1、高一物理必修一高一物理必修一总复习总复习一、运动的描述复习基基本本概概念念机械运动机械运动:参考系:参考系:质点:质点:物体相对于其他物物体相对于其他物体位置的变化。体位置的变化。描述物体运动时,用描述物体运动时,用来作参考的物体来作参考的物体 用来代替物体的有质量的用来代替物体的有质量的点,是一种理想化模型点,是一种理想化模型描描述述运运动动的的物物理理量量位移:位移:速速度:度:加加速速度:度:表示物体位置的变化,用从初位置表示物体位置的变化,用从初位置到末位置的有向线段表示到末位置的有向线段表示。矢量矢量物理意义:物理意义:定义定义:表示物体运动的快慢表示物体运动的快慢 tx v(位置的
2、变化率)(位置的变化率)单位单位m/s2,矢量矢量平均速度与瞬时速度平均速度与瞬时速度 速度与速率速度与速率 物理意义:物理意义:表示物体速度变化快慢的物理量表示物体速度变化快慢的物理量 定义:定义:ta v(速度的变化率)(速度的变化率)单位单位m/s,矢量矢量矢量:矢量:其方向与速度变化的方向相同,与其方向与速度变化的方向相同,与速度方向的关系的不确定速度方向的关系的不确定 速度、速度的变化量与加速度的区别速度、速度的变化量与加速度的区别 avx速度变化的快慢位置变化的快慢1、以下说法正确的是、以下说法正确的是 nA、参考系就是不动的物体、参考系就是不动的物体nB、任何情况下,只有地球才是
3、最理想的、任何情况下,只有地球才是最理想的参考系参考系nC、不选定参考系,就无法研究某一个物、不选定参考系,就无法研究某一个物体是怎么运动的体是怎么运动的nD、同一物体的运动,对不同的参考系可、同一物体的运动,对不同的参考系可能有不同的观察结果能有不同的观察结果CD参考系参考系多选例例2、下列关于质点的说法中正确的是、下列关于质点的说法中正确的是 ()A.质点就是没有质量、没有形状和大小的点质点就是没有质量、没有形状和大小的点B.质量小、体积小的物体总能看成一个质点质量小、体积小的物体总能看成一个质点C.计算火车过桥时间,可以将火车看成质点计算火车过桥时间,可以将火车看成质点D.地球很大,并且
4、在自转,但研究地球的公转周地球很大,并且在自转,但研究地球的公转周期,可将地球看成质点期,可将地球看成质点D质点质点 3、在研究下列问题时,可以看作质点的是、在研究下列问题时,可以看作质点的是 A研究研究汽车汽车通过某一路标所用的时间通过某一路标所用的时间B研究研究汽车汽车在斜坡上有无翻倒的危险在斜坡上有无翻倒的危险C研究匀速直线行驶的汽车的运动时,可把研究匀速直线行驶的汽车的运动时,可把汽车汽车看作质点看作质点D计算计算汽车汽车从天津开往北京所用的时间从天津开往北京所用的时间E、做精彩表演的花样滑冰、做精彩表演的花样滑冰运动员运动员F、参加马拉松比赛的、参加马拉松比赛的运动员运动员G、研究飞
5、出枪口的、研究飞出枪口的子弹的运动子弹的运动轨迹轨迹H、研究绕地球运动一周所用时间的、研究绕地球运动一周所用时间的航天飞机航天飞机CDFGH时刻:在坐标轴上对应于一个点。时刻:在坐标轴上对应于一个点。时间:在坐标轴上对应一段线段。时间:在坐标轴上对应一段线段。012345t第第1 1秒秒末末第第2 2秒秒初初第第4 4秒秒末末第第5 5秒秒初初第第1 1秒秒前前1 1秒秒1 1秒内秒内前前3 3秒秒3 3秒内秒内第第5 5秒秒最后最后1 1秒秒关于时刻和时间间隔关于时刻和时间间隔 4 4、下述说法中,哪些是时间,哪些是时刻?并在坐标轴、下述说法中,哪些是时间,哪些是时刻?并在坐标轴上表示出来。
6、上表示出来。第第2 2秒秒 前前2 2秒秒 最后最后2 2秒秒 第第2 2秒末秒末 第第3 3秒初秒初 第第3 3秒末秒末 第第2 2秒内秒内012345t/s5.下列说法中正确的是(下列说法中正确的是()A“第第5秒内秒内”指的是时刻指的是时刻 B“经过经过0.00001秒秒”指的是时刻指的是时刻C“经过经过0.00001秒秒”指的是时间指的是时间 D“第第5秒末秒末”指的是时间指的是时间位移位移路程路程区别区别联系联系位移与路程的联系和区别位移与路程的联系和区别1位移是矢量位移是矢量;1路程是标量路程是标量;在在单向直线运动单向直线运动中,中,3位移的大小等于运动位移的大小等于运动物体初、
