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高中物理第4章机械能和能源4动能动能定理课件教科版必修2

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高中物理教科版必修2课件：第四章 第6节 能源的开发与利用

高中物理教科版必修2课件：第四章 第6节 能源的开发与利用
可通过做功的方式实现不同形式的能量之间的转 化，也可在同一物体的不同部分或不同物体间进行转移。
(2)能量在转化与转移过程中，能量的总量保持不变。利用能 量守恒定律解题的关键是正确分析有多少种能量变化，分析时避 免出现遗漏。
1．(多选)下列关于能量守恒定律的认识正确的是
()
1 C.4mgh
1 D.2mgh
[思路点拨] 通过题图可知，拿去盖板后，最后两端液面相平。U
形管中的右侧 h 高度的液体重心降低。
[解析] 去掉右侧盖板之后，液体向左侧流动，最终两侧液面相 平，液体的重力势能减少，减少的重力势能转化为内 能。如图所示，最终状态可等效为右侧12h 的液柱移到 左侧管中，即增加的内能等于该液柱减少的重力势能，则 Q＝18mg·12h ＝116mgh，故 A 正确。
图466 解析：木块与皮带间的摩擦力 f＝μN＝μmg＝0.2×1×10 N＝2 N。 由牛顿第二定律得木块加速度 a＝mf ＝21 m/s2＝2 m/s2。
木块速度达到 4 m/s 时需发生位移 x＝2va2＝2×422 m＝4 m<6 m， 即木块在到达 B 端之前就已达到最大速度 4 m/s，后与传送 带一起匀速运动，不再发生滑动。 皮带摩擦力对物块所做的功等于物块动能的增加量，即
第6节
能源的开发与利用
1．功是能量转化的量度，不同形式的能 量之间的转化是通过做功来实现的。
2．自然界中的能量在转移和转化过程中 总量是不变的。
3．能源是指能够提供某种形式能量的物 质资源。能源与人类生活密切相关，节 约能源，恰当地利用能源，以及开发新 能源是人类解决能源问题的基本途径。
一、能量守恒定律 1．内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一
A．某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加

高中物理 第四章 机械能和能源 第6节 能源的开发与利用课件 教科版必修2

高中物理 第四章 机械能和能源 第6节 能源的开发与利用课件 教科版必修2

议一议 既然能量是守恒的,为什么还有能源危机? 答案:在能源的利用过程中,即在能量的转化过程中,能量在数量上并未减 少,但在可利用的品质上降低了,从便于利用的能源变成不便于利用的了,
所以存在能源危机.
思考判断
1.当一个物体的能量减少时,一定有其他物体的能量增多.(
2.做功越多,能量的转化也越多.( 4.煤、石油、天然气属于常规能源.( 5.电能、焦炭、氢能属于一次能源.( ) ) ) ) ) 3.物体做了多少功,就有多少能量消失.(
空气的密度为ρ ,风轮机叶片的长度为r,若风速为v0,每台风力发电机输 出电功率为P,求此过程中:
(1)单位时间内每台风力发电机获得的风能表达式;
(2)风力发电机利用风能的效率表达式. 〚思路点拨〛 (1)风能就是空气定向流动的动能.
(2)发电效率等于电功率与总功率的比值.
1 2 解析:(1)由能量守恒定律可知 m v0 =P 总 t 2 1 而 m=πr2v0tρ,解得 P 总= πr2ρ v03 . 2
(教师备用) 例2-1:如图所示,质量为m的小铁块A(A的长度可忽略)以水平速度v0从左侧 冲上质量为M、长为l置于光滑水平面C上的木板B,刚好不从木板上掉下, 已知A,B间的动摩擦因数为μ ,此时木板对地位移为s,求这一过程中:
(1)木板增加的动能;
解析:如图所示,设小铁块的位移为 x,两者共同的速度为 v.
即小铁块动能减少,减少了μmg(s+l). 1 2 1 v (3)系统机械能的减少量为ΔE 减= m 0 - (M+m)v2=μmgl. 2 2
(4)根据能量守恒定律,系统减少的机械能全部转化为内能 Q=ΔE减=μmgl. 答案:(2)μ mg(s+l) (3)μ mgl (4)μ mgl

