高中物理人教版必修2第七章全章课件

第五章机械能及其守恒定律1、追寻守恒量观察伽利略理想斜面实验（斜面均光滑）试用所学知识证明ABhh在A斜面上：a＝gsinαx＝h/sinα＝v2/2aABhh’αβ在B斜面上：a’＝－gsinαx’＝h’/sinβ=（0－v2）/2a＝v2/2a∴h’＝h证明小球的运动有什么特点？小球高度降低的同时，速度在增加；高度升高的同时，速度在减小。思考小球运动中，有无守恒量（即有没哪个物理量保持不变）？伽利略斜面实验表明，小球在运动过程中，“有某一量是守恒的”，这个量叫做能量或能。说明：能量与物体的运动相对应，是对物体不同运动形式的统一的量度，不同的运动形式对应不同的能量。能量几种常见的能量形式相互作用的物体凭借其位置而具有的能，叫做势能。物体由于运动而具有的能，叫做动能。在伽利略斜面实验中，势能和动能是怎样转化的?ABhh分析做自由落体的小球的势能和动能如何转换？改成竖直上抛呢？思考一、伽利略斜面实验表明“有某一量是守恒的”，这个量叫做能量。二、能量1、势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。2、动能：物体由于运动而具有的能量。三、“追寻守恒量”的意义1、可行性：物质在运动变化过程中存在守恒量。2、重要性：物质在运动变化过程中都要满足一定的守恒定律。小结一质量m=10kg的物体放在光滑的水平面，在受到一水平向右的拉力F=10N作用下从静止开始运动，求5s末物体的速度。复习：FFxv木头在起重机的拉力作用下?能增加列车在机车牵引力的作用下?能增加握力器在手的压力作用下？能增加力对物体做了功2、做功的两个必要因素：物体静止FF⑴作用在物体上的力⑵物体在力的方向上发生的位移匀速运动l思考一、功1、如果物体在力的作用下能量发生了变化，这个力一定对物体做了功.3、功的计算公式：（1）力的方向与运动方向一致W=FlF——力的大小l——位移的大小W——力对物体所做的功（2）力的方向与运动方向垂直W=0（3）当力的方向与运动方向成一角度α时cosWFl——力的大小——位移的大小——力与位移方向之间的夹角lF国际单位：焦耳（焦）符号：J１Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m4、功的单位：F=5N，l=2m，求W1=?Ffm=2kg，μ=0.1，求W2=?（1）功一定要指明是哪个力对物体做的功（2）力必须是恒力5、理解：l6、功是标量只有大小，没有方向二、正功和负功1、当α＝0°时cosα＝1，WFl2、当α＝π/2时，cosα＝0，W＝0力对物体不做功3、当0＜α＜π/2时，cosα＞0，W＞0力对物体做正功该力为物体前进的动力4、当π/2＜α≤π时，cosα＜0，W＜0力对物体做负功该力成为物体前进的阻力往往说成“物体克服某力做功”（取绝对值）αCOSαW物理意义α=π/20＜α＜π/2π/2＜α≤π0大于0小于0W=0W＞0W＜0F与位移垂直时，不做功F对物体做正功（动力）F对物体做负功(阻力）WFl1α=0F对物体做正功归纳：课堂练习1、一个质量m＝150kg的雪橇，受到与水平方向成37°角的斜向上方的拉力F=500N，在水平地面上移动的距离为l=5m，物体与地面间的滑动摩擦力Ff＝100N，求：（1）各个力对物体所做的功（2）各个力对物体做功的代数和（3）物体所受的合力（4）合力对物体做的功（1）先求出各个力所做的功，则总功等于各个力所做功的代数和。W总=W1+W2+······+Wn（2）先求出各个力的合力，则总功等于合力所做的功。W总=F合lcosα三、总功的求法摩擦力一定对物体做负功吗?不！