7、末位置间的距离物体初、末位置间的距离;2位移的方向是从初位位移的方向是从初位置指向末位置置指向末位置.2路程是物体实际运动路程是物体实际运动路径的长度路径的长度;运动的物体运动的物体,它的路程它的路程 等于零等于零.位移的大小等于路程位移的大小等于路程;路程要大于位移的大小路程要大于位移的大小在其他情况中,在其他情况中,不可能不可能ACBD7、下列关于位移和路程的说法中,正确的是、下列关于位移和路程的说法中,正确的是A、位移的大小等于路程,方向由起点指向终点、位移的大小等于路程,方向由起点指向终点B、位移大小和路程不一定相等,当物体做直线运动时位移大小、位移大小和路程不一定相等,当物体做直线运
8、动时位移大小等于路程等于路程C、位移描述物体相对位置的变化,路程描述路径的长短、位移描述物体相对位置的变化,路程描述路径的长短D、位移描述直线运动,路程描述曲线运动、位移描述直线运动,路程描述曲线运动C例例8、下列物理量中属于矢量的是、下列物理量中属于矢量的是 ()A.速率速率 B.路程路程 C.加速度加速度 D.弹力弹力CD速度速度平均速度平均速度瞬时速度瞬时速度平均速率平均速率瞬时速率瞬时速率定定义义 方方向向 意意义义对对应应有方向,矢量有方向,矢量运动质点的运动质点的位移与时间位移与时间的比值的比值运动质点运动质点在某在某一时刻(或位一时刻(或位置)置)的速度的速度瞬时速度瞬时速度的大
9、小的大小运动质点的运动质点的路程路程与时间与时间的比值的比值有方向,矢量有方向,矢量无方向,标量无方向,标量无方向,标量无方向,标量精确描述物精确描述物体运动的快体运动的快慢慢某段时间某段时间(或位移)(或位移)精确描述物精确描述物体运动的快体运动的快慢慢粗略描述物粗略描述物体运动的快体运动的快慢慢粗略描述粗略描述物体运动物体运动的快慢的快慢某一时刻某一时刻(或位置)(或位置)某段时间某段时间(或路程)(或路程)某一时刻某一时刻(或位置)(或位置)9、下面几个速度中表示平均速度的是(、下面几个速度中表示平均速度的是()A、子弹射出枪口时的速度是、子弹射出枪口时的速度是800m/s,以,以700
10、m/s的速度击中目标的速度击中目标 B、汽车从甲站行驶到乙站的速度是、汽车从甲站行驶到乙站的速度是40km/h C、汽车通过站牌时的速度是、汽车通过站牌时的速度是72km/s D、小球在第、小球在第3s末的速度是末的速度是6m/sB例例10、下列关于瞬时速度和平均速度的说法中正确的(、下列关于瞬时速度和平均速度的说法中正确的()A若物体在某段时间内每一个时刻的瞬时速度都等于零,则若物体在某段时间内每一个时刻的瞬时速度都等于零,则它在这段时间内的平均速度一定等于零它在这段时间内的平均速度一定等于零B若物体在某段时间内的平均速度等于零,则它在这段时间若物体在某段时间内的平均速度等于零,则它在这段时
11、间内任一时刻的瞬时速度一定等于零内任一时刻的瞬时速度一定等于零C匀速直线运动中物体任意一段时间内的平均速度都等于它匀速直线运动中物体任意一段时间内的平均速度都等于它任一时刻的瞬时速度任一时刻的瞬时速度D变速运动中任意一段时间内的平均速度一定不等于它某一变速运动中任意一段时间内的平均速度一定不等于它某一时刻的瞬时速度时刻的瞬时速度AC一、速度变化量:一、速度变化量:用用V V0 0表示物体开始时刻的速度(初速度),用表示物体开始时刻的速度(初速度),用V Vt t表示表示末时刻的速度(末速度),则末时刻的速度(末速度),则V=Vt-VoV=Vt-Vo表示物体速度的表示物体速度的改变。改变。二、加