高中物理第四章机械能和能源5机械能守恒定律课件教科版必修2.ppt

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1 2
mv
2 2
E3
1 2
mv
2 3
1 2过程：由动能定理
mgh1
-mgh2=
1 2
mv22
-0
mgh1
mgh2+：由动能定理
mgh2=
1 2
mv32
-
1 2
mv22
mgh2+
1 2
mv22
1 2
mv32
E2=E3
1 3过程：由动能定理
mgh1=
1 2
mv32
C．操作时应先放纸带，后接通电源 。 D．打点计时器应接在电压为4～6V的直流电源上 。
答案：B
2、在验证重锤自由下落过程中机械能守恒的实验中，下 列说法正确的是 [ ]
A．实验时，应先接通打点计时器，等打点稳定后再释 放纸带
B．必须用天平称量所用重锤的质量
C．为了方便，应在打下的纸带上每5个点取一个计数点 进行测量和计算
(3) 先 接 通 电 源 ， 松 开 纸 带 ， 让 重 物带着纸带自由下落，计时器就在 纸带上打下一列小点。
电火花计 时器
纸带
夹子 重物
(4)重复几次，得到3～5条纸带。
(5)在打好点的纸带中挑选“点迹清楚且第一、二两
点间距离约为2mm”的一条纸带，记下第一个点的位
置O，并在纸带上从任意点开始依次选取几个连续的
v 25m / s
小结
例3 以20m/s的速度将质量是m的物体从地面竖直向上抛出,若忽
略空气阻力, （以地面为 参考面） 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？速度多大？
⑶动能为重力势能三分之一是的速度？ 解：整个过程因为只有重力做功，所以机械能守恒。

高中物理必修2粤教《第四章机械能和能源第04节机械能守恒定律》104PPT课件 一等奖

高中物理必修2粤教《第四章机械能和能源第04节机械能守恒定律》104PPT课件 一等奖
B、B的机械能守恒 C、系统的机械能守恒，但两物体各 自的机械能都在变化
D、B机械能的减少等于A机械能的增
加
：如图所示，在一根长为L的轻杆上的B点和 末端C各固定一个质量为m的小球，杆可以在竖直
面上绕定点O转动，BC=L/3,现将杆拉到水平位置
从静止释放，
求（1）末端小球C摆到最低点时速度的大小 （2）这一过程中BC杆对C球所做的功。（杆的质 量和空
如图2所示，质量为m的a、b两球固定在轻 杆的两端，杆可绕O点在竖直面内无摩擦转动， 已知两物体距O点的距离L1＞L2，现在由图示位 置静止释放，则在a下降过程中：（C ） A．杆对a不做功； B．杆对b不做功； C．杆对a做负功； D．杆对b做负功
课堂练习
例6、一个轻弹簧固定于O点，另一端系一重物，
第七章第八节
机械能守恒定律
知识回 顾
1、本章学了哪几种能，如何定义，大小如 何计算？
2、动能定理的内容是什么？
3、重力做功与重力势能的关系是什么？
温故知新
①动能定理的内容和表达式是什么？
W合
1 2
m v22
1 2
m v12
②重力所做的功与物体重力势能的变化, 两者之间有什么关系？
WG=mgh1-mgh2
指点迷津
1、对单一物体： ①只有重力做功 ②有其余力做功，但其余力做功的代数
和为零
2、对某一系统： 只有重力和弹力做功，该系统机械能 守恒。即弹簧弹性势能，物体动能和 重力势能之和保持不变。
讨论
2、机械能守恒定律的表达式
mgh1
1 2
mv12
mgh2
1 2
mv22
（需要确定参考平面）
EK EP EA EB （对系统而言）

