1、3.机械能守恒定律 功能关系 动量,-2-,必查点11,必查点12,必查点13,必查点14,必查点15,必查点16,功和功率() (1)功的两个不可缺少的因素:力和在力的方向上发生的位移。 恒力做功的计算公式:W=Flcos 。 当F为变力时,用动能定理W=Ek或功能关系求功。所求得的功是该过程中外力对物体(或系统)做的总功(或者说是合外力对物体做的功)。 利用F-l图象与坐标轴所围的面积求功。 利用W=Pt计算。,-3-,必查点11,必查点12,必查点13,必查点14,必查点15,必查点16,注意 摩擦力、空气阻力做功取决于物体运动的路程,不是位移。摩擦力做功的特点:a.摩擦力既可对物体做正
2、功,也可对物体做负功。b.在相互间存在静摩擦力的系统内,一对静摩擦力做功之和为零,没有机械能转化为内能。c.在相互间存在滑动摩擦力的系统内,一对滑动摩擦力的净功为负值,在数值上等于滑动摩擦力与相对位移的乘积。 作用力和反作用力做功的特点: a.作用力和反作用力中可以一个做正功,另一个做负功或不做功。 b.作用力和反作用力可以都做正功或都做负功。 c.作用力和反作用力做功之和可以为零,也可以不为零。,(2)功率:描述做功快慢的物理量,是标量。 功率定义式:P= 。所求功率是时间t内的平均功率。 功率计算式:P=Fvcos 。其中是力与速度间的夹角。,-4-,必查点11,必查点12,必查点13,必
3、查点14,必查点15,必查点16,动能和动能定理(),说明:研究对象是单一物体,有时也可以是系统。W是外力功,包括自身重力。合力功由W合=W1+W2+W3+或W合=F合l来计算。Ek是动能增量,Ek0、Ek=0、Ek0分别表示动能增加、不变和减少。,-5-,必查点11,必查点12,必查点13,必查点14,必查点15,必查点16,重力做功与重力势能() (1)重力势能Ep=mgh,式中的h是物体相对零势能面的高度,它与零势能面的选择有关。 (2)重力做功将引起物体重力势能的变化,重力做多少正功,重力势能就减少多少;重力做多少负功,重力势能就增加多少,WG=-Ep。,-6-,必查点11,必查点12
4、,必查点13,必查点14,必查点15,必查点16,功能关系、机械能守恒定律及其应用() (1)做功的过程就是能量转化的过程,功是能量转化的量度,中学阶段常见的功能关系有: 重力做功等于重力势能的变化(重力做正功,重力势能减少);弹力做功等于弹性势能的变化(弹力做正功,弹性势能减少);合外力做功等于动能的变化(动能定理);重力或弹力以外的其他力做的功等于机械能的变化;一对相互作用的滑动摩擦力做的总功,等于系统增加的内能(摩擦生热);电场力做功等于电势能的变化(电场力做正功,电势能减少)。,-7-,必查点11,必查点12,必查点13,必查点14,必查点15,必查点16,(2)机械能守恒定律:在只有
5、系统内重力和弹簧弹力做功时,物体的动能与重力势能、弹性势能相互转化,机械能总量保持不变。机械能守恒定律有以下几种表达形式: 可任选两个状态(一般选择过程的初、末状态),研究对象的机械能相等,即E1=E2,利用E1=E2建立方程需要选择零势能面。 系统势能(包括重力势能和弹性势能)减少多少,动能就增加多少,反之亦然,即Ep=-Ek。 系统内某一部分机械能减少多少,另一部分机械能就增加多少,即E1=-E2。,-8-,必查点11,必查点12,必查点13,必查点14,必查点15,必查点16,动量、动量定理、动量守恒定律及其应用() (1)动量:运动物体的质量与速度的乘积,p=mv。动量是矢量,动量的方