12、速度二、加速度 1 1、定义:、定义:2 2、物理意义:、物理意义:3 3、单位:、单位:4 4、加速度是、加速度是 量,方向与量,方向与 方向相同。方向相同。在直线运动中:在直线运动中:速度增加,速度增加,a与与v方向相同(方向相同(a 0)速度减少,速度减少,a与与v方向相反方向相反 (a f乙mf甲mf乙m拔河比赛到底比什么拔河比赛到底比什么?拔河问题解析拔河问题解析:假设甲队胜出:假设甲队胜出:f甲m F甲1 1、关于相互作用力或平衡力,下列说法正确的(、关于相互作用力或平衡力,下列说法正确的()A A作用力和反作用力的合力为零作用力和反作用力的合力为零B B物体对桌面的压力和桌面对物
13、体的支持力是一对作物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对作用力和反作用力用力和反作用力C C人推着木箱加速前进时,人推木箱的力和木箱给人人推着木箱加速前进时,人推木箱的力和木箱给人的力大小也相等的力大小也相等D D马拉车的力总是等于车拉马的力,它们是一对平衡马拉车的力总是等于车拉马的力,它们是一对平衡力力BC力学单位制力学单位制只要选定几个物理量的单位,就能够利用物理量之间的关系只要选定几个物理量的单位,就能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量的单位。推导出其他物理量的单位。这些被选定的物理量叫做这些被选定的物理量叫做基本量基本量,他们的单位叫做,他们的单位叫做基本单位基本单位。1.基本
14、量和基本单位基本量和基本单位2.导出单位导出单位由基本物理量根据物理关系推导出来的其他物理量由基本物理量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位,叫做导出单位。的单位,叫做导出单位。3.单位制单位制基本单位和导出单位一起组成了单位制基本单位和导出单位一起组成了单位制4.国际单位制国际单位制1960年第年第11届国际计量大会制定了一种国际通用的、包届国际计量大会制定了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制,叫国际单位制(括一切计量领域的单位制,叫国际单位制(SI)SISI制中力学的三个基本量:长度、质量、时间制中力学的三个基本量:长度、质量、时间.国际单位制制中的七个基本单位物理量名称物理量名称
15、单位名称单位名称单位符号单位符号长度长度米米m m质量质量千克千克(公斤公斤)kgkg时间时间秒秒s s电流电流安安(培培)A A热力学温度热力学温度开开(尔文尔文)K K发光强度发光强度坎坎(德拉德拉)cdcd物质的量物质的量摩摩(尔尔)molmol注意:基本单位是基本物理量的单位,不一注意:基本单位是基本物理量的单位,不一定是国际单位。定是国际单位。国际单位也可以是导出单位,而不一定是基国际单位也可以是导出单位,而不一定是基本单位。本单位。如如km是基本单位,是基本单位,N是国际单位,但不是基是国际单位,但不是基本单位本单位1国际单位制中,力学的三个基本物理量是国际单位制中,力学的三个基本
16、物理量是A力、长度、时间力、长度、时间 B质量、长度、时间质量、长度、时间C“米米”、“千克千克”、“牛顿牛顿”D“米米”、“千克千克”、“秒秒”【答案】B1、内容、内容物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质量成反比,加速度的方向与作用力的方向相同。量成反比,加速度的方向与作用力的方向相同。2、表达式、表达式对牛顿第二定律对牛顿第二定律F F合合=ma=ma的理解的理解因果性因果性F F是产生是产生a a的原因,物体具有加速度是因为物体受的原因,物体具有加速度是因为物体受到了力到了力矢量性矢量性加速度加速度a a的方向由合外力的方向由合
17、外力F F的方向决定的方向决定瞬时性瞬时性a a与与F F对应同一时刻,即对应同一时刻,即a a为某时刻的加速度时,为某时刻的加速度时,F F为该时刻物体所受合外力,物体所受合外力的瞬为该时刻物体所受合外力,物体所受合外力的瞬时变化会导致加速度的瞬时变化时变化会导致加速度的瞬时变化同一性同一性F F合、合、m m、a a对应同一物体或系统对应同一物体或系统F F合、合、m m、a a统一使用国际单位统一使用国际单位独立性独立性作用在物体上的每一个力都各自产生加速度,与作用在物体上的每一个力都各自产生加速度,与其他力无关其他力无关;而物体实际的加速度而物体实际的加速度a a是每个力的加是每个力的