高中物理第四章机械能和能源5机械能守恒定律课件教科必修2

高中物理第四章机械能和能源5机械能守恒定律课件教科必修2
一、机械能是否守恒的判断
例1 下列运动的物体，机械能守恒的是( ) A.物体沿斜面匀速下滑 B.物体从高处以0.9g的加速度竖直下落 C.物体沿光滑曲面滑下 D.拉着一个物体沿光滑的斜面匀速上升
解析 物体沿斜面匀速下滑时，动能不变，重力势能减小， 所以机械能减小.物体以0.9g的加速度下落时，除重力外，其 他力的合力向上，大小为0.1mg，合力在物体下落时对物体 做负功，物体机械能不守恒.物体沿光滑曲面滑下时，只有 重力做功，机械能守恒.拉着物体沿光滑斜面上升时，拉力 对物体做功，物体机械能不守恒.综上，机械能守恒的是C项. 答案 C
二、机械能守恒定律的应用 例2 如图3所示，让摆球从图中A位置由静止开始下摆，正 好摆到最低点B位置时线被拉断.设摆线长l＝1.6 m，O点离 地高H＝5.8 m，不计线断时的机械能损失， 不计空气阻力，g取10 m/s2，求： (1)摆球刚到达B点时的速度大小；
图3
解析 摆球由A到B的过程中只有重力做功，故机械能守恒. 根据机械能守恒定律得 mg(1－sin 30°)l＝21mv2B， 则 vB＝ 2gl1－sin 30°＝ gl＝ 10×1.6 m/s＝4 m/s.
课堂要点小结
1.动能与势能的相互转化 (1)重力做功：动能⇌重力势能 (2)弹力做功：动能⇌弹性势能. 2.机械能守恒定律 (1)条件：只有重力或弹力做功. (2)三种表达式：①E1＝E2；②ΔEk＝－ΔEp；③ΔEA增＝ΔEB减. 3.机械能守恒定律的应用步骤
针对训练2 如图4所示，一固定在竖直平面内的光滑的半圆 形轨道ABC，其半径R＝0.5 m，轨道在C处与光滑的水平地 面相切，在地面上给一物块某一初速度v0，使它沿CBA运动， 且通过A点水平飞出.求水平初速度v0需满足什么条件？ (g取10 m/s2)

高中物理第四章机械能和能源2功率课件教科必修2

高中物理第四章机械能和能源2功率课件教科必修2

6、实践活动：测定人的功率 人要进行各种活动，就必须消耗能量做功，在不
同情况下消耗的功率大小是不同的 。 如何才能知道在某种运动中自己做功的功率呢？
请同学们设计一个测量方案，并进行实际测量。 设计方案时，注意以下几点：
（1）选择活动形式时，要考虑是否便于测量。 （2）需要选择哪些实验器材？测量哪些物理量？ （3）测量是否存在误差问题，如何才能较准确地测量。 （4）如何求功和功率？
究
把
P＝F v cosα
握
实 若 v表示平均 质 速度，则P 表
示平均功率
若v表示瞬时速度， 则P 表示瞬时功率
对于汽车、火车等交通工具，功 率与速度的关系式可写为：
P＝F v
发动机的
机车的瞬 时速度
实际结功率合汽车、火发车动的机运的牵动引特力点和受力
情况，你能说出式中各量的含义吗？
对于公式 P = F v
技术上常用千瓦（kW）作为功率的单位，1kW＝ 1000W。
5、功率是标量
思考与讨论
即使是同一个力做功，做功的功率也可能
是变化的，即功率有平均功率和瞬时功率之分， 公式P=W/t计算的是平均功率，还是瞬时功率 呢？ 平均功在率独：立表思示考在的一基段础时上间，内力分做组功讨的论平。均得快出慢 结 果后，由各小组代表汇报。
联 在额定功率下汽车匀速行使的速度.在同样的阻力下,
系 实
如果行使速度只有54km/h，发动机输出的实际功率
际 是多少?
学 解：匀速行使时, 汽车的牵引力F =F阻= 1800N
以 致
由P =Fv 得
用
P＝F v 发 实动 际以机功较v的率v低’==的5F4P速km=度/h6行1=0810使050发0m0时/动ms, /机s=3的3.牵3m引/s=力1机时20车速km的度/h瞬