以地面为参考系1、做功的必要因素作用在物体上的力物体在力的方向上发生的位移2、功的公式:W=Flcosαa、功一定要指明是哪个力对物体做的功b、力必须是恒力3、功是标量4、正功和负功１Ｊ＝１Ｎ×１m=1N·m5、总功的求法:（1）W总=W1+W2+······+Wn（2）W总=F合lcosα练习：1、下列现象中，哪些力对物体做了功()A、人推墙而墙不动时人的推力B、在平直公路上行驶的汽车受到的重力C、马拉车而拉不动时马的拉力D、起重机向上吊起货物时悬绳的拉力D2、一学生用100N的力将质量为0.5kg的球迅速踢出，球在水平路面上滚出20m远，则该学生对球做的功是：（）A、2000JB、1000JC、16JD、无法确定D做功的必要因素3、起重机将质量为100kg的重物竖直向上移动了2ｍ，下列三种情况下，做功的力有哪几个?分别做了多少功?是正功还是负功?(不计阻力，ｇ＝9.8ｍ/s2)①匀速；②匀加速，加速度大小a1＝0.2ｍ/s2；③匀减速，加速度大小a2＝0.2ｍ/s2.练习：受力分析F=maW=Flcosα正功和负功练习：4、《第一学案》P5例3总功的求法:（1）W总=W1+W2+······+Wn（2）W总=F合lcosα练习：5、如图在光滑的水平面上，物块在恒力F的作用下从A点运动到B点，不计滑轮的大小，不计绳与滑轮的质量及绳、滑轮间的摩擦。已知Ｈ，α，β，求：拉力F做的功。ABαβFH若：F＝100ＮＨ＝2.4ｍα＝37°β＝53°计算W＝？功的公式的应用:作业：1、完成作业本剩余的题目2、课后P6的1～4题3、复习本节内容以及预习5.3《功率》的内容3月7日第七章机械能守恒定律3、功率思考做功不同，时间相同做功相同，时间不同做功不同，时间不同功率2、单位：在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是W，1W＝1J/s技术上常用千瓦（kW）作为功率的单位，1kW＝1000W。1、定义：功跟完成这些功所用时间的比值，叫做功率。3、物理意义：反映力对物体做功的快慢。P＝tW比值法还有哪些学过的物理量也是用比值法定义的？4、功率是标量额定功率、实际功率1、额定功率：是指机器正常工作时的最大输出功率，也就是机器铭牌上的标称值。2、实际功率：是指机器在工作中实际输出的功率。3、注意：机器不一定在额定功率下工作，机器正常工作时实际功率总是小于或等于额定功率，机器只能在短暂时间内实际功率略大于额定功率，但不允许长时间超过额定功率。说明在日常生活中，我们经常说某台机器的功率，或某物体做功的功率，实际上是指某个力对物体做功的功率。例如：汽车的功率就是汽车牵引力的功率，起重机吊起货物的功率就是钢绳拉力的功率。平均功率、瞬时功率即使是同一个力做功，做功的功率也可能是变化的，在一段时间内力对物体做功的功率，实际上是这段时间内力对物体做功的平均功率。平均功率：描述在一段时间内做功的平均快慢瞬时功率：表示在某一时刻做功的快慢P＝tW当t很短很短时，此式表示瞬时功率当t表示一段时间时，此式表示平均功率功率的另一种表达式W＝FlcosαP＝tWP＝FvcosαP＝tFlcosαvFαv1v2FαvF2F1P＝vFcosαP＝Fvcosαv＝tl功率与速度的关系P＝Fvcosα若v表示瞬时速度，则P表示瞬时功率若v表示平均速度，则P表示平均功率对于公式P=Fv1、当P一定时，F和v有什么关系？2、当F一定时，P和v有什么关系？3、当v一定时，F和P有什么关系？当F与v同方向时（α＝0），P＝Fv功率与速度的关系思考:为什么汽车上坡时速度要比在平地上行驶的速度小得多呢？当机械发动机的功率一定时，牵引力与速度成反比，所以可以通过减小速度来增大牵引力，也可以通过减小牵引力来提高速度。解：课本例题由P=Fv得匀速行使时,汽车的牵引力F=F阻=1800N某型号汽车发动机的额定功率为60kW,在水平路面上行使时受到的阻力是1800N,求发动机在额定功率下汽车匀速行使的速度.