18、加速度的矢量和,速度的矢量和,F F应为物体受到的合外力。应为物体受到的合外力。合外力、加速度、速度的关系合外力、加速度、速度的关系(1)物体的加速度由所受合外力和质量决定,与速度)物体的加速度由所受合外力和质量决定,与速度无必然联系无必然联系。是加速度的定义式,是加速度的定义式,a与与v、v v无直无直接关系;接关系;是加速度的决定式。是加速度的决定式。tvamFa(2)合外力方向与速度方向夹角为锐角时,物体加速;)合外力方向与速度方向夹角为锐角时,物体加速;合外力方向与速度方向夹角为钝角时,物体减速。合外力方向与速度方向夹角为钝角时,物体减速。(3)物体的运动情况取决于物体所受的合外力和物
19、体的初速度)物体的运动情况取决于物体所受的合外力和物体的初速度若若v v、F F合合的方向相同,物体做加速运动的方向相同,物体做加速运动若若v v、F F合合的方向相反,物体做减速运动的方向相反,物体做减速运动关于速度、加速度、合力的关系,下列说法中关于速度、加速度、合力的关系,下列说法中错误的是(错误的是()A、原来静止在光滑水平面上的物体,受到水平推力的瞬、原来静止在光滑水平面上的物体,受到水平推力的瞬间,物体立刻获得加速度间,物体立刻获得加速度.B、加速度的方向与合外力的方向总是一致的,但与速度、加速度的方向与合外力的方向总是一致的,但与速度的方向可能相同,也可能不同的方向可能相同,也可
20、能不同.C、在初速度为、在初速度为0的匀加速直线运动中,速度、加速度与的匀加速直线运动中,速度、加速度与合力的方向总是一致的合力的方向总是一致的D、合力变小,物体的速度一定变小、合力变小,物体的速度一定变小.D例:如图,位于水平地面上质量为例:如图,位于水平地面上质量为m的木块,在大小为,方向的木块,在大小为,方向与水平方向成与水平方向成 角的拉力作用下,沿地面作匀加速直线运动若角的拉力作用下,沿地面作匀加速直线运动若木块与地面之间的动摩擦因数为木块与地面之间的动摩擦因数为,求:木块的加速度,求:木块的加速度解:对木块,受力分析如图解:对木块,受力分析如图建立如图所示坐标系建立如图所示坐标系由
21、牛顿第二定律得:由牛顿第二定律得:NfGFNmafF-0sincos解得:mFmgFasincos-GNfxy2、关于速度、加速度、合力的关系,下列说、关于速度、加速度、合力的关系,下列说法中错误的是(法中错误的是()项目项目 超重超重失重失重完全失重完全失重定义定义物体对支持物的物体对支持物的压力压力(或对悬挂物或对悬挂物的拉力的拉力)物物体所受到的重力体所受到的重力的情况称为超重的情况称为超重现象。现象。物体对支持物的压物体对支持物的压力力(或对悬挂物的或对悬挂物的拉力拉力)物体所物体所受到的重力的情况受到的重力的情况称为失重现象。称为失重现象。物体对支持物物体对支持物的压力的压力(或对或
22、对悬挂物的拉力悬挂物的拉力)等于等于0 0的情况的情况产生产生条件条件物体有向上的加物体有向上的加速度速度物体有向下的加速物体有向下的加速度度加速度大小为加速度大小为g g,方向竖直,方向竖直向下向下视重视重F=m(g+a)F=m(g-a)F=0超重和失重超重和失重a方向向上方向向上加速上升加速上升减速下降减速下降超重超重a方向向下方向向下加速加速下降下降 减速减速上升上升失重失重对超重和失重现象的理解对超重和失重现象的理解1、所谓超重和失重,只是拉力(或支持力)的增大或减小,是视、所谓超重和失重,只是拉力(或支持力)的增大或减小,是视重的改变。重的改变。2、无论超重还是失重,物体本身的重力并