高中物理第四章机械能和能源2功率课件教科版必修2


g取10 m/s2，求：
图1
(1)前2 s内重力做的功；
答案 48 J
解析 答案
(2)前2 s内重力的平均功率； 答案 24 W 解析 重力在前2 s内的平均功率为 P ＝Wt ＝428 W＝24 W. (3)2 s末重力的瞬时功率.
答案 48 W 解析 木块在2 s末的速度v＝at＝2×2 m/s＝4 m/s 2 s末重力的瞬时功率 P＝mgsin θ·v＝2×10×0.6×4 W＝48 W.
匀加速竖直吊起，在2 s末货物的速度v＝4 m/s.(取g＝10 m/s2，不计额
外功)求： (1)起重机在这2 s内的平均功率； 答案 2.4×104 W
解析 答案
(2)起重机在2 s末的瞬时功率. 答案 4.8×104 W 解析 起重机在2 s末的瞬时功率 P＝Fv＝1.2×104×4 W＝4.8×104 W.
(2)实际功率：机械 实际 工作时的输出功率.发动机的实际功率可以小于 或等于额定功率，但不能长时间大于额定功率，否则会损坏机械. 二、功率、力和速度之间的关系 1.关系 (1)当F与v方向相同时，P＝ Fv . (2)当F与v夹角为α时，P＝ Fvcos α .
2.平均功率和瞬时功率 (1)平均功率：当物体做变速运动时，若v为某段时间内的 平均速度 ，则 P表示该段时间内的平均功率. (2)瞬时功率：若v为某一时刻的 瞬时速度，则P表示该时刻的瞬时功率.
自主预习
一、功率的含义 1.定义：力对物体所做的功W与做功所用 时间t 的比值.
W 2.公式：P＝__t_.单位： 瓦特 ，简称 瓦 ，符号为W.常用单位有kW，
1 kW＝ 1 000 W. 3.意义：功率是表示力对物体 做功快慢 的物理量. 4.额定功率和实际功率 (1)额定功率：机械允许长时间 正常 工作时的 最大 功率.发动机铭牌上 的功率指的就是额定功率.

2024-2025学年高中物理第四章机械能和能源4动能动能定理教案2教科版必修2

3. 课后拓展应用
教师活动：
- 布置作业：设计一些有关动能计算和动能定理应用的习题，要求学生在家完成。
- 提供拓展资源：推荐一些物理论坛和学术文章，供学生进一步探索和学习。
- 反馈作业情况：批改学生的作业，提供具体的反馈意见，帮助学生提高。
学生活动：
- 完成作业：学生在家根据所学知识完成作业，巩固课堂学习的内容。
当堂检测：
1. 动能的定义是什么？
2. 动能的计算公式是什么？
3. 动能定理的内容是什么？
4. 请举例说明动能定理的应用。
5. 请计算一个质量为 2 kg、速度为 6 m/s 的物体的动能。
6. 请解释为什么一个物体在光滑水平面上滑动时，其动能不会改变。
7. 请描述一个日常生活中观察到的能量转化现象，并尝试用动能定理解释。
6. 一个物体在光滑水平面上滑动时，其动能不会改变，因为没有外力对其做功，或者做功的合力为零。
7. 一个日常生活中观察到的能量转化现象是摩擦生热。比如，当我们在地上摩擦两只手时，手的动能会转化为热能，使手感到温暖。这个现象可以用动能定理解释，摩擦力对双手做了负功，使得手的动能减小，而热能的增加就是动能转化而来的。
（二）存在主要问题
1. 部分学生对动能定理的理解不够深入，需要加强例题讲解和练习。
2. 在实验操作方面，学生的动手能力和实验技能有待提高。
3. 学生的自主学习能力和独立思考能力有待进一步加强。
（三）改进措施
1. 针对学生对动能定理的理解不够深入的问题，增加例题讲解和练习，确保学生能够熟练掌握动能定理的应用。
2.通过实例分析，让学生理解动能与物体质量和速度的关系。
3.利用动能定理，分析外力对物体做功与物体动能变化的关系。

