减少了 Fh B．他的重力势能减少了 mgh C．他的机械能减少了 Fh D．他的机械能减少了(F－mg)h
题眼直击：将对能量的求解转化为相应力的功的求解． 解题流程：
答案：BC
专题 4 功能关系的理解与应用 1．功能关系 做功的过程就是能量的转化过程，做了多少功，就有多少能
量发生了转化，功是能量转化的量度，在力学中，功能关系的主
要形式有下列几种：
(1)合外力的功等于物体动能的增量．即 W 合＝ΔEk. (2)重力做功，重力势能减少：克服重力做功，重力势能增加， 由于“增量”是末态量减去初态量，所以重力的功等于重力势能
1．公式：W＝ΔEk＝12mv22－12mv21. 2．W 是合外力对物体做的功可以求物体所受的各力对物体 做功的代数和．

mgR-W= 1 mv2,根据圆周运动知识得最低点时,a= v2 ,故 a= 2(mgR W ) ,选项
2
R
mR
A 正确,B 错误;最低点时重力和支持力的合力充当向心力,由牛顿第二定律得
N-mg=ma,得 N= 3mgR 2W ,选项 C 正确,D 错误. R
︱高中总复习︱一轮·物理
反思总结 应用动能定理的注意事项 (1)动能定理往往用于单个物体的运动过程,由于不涉及加速度及时间,比动力 学研究方法要简便. (2)应用动能定理时,必须明确各力做功的正、负.当一个力做负功时,可设物 体克服该力做功为W,将该力做功表达为-W,也可以直接用字母W表示该力 做功,使其字母本身含有负号.
解析:(1)当推力F最大时,加速度最大. 由牛顿第二定律有,F-μmg=ma,得a=10 m/s2. (2)由图像可知F随x变化的函数方程为F=80-20x, 速度最大时,合力为零,即F=μmg,所以x=2.5 m. (3)位移最大时,末速度一定为 0,由动能定理可得 WF-μmgs=0,由图像可知力 F 做的功为 WF= 1 Fx0=160 J,
考点三 应用动能定理解决多过程问题
利用动能定理求解多过程问题的基本思路 (1)弄清物体的运动由哪些过程组成. (2)分析每个过程中物体的受力情况. (3)各个力做功有何特点,对动能的变化有无影响. (4)从总体上把握全过程,表达出总功,找出初、末状态的动能. (5)对所研究的全过程运用动能定理列方程.
︱高中总复习︱一轮·物理
第2课时 动能 动能定理
︱高中总复习︱一轮·物理
【备考建议】 1.明确动能定义,动能定理的内容.2.能解决动能定理与图像结 合、多过程运动等实际问题.
︱高中总复习︱一轮·物理

例2
某兴趣小组设计了如图 1ห้องสมุดไป่ตู้示的玩具轨道，其中“2008”
四个等高数字用内壁光滑的薄壁细圆管弯成，固定在竖直平面 底端与水平地面相切 .弹射装置将一个小物体 (可视为质点 )以va ＝5 m/s的水平初速度由 a点弹出，从b点进入轨道，依次经过
内( 所有数字均由圆或半圆组成，圆半径比细管的内径大得多 )，
重力、摩擦力做功明确，初速度va已知，可根据动能定理求
P点速度，其他问题便可迎刃而解.
设小物体运动到p点时的速度大小为v，对小物体由a运动到p 过程应用动能定理得： 1 2 1 2 －μmgL－2mgR＝2mv －2mva ①
从p点抛出后做平抛运动，由平抛运动规律可得：
1 2 2R＝2gt ②
x＝vt ③
1 2 ①动能：Ek＝2mv 机械能②重力势能：Ep＝mghh为物体相对参考平面的高度 ③弹性势能：与劲度系数和形变量有关
重力做功与重力势能的变化：WG＝Ep1－Ep2 弹簧弹力做功与弹性势能的变化：W弹＝Ep1－Ep2 功能关系 合力做功与物体的动能的关系——动能定理： W＝Ek2－Ek1
分类突破
整合·释疑·点拨
一、功和功率的计算
1.功的计算：
(1)恒力的功可根据W＝Fscos α计算. (2)根据W＝Pt计算功率不变时一段时间内的功. (3)利用动能定理 W＝ ΔEk计算总功或某个力的功，特别是变 力的功. (4)根据“功是能量转化的量度”求解某个力的功.
2.功率的计算：
W (1)公式P＝ 求出的是恒定功率或t时间内的平均功率. t
第四章——
章末整合提升
1 网络构建
客观·简明·了然
整合·释疑·点拨

