教科版初中物理八下12.1《机械能》PPT课件3

机械能 一 功和功率1 功的概念W FScos 2 平均功率和即时功率P Fvcos 1 功的公式应用时 只有当力是恒力 位移是相对于对地面的时候才可以直接代入公式计算 2 功本身是标量 但是有正功和负功的区分 正负号不是代表方向 功的正负是由力与位移夹角余弦值的正负决定 3 即时功率要注意力与速度的夹角 只有当力与速度夹角为零时 才可以写成P Fv 注意 例1 质量为m 1kg的物体从足够高处以水平速度v0 5m s被抛出 求它下落前3秒内重力的平均功率 第3秒内重力的即时功率 g取10m s2 v0 解析 例2 质量为m的物体 随倾角为 的斜面沿水平向右匀速运动了s距离 这一过程中物体m始终相对于斜面静止 则以下正确的是A 摩擦力对物体做功为零B 合力对物体做功为零C 支持力对物体做功为零D 物体克服摩擦力做功为mgssin cos 解析 物体受到重力 支持力和摩擦力 由于物体随斜面向右匀速运动 物体对地面的位移水平向右 重力与位移垂直不做功 支持力方向与位移夹角为锐角 支持力做正功 合力为零 所以合力功为零 摩擦力方向与位移夹角为钝角 因此摩擦力做负功 也就是物体克服摩擦力做功 摩擦力大小为mgcos 与位移s夹角为 180 根据功的定义式 Wf fscos 180 mgsin cos 取正值就是物体克服摩擦力做的功 选项A D正确 例3 质量为m的汽车以恒定的功率P在平直公路上行驶 当它匀速行驶时速度为v1 当它的速度为v2 v2 v1 时 它的加速度多大 设阻力大小不变 解析 二 动能定理定理表述 合外力对物体做的功 等于物体动能的变化量 公式表示 以匀变速直线运动为例 三 做功和能量变化的关系做功的过程联系着物体的两个能量状态 只有通过做功才可以使物体的机械能发生变化 做功的过程是使物体之间的机械能发生转移或机械能和非机械能发生转化 只有重力对物体做功的情况下 物体的动能和重力势能相互转化 但是机械能的总量保持不变 动能增量为零W合 Ek 0重力势能增加了mghWG EP机械能增加了mghWF Fh mgh 例如 质量为m的物体被匀速提升了h高度 例4 汽车在凸形桥上匀速行驶由A点到B点 A B两点在同一水平面上 在这一过程中 以下说法正确的是A 汽车的机械能守恒B 汽车的机械能不变C 合外力对汽车做的功等于零D 牵引力和重力对汽车做的总功等于汽车克服阻力做的功 解析 车匀速过桥 且A B位于同一水平面 则它从A到B动能势能变化量均为零 说明合力做车做功为零 汽车的机械能不变 但是在此过程中 牵引力和阻力都做功 不符合机械能守恒条件 牵引力做功等于车克服重力和阻力做功之和 所以选项B C D正确 例5 光滑水平地面上有一辆平板小车 车上放着一个物块 物块在水平恒力F的作用下 从车的一端拉至另一端 第一次车已被制动固定于地面 第二次车未被制动 当物体移动时 由于摩擦力的作用 小车也沿地面移动 在这两个过程中 下列说法正确的是A 物块所受摩擦力一样大B 力F对物块所做的功一样多C 第一次拉力F对物块所做的功多D 第二次拉力F对物块所做的功多 解析 把物体成质点 第一次由于车被固定 物体的位移和车长度L相等 选项A D正确 例6 如图所示 质量m 0 5kg的小球从距离地面高h 5m高处自由落下 到达地面恰能沿凹陷于地面的半圆形槽壁运动 半圆槽半径R 0 4m 小球第一次到达槽的最低点时的速度为10m s 并继续沿槽壁运动直至从槽左端边缘竖直向上飞出 然后又落回飞出处 如此反复几次 设摩擦力的大小恒定不变 求 1 小球第一次离槽上升的最大高度h 2 小球最多能飞出槽外几次 g取10m s2 h 0 8mh1 4 2m 解析 根据功能关系 小球每次下落到槽底克服摩擦力做功等于机械能的减少量 上升到槽口需要克服摩擦力做同样的功 故每次上升的高度都比下落位置降低 h 由此分析可得第一次升高高度为4 2m 一共可以飞出槽口6次