追寻守恒量—能量 功 物理必修二

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=1N·m ),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0°90°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90°180°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：W2fscos180°fs， 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。,