功是标量，故正功一定大于负功，这种说法对吗？ 【答案】这种说法是错误的．功的正负只表示力是促进物 体运动还是阻碍物体运动，即功的正负表示力的作用效果，既 不表示大小，也不表示方向，如－10 J的功值大于5 J的功值．
正确理解功及正、负功的含义
1．功是过程量 功是力在空间上的积累，所以功是一个过程量，在计算功 时，一定要明确是哪一个力在哪一段位移上对物体做了功． 2．决定做功多少的因素 力对物体所做的功等于力与物体在力的方向上发生的位移 的乘积，与物体是否受到其他力的作用及物体的运动状态无 关．
特别提醒：当物体受多个力作用时，每一个力都可能对物 体做功，其中的某一个力对物体做功的正负由该力的方向与物 体的位移方向之间的夹角决定，与其他力的大小及做功情况无 关．
例1 如图所示，质量m＝2 kg 的物体静止在水平地 面上，受到与水平面成θ＝37°，大小F＝10 N 的拉力作用， 物体移动了s＝2 m，物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.3，g取10 m/s2，求：
一、怎样才算做了功
1．功的概念 一个物体受到___力___的作用，并使物体在_力__的__方__向_上发生 了一段__位__移____，就说这个力对物体做了机械功，简称功． 2．做功的两个不可缺少的因素__力____和物体_在__力__的__方__ _向__上__发__生__的__位__移___是做功的两个不可缺少的因素．
2．功的计算公式适用条件 公式W＝Fscos α只适用于求___恒__力_所做的功． 3．功的单位 在国际单位制中，功的单位是焦耳，符号是J. 焦耳的定义：1 J等于____1_N_的力使物体在力的方向上发生 ____1__m的位移时所做的功． 即1 J＝___1_N__×__1_m__＝__1_N__·_m____.

机械能 W 外＝E2－
变化
E1
一对滑动摩擦 力做的总功
内能增加
fs 相对＝Q
功与能是两个不同的概念，功是力在空间上的积累， 做功需要一个过程．能反映了物体对外做功的本领．两者有本 质的区别，且功与能不能相互转化，但物体的能量转化是通过 做功来实现的．
如图，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与 地面垂直．一小物块以速度 v 从轨道下端滑入轨道，并从轨道 上端水平飞出，小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有 关，此距离最大时对应的轨道半径为(重力加速度大小为 g)( )
[答案] B
1.如图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构 图，图中①和②为楔块，③和④为垫板，楔块与弹簧盒、垫板 间均有摩擦，在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中( )
A．缓冲器的机械能守恒 B．摩擦力做功消耗机械能 C．垫板的动能全部转化为内能 D．弹簧的弹性势能全部转化为动能
解析：选 B.由于车厢相互撞击弹簧压缩的过程中存在克服摩擦 力做功，所以缓冲器的机械能减少，选项 A 错误、B 正确；弹 簧压缩的过程中，垫板的动能转化为内能和弹簧的弹性势能， 选项 C、D 错误．
重力势能减少 重力势能增加 弹性势能减少 弹性势能增加
重力势 WG＝Ep1－
能变化
Ep2
弹性势 W 弹＝Ep1－
能变化
Ep2
功
合力 做功
正功 负功
能的变化
表达式
动能
增加 动能 减少
动能 W 合＝Ek2－
变化
Ek1
功
能的变化
表达式
除重力(或系统 正功 内弹力)外其他
负功 力做功
机械能增加 机械能减少
方法技巧——摩擦力做功与机械能的变化 1．摩擦力做功特点 (1)无论是静摩擦力还是滑动摩擦力，它们都可以做负功或做正 功，也可以不做功． (2)一对相互作用的静摩擦力对物体所做的总功为零；而一对相 互作用的滑动摩擦力对物体所做的总功不为零，且一定为负值．

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第四章 机械能和能源
2、一学生用力踢质量为1kg的足球，使球从静 止开始以10m/s的速度水平飞出，设人踢球时对 球的平均作用力为200N，球在水平方向上运动
了20m，则该学生对球做的功是 ( A )
A、50J B、100J C、200J D、4000J
优点1：解决瞬时力做功，而用 W=FSCOSa 无法求解。
力的大小相同位移大小也相同，则两
次力所做的功
(A )
A．两次一样大 B．第二次较大
C．第一次较大 D．无法比较
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两种特例 高中物理·必修2
第四章 机械能和能源
1.重力做功与路径无关, 仅取决于始末点的位置。
W G m g h ( h 是 始 末 两 点 的 高 度 差 ）
2.滑动摩擦力和空气阻力做的功＝力和路程的乘积。
7、等效法： W1＝W2 已知始末态的动能
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功率： P W t
第四章 机械能和能源
平均功率：
PW t
PFv
瞬时功率： PFv瞬
机动车启动的两种方式
V(m/s)
F=f
Vm
a=0
P=Pm
t/s
V(m/s)
F=f
Vm
V1
a=0 P=Pm
F>f
P=Pm
t/s
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功
第四章 机械能和能源
W GE P-1E P2 - E P
功 是
功 、 能
弹力功等于弹性 势能的变化量 W 弹EP-1E P2 -EP
能 量 变
关 系
除重力、弹力外, 其它力做功等于 机械能的变化