在同样的阻力下,如果行使速度只有54km/h,发动机输出的实际功率是多少?FPv=180060000=m/s=33.3m/s=120km/hv’=54km/h=15m/s以较低的速度行使时,∴P’=Fv’=1800×15W=27kW注意：汽车的功率就是汽车牵引力的功率2、定义式：小结P＝tW1、物理意义：表示做功快慢的物理量3、计算式：P=Fvcosα该式一般用于求平均功率4、单位：在国际单位制中瓦特W该式一般用于求瞬时功率类型1：机车以恒定功率P启动附：机车启动问题P＝Fv发动机的实际功率发动机的牵引力机车的瞬时速度当F=F阻时，a＝0，v达到最大保持vm匀速vF＝vPa＝mF－F阻↑→↓↑→→↓↓vm＝F阻P加速度逐渐减小的变加速直线运动匀速直线运动机车以恒定功率启动的v－t图附：机车启动问题先做加速度逐渐减小的变加速直线运动，最终以速度做匀速直线运动。vm＝F阻Pvt0vm类型2：机车以恒定加速度a启动附：机车启动问题当F=F阻时，a＝0，v达到最大保持vm匀速F＝vP额a＝mF－F阻↑→↓v↑↓→→↓vm＝F阻P额加速度逐渐减小的变加速直线运动匀速直线运动a＝mF－F阻→→→→F→v↑P＝Fv↑↑→当P=P额时，保持P额继续加速匀加速直线运动机车以恒定加速度启动的v－t图附：机车启动问题先做匀加速直线运动，再做加速度逐渐减小的变加速直线运动，最终以速度做匀速直线运动。vt0vm＝F阻P额vm重力势能重力势能一、新课引入重力势能12002年９月２１日上午，俄罗斯高加索北奥塞梯地区的一个村庄发生雪崩，造成至少１００人失踪。雪崩2美国内华达州亚利桑那陨石坑。这个陨石坑是5万年前，一颗直径约为30～50米的铁质流星撞击地面的结果。这颗流星重约50万千克、速度达到20千米／秒，爆炸力相当于2000万千克梯恩梯(TNT)，超过美国轰炸日本广岛那颗原子弹的一千倍。爆炸在地面上产生了一个直径约1245米，平均深度达180米的大坑。据说，坑中可以安放下20个足球场，四周的看台则能容纳200多万观众。陨石坑美国内华达州亚利桑那3（1）俄罗斯“和平号”空间站坠落时，为什么会燃烧？碎片燃烧时，温度可达3000℃，其能量由什么能量转化而来？（2）打桩机的重锤从高处落下时，为什么能把水泥打进地里?（3）水力发电站为什么要修那么高的大坝？（4）在你的头顶上方相同的高度,分别用细绳悬挂一个粉笔头和7.5Kg的铅球，你的感觉有何不同？以上问题的根本原因都在于水电站“和平号”空间站残片用自己的课本做如下试验1、与高度有关2、与质量有关1）同一课本从不同高度下落到自己手上，感觉•••2）不同质量的课本从同一高度下落到自己手上，感觉•••探究得到的结论：5一、新课引入二、重力的功重力势能物体由于被举高而具有的能4GwmghcosGWmglmgh物体竖直下落AhBm1h2h物体沿斜线运动AChθmL2h1h12mghmgh12mghmgh6Δh1Δh2Δh3物体沿曲线运动ACh2h1hA△h1θmL711coshmgmglW321321hmghmghmgWmgh21mghmgh)(321hhhmgΔhh2h1AB物体从A落到B的过程中,重力做功重力做功与路径无关,只跟始末位置的高度差有关8hmgWG重力做功与路径无关一质量为5kg的小球从5m高处下落,碰撞地面后弹起,每次弹起的高度比下落高度低1m,求:小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少功?(g=9.8m/s2)解:小球下落高度为5mJ5J9hmgWG可见,重力做的功等于“mgh”这个量的变化.在物理学中，“mgh”是一个由特殊意义的物理量.就用这个物理量表示物体的重力势能。12mghmgh12()mghhΔhh2h1AB物体从A落到B的过程中,重力做功重力做功与路径无关,只跟始末位置的高度差有关12mghmgh10hmgWG一、新课引入二、重力做功三、重力势能表达式Ep=mgh重力势能物体由于被举高而具有的能量11重力势能的表达式Ep=mghm—物体的质量，单位：千克（kg）Ep—物体的重力势能，单位：焦（J）g—重力加速度，单位：米／秒2（m／s2）h—物体的高度，单位：米（m）即：物体的重力势能等于物体的重量和它的高度的乘积．12一、新课引入二、重力做功三、重力势能表达式Ep=mgh1、重力做功与重力势能变化的关系重力势能物