教科必修2《第四章机械能和能源本章小结》55PPT课件一等奖


改 写
合外力所做的功等于物体动能的变化。
实验验证
实验验证一：P69活动,m车=0.2kg,拉力F=0.2N
O—B
O—C
O—D
O—E
O—F
W/J △Ek/J
位移x V V2
0.0432 0.0430
O—B
0.2160 0.6555 0.4297
0.0572 0.0570
O—C
0.2861 0.7550 0.5700
0.0734 0.0734
O—D
0.3670 0.8570 0.7344
0.0915 0.0907
O—E
0.4575 0.9525 0.9073
0.1115 0.1105
O—F
0.5575 1.051 1.105
实验验证二： 自由落体运动
自由落体物体质量M=0.5kg,g=10m/s2
1
2
3
W/J △Ek/J
W
ma v22 v12 2a
1 2
mv
2 2
1 2
mv12
1、公式 2、单位
EK
1 mv 2 2
J
3、标量，只有正值
4、状态量：
V是瞬时速度，在某一时刻，物体具有一定 的速度，也就具有一定的动能
练习1：手锤的质量为1kg,以3m/s的速 度敲钉子，请问手锤具有多少焦耳动能？
二.动能定理
W＝ mv22－ mv12 W＝Ek2－Ek1 ＝ △Ek
泸县五中 李雍刚
学习目标
• 1、动能的定义及表达式。 • 2、掌握动能定理的表达式。 • 3、理解动能定理的确切含义。 • 4、实验验证动能定理。
引入：他们向你跑来，你最想拥抱谁？为什么？