6、向与物体速度的方向相同。 (2)动量定理 内容:物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化。 表达式:F合t=mv-mv (3)动量守恒定律的表达式 p=p,其中p、p分别表示系统的末动量和初动量。 m1v1+m2v2=m1v1+m2v2 p1=-p2,此式表明:当两个相互作用的物体组成的系统动量守恒时,系统内两个物体动量的变化必定大小相等,方向相反(或者说,一个物体动量的增加量等于另一个物体动量的减少量)。,-9-,必查点11,必查点12,必查点13,必查点14,必查点15,必查点16,(4)动量守恒定律成立的条件 系统不受外力或系统所受外力的矢量和为零。 系统所受的外力的合力虽不为零,但系统外
7、力比内力小得多,如碰撞问题中的摩擦力、爆炸过程中的重力等。外力比相互作用的内力小得多,可以忽略不计。 系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统总动量的分量保持不变。,-10-,必查点11,必查点12,必查点13,必查点14,必查点15,必查点16,弹性碰撞和非弹性碰撞() (1)碰撞问题的分类 弹性碰撞:动量守恒、机械能守恒。 非弹性碰撞:动量守恒,机械能有损失。 完全非弹性碰撞:动量守恒,机械能损失最大。 (2)碰撞问题应同时遵守三条原则 动量守恒,即p1+p2=p1+p2 动能不增加,即Ek1+Ek2Ek1+Ek2,速度要符合物理情景 a.碰撞前两物体同向,则
8、v后v前;碰后,原来在前的物 体速度一定增大,且v前v后;b.两物体相向运动,碰后两物体的运动方向不可能都不改变。,-11-,1,2,1.(2017吉林普高调研)如图所示,弹簧的一端固定在竖直墙上,质量为m0的光滑弧形槽静止在光滑水平面上,底部与水平面平滑连接,一个质量为m(mm0)的小球从槽高h处开始自由下滑,下列说法正确的是( )A.在以后的运动全过程中,小球和槽的水平方向动量始终保持某一确定值不变 B.在下滑过程中小球和槽之间的相互作用力始终不做功 C.全过程小球和槽、弹簧所组成的系统机械能守恒,且水平方向动量守恒 D.小球被弹簧反弹后,小球和槽的机械能守恒,但小球不能回到槽高h处,D,
9、-12-,1,2,解析 小球在槽上运动时,由于小球受重力,故两物体组成的系统外力之和不为零,故动量不守恒;当小球与弹簧接触相互作用时,小球受外力,故动量不再守恒,故A错误;下滑过程中两物体都有水平方向的位移,而力是垂直于球面的,故力和位移夹角不垂直,故两力均做功,故B错误;全过程小球和槽、弹簧所组成的系统机械能守恒,但当小球与弹簧接触相互作用时,小球受外力,水平方向动量不守恒,C错误;因两物体均有向左的速度,若槽的速度大于球的速度,则两物体不会相遇,小球不会到达最高点;而若球速大于槽速,则由动量守恒可知,两物体会有向左的速度,由机械能守恒可知,小球不会回到最高点,故D正确。,-13-,1,2,
10、2.(多选)(2017湖北七市联考)如图所示,倾角为37的光滑斜面上粘贴有一厚度不计、宽度为d=0.2 m的橡胶带,橡胶带的上表面与斜面位于同一平面内,其上、下边缘与斜面的上、下边缘平行,橡胶带的上边缘到斜面的顶端距离为L=0.4 m,现将质量为m=1 kg、宽度为d的薄矩形板上边缘与斜面顶端平齐且从斜面顶端静止释放。已知矩形板与橡胶带之间的动摩擦因数为0.5,重力加速度g取10 m/s2,不计空气阻力,矩形板由斜面顶端静止释放下滑到完全离开橡胶带的过程中(此过程矩形板始终在斜面上),下列说法正确的是( ) A.矩形板受到的摩擦力为Ff=4 N B.矩形板的重力做功为WG=3.6 J C.产生的热量为Q=0.8 J D.矩形板的上边缘穿过橡胶带下边缘时速度大小为,BCD,-14-,1,2,