23、不随其运动状态的不同、无论超重还是失重,物体本身的重力并不随其运动状态的不同而发生改变。而发生改变。3、判断超重还是失重,要看加速度的方向,而与速度的方向无关。、判断超重还是失重,要看加速度的方向,而与速度的方向无关。某人站在一台秤上,在此人迅速下蹲的过程中,台秤的读数某人站在一台秤上,在此人迅速下蹲的过程中,台秤的读数()()A、先变大后变下,最后等于人的重力、先变大后变下,最后等于人的重力B、一直变大,最后等于人的重力、一直变大,最后等于人的重力C、先变小后变大,最后等于人的重力、先变小后变大,最后等于人的重力D、一直变小,最后等于人的重力、一直变小,最后等于人的重力解释:开始下蹲时速度向
24、下且增加,加速度向下,人处解释:开始下蹲时速度向下且增加,加速度向下,人处于失重状态,故示数变小;下蹲结束时速度向下且减小于失重状态,故示数变小;下蹲结束时速度向下且减小加速度向上,人处于超重状态,故示数变大。加速度向上,人处于超重状态,故示数变大。C人站在电梯内的体重计上,体重计示数减小,可能的原因是()人站在电梯内的体重计上,体重计示数减小,可能的原因是()A 电梯匀速上升电梯匀速上升B 电梯匀速下降电梯匀速下降C 电梯匀减速上升电梯匀减速上升D 电梯匀减速下降电梯匀减速下降CF合合=ma受力情况受力情况a运动学公式运动学公式运动情况运动情况第二类动力学问题第二类动力学问题第一类动力学问题
25、第一类动力学问题两类动力学问题的解题思路:两类动力学问题的解题思路:1一个静止在光滑水平地面上的物体,质量是一个静止在光滑水平地面上的物体,质量是2kg,在在6N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。求的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。求物体在物体在4s末的速度和末的速度和4s内的位移。内的位移。一斜面一斜面AB长为长为10m,倾角为,倾角为30,一质量为,一质量为2kg的小物的小物体(大小不计)从斜面顶端体(大小不计)从斜面顶端A点由静止开始下滑,如点由静止开始下滑,如图所示(图所示(g取取10m/s2)(1)若斜面与物体间光滑,求小物体下滑到斜面底)若斜面与物体间光滑,求小物体下滑到斜面底
26、端端B点时的速度及所用时间点时的速度及所用时间(2)若斜面与物体间的动摩擦因数为)若斜面与物体间的动摩擦因数为0.5,求小物体,求小物体下滑到斜面底端下滑到斜面底端B点时的速度及所用时间点时的速度及所用时间【分析】【分析】(1)根据牛顿第二定律求得加速)根据牛顿第二定律求得加速度,利用运动学公式求得时间和速度;度,利用运动学公式求得时间和速度;(2)物体受到的摩擦力沿斜面向上,根据)物体受到的摩擦力沿斜面向上,根据牛顿第二定律求得加速度,根据运动学公式牛顿第二定律求得加速度,根据运动学公式求得速度和时间求得速度和时间质量为质量为20kg的物体若用的物体若用20N的水平力牵引它,刚好能在水平面的
27、水平力牵引它,刚好能在水平面上匀速前进,求:上匀速前进,求:(1)若改用)若改用50N拉力沿与水平方向成拉力沿与水平方向成37的夹角向斜上方拉的夹角向斜上方拉它,使物体由静止出发在水平面上前进它,使物体由静止出发在水平面上前进2.3m时,它的速度多大?时,它的速度多大?(2)在前进)在前进2.3m时撤去拉力,又经过时撤去拉力,又经过3s,物体的速度多大?,物体的速度多大?(3)物体总共通过多大位移?()物体总共通过多大位移?(g取取10m/s2)【分析】【分析】(1)根据物体做匀速直线运动,求出摩擦力的大小,)根据物体做匀速直线运动,求出摩擦力的大小,从而得出动摩擦因数根据牛顿第二定律求出用斜
28、向上拉力作从而得出动摩擦因数根据牛顿第二定律求出用斜向上拉力作用时的加速度,结合速度位移公式求出物体的速度用时的加速度,结合速度位移公式求出物体的速度(2)根据牛顿第二定律求出撤去拉力后的加速度,结合速度)根据牛顿第二定律求出撤去拉力后的加速度,结合速度时间公式求出物体的速度时间公式求出物体的速度(3)由速度位移公式求出撤去拉力后物体滑行的位移,即可)由速度位移公式求出撤去拉力后物体滑行的位移,即可得到总位移得到总位移机械能守恒定律第七章力和在力的方向上发生的位移力和在力的方向上发生的位移W=FW=Fl coscostWPFvP 2k1Emv2E Ep p=mgh=mghE=EE=Ek k+E