高中物理第四章机械能和能源2功率课件教科版必修2


图3
木块所受的合外力(wàilì)
F合＝mgsin θ－μmgcos θ＝mg(sin θ－μcos θ)
＝2×10×(0.6－0.5×0.8) N＝4 N
第二十一页，共36页。
木块的加速度 a＝Fm合＝42 m/s2＝2 m/s2 前 2 s 内木块的位移 x＝12at2＝21×2×22 m＝4 m 所以(suǒyǐ)，重力在前2 s内做的功为 W＝mgxsin θ＝2×10×4×0.6 J＝48 J 答案 48 J
答案 t 时间内力 F 的功率 P＝Wt ＝Ftx.
(3)若在力F作用下物体做匀速运动，其速度大小(dàxiǎo)为v， 求力F的功率. 答案 P＝Fv.
第九页，共36页。
要点 (yàodiǎn)
提炼
1.功率与速度的关系：P＝
(当FvF与v有夹角α时，P＝
)F. vcos α
2.三个量的制约(zhìyuē)关系：(1)P一定时，F与反v成比(fǎnb，ǐ)如汽车上坡
第二十二页，共36页。
(2)前2 s内重力(zhònglì)的平均功率； 解析 重力(zhònglì)在前2 s内的平均功率为 P ＝Wt ＝428 W＝24 W
答案(dáàn) 24 W
第二十三页，共36页。
(3)2 s末重力的瞬时功率. 解析 木块在2 s末的速度(sùdù) v＝at＝2×2 m/s＝4 m/s 2 s末重力的瞬时功率P＝mgvsin θ＝2×10×4×0.6 W＝48 W. 答案 48 W
第七页，共36页。
二、功率(gōnglǜ)、力和速度之间的关系
问题 (wèntí)设
计
一个物体在恒力F的作用下，在t时间内发生的位移为x，已知力F
的方向和位移x的方向相同(xiānɡ tónɡ)，求：
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动能定理及其应用
[先填空]
1．动能定理的推导
如图4-4-3物体质量为m，在水平恒力F作用下沿光滑水平面前进位移x，速度
从v1增加到v2，若物体的加速度为a，此过程下做的功为W.
W＝ Fx F＝ ma
＝2ax⇒W＝
12mv22－12mv21
.
图4-4-3
2．动能定理的内容：合外力所做的功等于物体 动能的变．化
知 识 点 一
学
4．动能 动能定理
业 分
层
测
评
知 识 点 二
学习目标
1.理解动能概念，知道动能表达式 的由来． 2．会推导动能定理，理解动能定 理的含义．(重点) 3．掌握动能定理，能运用动能定 理解决力学问题．(重点、难点)
知识脉络
动能
[先填空] 1．定义 物体由于 运动而具有的能量．
2．表达式 Ek＝ 12mv2 . (1)表达式中的速度是 瞬时速度． (2)动能是 标量(“标量”或“矢量”)，是 状态(“状态”或“过程”)量． 3．单位 与功的单位相同，国际单位为 焦耳． 1 J＝ 1 kg·m2·s－2 .
应用动能定理解答多过程问题 (1)对于物理过程较为复杂的问题，审题时应先画出较为明确的示意图，弄清 各物理过程之间的联系． (2)过程较多时要弄清各个力在哪个过程做功，做正功还是负功，做了多少 功，做功的特点．如：重力做功与实际过程无关，只要知道初、末状态的高度差 即可；滑动摩擦力做功的绝对值等于摩擦力的大小与路程的乘积． (3)要确定准各过程中物体初、末态的动能，或部分过程用动能定理或全过程 用动能定理．
[合作探讨] 如图4-4-5所示，一架喷气式飞机正在起飞．飞机质量为m，牵引力为F，跑 道长度为L，阻力为f，飞机起飞时需要达到的速度大小为v.
图4-4-5
3．动能定理与牛顿运动定律的比较
牛顿运动定律
动能定理
相同点 确定研究对象，对物体进行受力分析和运动过程分析
适用条件
只能研究在恒力作用下物 体做直线运动
3．表达式 (1)W＝ 12mv22－12mv21 . (2)W＝ Ek2－Ek1＝Δ.Ek
4．动能定理的应用 动能定理不仅适用于 恒力做功和直线运动，也适用于 变力做功和曲线运动．
[再判断] 1．动能定理表达式中，等号的左边一定是合外力做的功．( √ ) 2．动能定理只适用于做匀变速直线运动的物体．( ×) 3．动能的改变量指的是物体末状态的动能减初状态的动能．( √ )
对于物体在恒力或变力作 用下，物体做直线或曲线 运动均适用
要考虑运动过程的每一个 应用方法 细节，结合运动态的动能
运算方法
矢量运算
代数运算
两种思路对比可以看出应用动能定理解题不涉及加速度、时间，不涉及矢量 运算，运算简单不易出错．
4．关于动能定理，下列说法中正确的是( ) A．在某过程中，外力做的总功等于各个力单独做功的绝对值之和 B．只要有力对物体做功，物体的动能就一定改变 C．动能定理只适用于直线运动，不适用于曲线运动 D．动能定理既适用于恒力做功的情况，又适用于变力做功的情况
[再判断] 1．两个物体中，速度大的动能也大．( × ) 2．某物体的速度加倍，它的动能也加倍．( ×) 3．做匀速圆周运动的物体的动能保持不变．( √ )
[合作探讨] 如图4-4-2所示，一辆质量为m，速度为v0的汽车，关闭发动机后在水平地面 上滑行一段距离后停了下来．
图4-4-2
1．关于动能的概念，下列说法中正确的是( ) A．物体由于运动而具有的能叫做动能 B．运动物体具有的能叫动能 C．运动物体的质量越大，其动能一定越大 D．速度较大的物体，具有的动能一定较大
动能与速度的关系 1．数值关系：Ek＝12mv2，速度v和动能Ek均为以地面为参考系时的数值． 2．瞬时关系：动能和速度均为状态量，二者具有瞬时对应关系． 3．变化关系：动能是标量，速度是矢量，当动能发生变化时，物体的速度 (大小)一定发生了变化，当速度发生变化时，可能仅是速度方向的变化，物体的 动能可能不变．