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第七章 机械能守恒定律 1、2 追寻守恒量能量 功,“有一个事实,如果你愿意,也可以说是一条定律,支配着至今所知的一切自然现象这条定律称做能量守恒定律。它指出:某一个量,我们把它称为能量,在自然界经历的多种多样的变化中它不变化。那是一个最抽象的概念” 诺贝尔物理学奖获得者费恩曼,能量无处不在,一、伽利略斜面实验,小球“记得”原来的高度,“有某一量是守恒的”,这个量叫做能量,相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。,势能,二、能量,动能,物体由于运动而具有的能量,分析伽利略理想斜面实验(斜面均光滑),高度(势能),速度(动能),逐渐减小,逐渐增大,逐渐增大,逐渐减小,三、动能与重力势能的相互转化,单摆中的能量转化,水车,在物理变化的过程中,是否可能存在某一不变的物理量呢?,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。,四、“追寻守恒量”的意义,能量,力,如果物体在力的作用下能量发生了变化,那么这个力一定对物体做了功。,木材在起重机的拉力作用下重力势能增加了 握力器在手的压力作用下弹性势能增加了,物体受到力的作用,并沿力的方向发生了一段位移,则该力对物体做了功。,1.功的定义:,2.做功的两个必要因素: (1)作用在物体上的力 (2)物体在力的方向上发生了一段位移,吊环过程中支撑不动时,虽有力的作用,但没有发生位移,因此力不做功。,l,A,B,(1)当F与l同方向时:,l,(2)当F与l不同方向时,W=?,A,B,3.功的计算公式:,也可以对位移进行分解,力对物体所做的功,等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦三者的乘积。,W:力对物体所做的功.单位:焦耳(J)(标量1J=1Nm ),各符号的含义:,F:物体受到的力.单位:牛顿(N),l:物体发生的位移.单位:米(m),:力和位移之间的夹角.0,180,F是作用在物体上的某个力(如G、N、f等),但必为恒力,l是F的作用点相对于地面发生的位移,力对物体做的功只与F、l 、三者有关,与物体的运动状态等因素无关。,(3)对公式 的理解:,五、正功和负功,1.当0时,cos1 ,,2.当90时,W0,力对物体不做功,空中吊车,3.当090时,cos0,W0,力对物体做正功,该力为物体前进的动力。,吉尼斯世界纪录 强人拉动50吨卡车,4.当90180时,cos0,W0,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”。,提醒:,1.功的正负不表示方向,即功不是矢量,而是标量.,2.当力F做正功时,说明F的作用是促进物体的运动(动力); 当力F做负功时,说明F的作用是阻碍物体的运动(阻力). 做负功时,可表述为:物体克服这个力做功.,蜘蛛侠挡火车,六、几个力做功的计算,如图,一个物体在拉力F的作用下,水平向右移动的位移为s,求各个力对物体做的功是多少;各个力对物体所做功的代数和是多少;物体所受的合力是多少;合力所做的功是多少?,解:重力和支持力不做功,因为它们和位移的夹角为90; F所做的功为:W1Fscos, 滑动摩擦力f所做的功为:W2fscos180fs, 各个力对物体所做功的代数和为: W=W1+W2=(Fcosf)s, 根据正交分解法求得物体所受的合力, F合=Fcosf,合力方向向右,与位移同向; 合力所做的功为:WF合scos0(Fcosf)s。,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可以用什么方法来求解?,求出各个力所做的功,则总功等于各个力所做功的代数和。,求出各个力的合力,则总功等于合力所做的功。,(为合力与位移方向的夹角),(W自身含有符号),1.诺贝尔物理奖获得者费恩曼曾说:“有一个事实, 如果你愿意也可以说是一条定律,支配着至今所知的 一切现象”这条定律就是( ) A.牛顿第一定律 B.牛顿第二定律 C.牛顿第三定律 D.能量守恒定律,D,2.下列实例中,动能转化为势能的是 ( ) A. 竖直上抛的正在上升的小球 B. 上紧发条的玩具汽车正在行驶时 C. 从高处下落的石块 D. 从斜槽上滚下的小球,A,3.如果我们把相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势 能,把物体由于运动而具有的能量叫做动能,那么,伽利略的斜 面实验可以给我们一个启示,关于这个启示正确的是( ) 小球在斜面A上运动时,小球离地面的高度减小,速度增加, 小球的速度是由高度转变而来的 小球在斜面B上运动时,小球离地面的高度增加,速度减小, 小球的高度是由速度转变而来的 小球在斜面A上运动时,小球离地面的高度减小,速度增加, 小球的动能是由势能转化而来的 小球在斜面B上运动时,小球离地面的高度增加,速度减小, 小球的势能是由动能转化而来的 A. B. C. D.,B,4.(2012厦门高一检测)下列关于功的说法中,正确的 是( ) A.力对物体做的功多,说明物体的位移一定大 B.力对物体不做功,说明物体一定没发生位移 C.力对物体做负功,也可以说物体克服阻力做功 D.外力对物体做功的代数和等于物体所受合外力做的功,CD,5.(2012长春高一检测)如图所示,木块A、B叠放在光 滑水平面上,A、B之间不光滑,用水平力F拉B,使A、B一 起沿光滑水平面加速运动,设A对B的摩擦力为F1,B对A的 摩擦力为F2,则以下说法正确的是( ) A.F1对B做正功,F2对A不做功 B.F1对B做负功,F2对A做正功 C.F2对A做正功,F1对B不做功 D.F2对A不做功,F1对A做正功,B,A,B,C,A.W1=W2 B.W1W2 C.W1W2 D.不能确定,6.一个人先后用同样大小的力沿水平方向拉木箱,使木箱分 别在光滑和粗糙两种不同的水平地面上前进相同的距离。拉 力F做的功分别为W1和W2 ,则W1和W2的关系是( ),A,7.质量为m的物体沿倾角为的斜面匀速滑下,在通过位移 s的过程中() A.重力对物体做功mgs B.重力对物体做功mgssin C.支持力对物体做功mgscos D.摩擦力对物体做正功,大小为mgssin,B,8.把一个物体竖直向上抛出去,该物体上升的最大高度 是h,若物体的质量为m,所受的空气阻力恒为f, 则在 物体从被抛出到落回地面的全过程中() A.重力所做的功为零 B.重力所做的功为2mgh C.空气阻力做的功为零 D.空气阻力做的功为-2fh,AD,一、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。 二、做功的两个必要因素 1.作用在物体上的力 2.物体在力的方向上发生一段位移 三、功的一般计算公式:,( 为F与l 的夹角),四、功的正负的物理意义: 力对物体做正功,该力成为物体运动的动力 力对物体做负功,该力成为物体运动的阻力 五、总功的求法 1.先求每一个力所做的功,再求它们的代数和; 2.先求合力,再求合力所做的功。,
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