29、+Ep pE Ek1k1+E+Ep1p1=E=Ek2k2+E+Ep2p2重力重力弹力弹力W=EW=Ep1p1-E-Ep2p2W W合合=E=Ek2k2-E Ek1k1W W其其=E E机机 机械能机械能机械能概念概念规律规律功率功率功功平均功率平均功率瞬时功率瞬时功率机械能机械能动能动能势能势能重力势能重力势能弹性势能弹性势能动能定理动能定理机械能守恒定律机械能守恒定律重力功与重力势能的关系重力功与重力势能的关系功能原理功能原理W=F s cos (恒力功)恒力功)P=W/t=F v cos(v 平均速度)平均速度)P=F v cos(v 瞬时速度)瞬时速度)Ek=m v 2/2(v 瞬时速度
30、)瞬时速度)EP=mgh(h 相对参考面)相对参考面)*EP=kx2/2(x 形变量)形变量)W合合=Ek (合外力的功或总功等于动能的增量(合外力的功或总功等于动能的增量)WG=-EPE1=E2 ;Ek增增=EP减减W其其=E(除重力以外力的总功等于机械能的增量(除重力以外力的总功等于机械能的增量)一、功一、功1、物理意义:、物理意义:是描述功在空间上的积累效果,这种效果就是改变物体的能量是描述功在空间上的积累效果,这种效果就是改变物体的能量2、两个必要条件:、两个必要条件:力力物体在力的方向上发生的位移物体在力的方向上发生的位移3、定义式:、定义式:W=F l cos4、是标量,但有正负。
31、功的正负是表示该力在物体运动过程中是正功还是负功。、是标量,但有正负。功的正负是表示该力在物体运动过程中是正功还是负功。5、做功与否的判断:、做功与否的判断:(1)做直线运动的物体)做直线运动的物体看看F、s 的夹角的夹角(2)做曲线运动的物体)做曲线运动的物体看看F、v 的夹角的夹角单位焦耳,简称焦,符号单位焦耳,简称焦,符号JcosFlw 当当/2时时,=0,表示力对物体表示力对物体不做功不做功 当当/2时时,0,表示力对物体做表示力对物体做正功(动力)正功(动力)当当/2时时,f vFP=Fva=(F-f)/ma(变加速直线运动)(变加速直线运动)F f a=0Fmin=f vm=P额额
32、/f 以后保持以后保持vm匀速运匀速运动动机车以恒定加速度机车以恒定加速度a 起动的过程起动的过程起动时有起动时有:F f va=(F-f)/mP=FvF 恒定恒定PP额额F f v1=P额额/F 接上接上匀加速直线运动匀加速直线运动P P额额两种情形速度时间图象的比较两种情形速度时间图象的比较vt0vt0vmvmt1v1以恒定功率启动的以恒定功率启动的v-t图像图像以恒定加速度启动的以恒定加速度启动的v-t图像图像无论用哪种方式启动,机车的最大速度都等于其匀速运无论用哪种方式启动,机车的最大速度都等于其匀速运动时的速度,动时的速度,v=vmax时,时,P=P额额,F=Ff,故,故fmaxF额
33、PFPv发动机额定功率为发动机额定功率为80 kW的汽车,质量为的汽车,质量为2103 kg,在水平,在水平路面上行驶时汽车所受摩擦阻力恒为路面上行驶时汽车所受摩擦阻力恒为4103 N。若汽车在平。若汽车在平直公路上以额定功率启动,则下列说法正确的是()直公路上以额定功率启动,则下列说法正确的是()A.汽车的加速度和速度都逐渐增大汽车的加速度和速度都逐渐增大B.汽车匀速行驶时,所受的牵引力为零汽车匀速行驶时,所受的牵引力为零C.汽车的最大速度为汽车的最大速度为20 m/sD.当汽车速度为当汽车速度为5 m/s时,其加速度为时,其加速度为6 m/s2动能定理及其应用动能定理及其应用动能动能1.定
34、义:物体由于运动而具有的能量叫动能,用符号定义:物体由于运动而具有的能量叫动能,用符号Ek表示。表示。2.公式:公式:221Emvk3.单位:焦耳,单位:焦耳,1 J=1 Nm=1 kgm2/s24.性质性质(1)动能是状态量,)动能是状态量,v是瞬时速度,与某一位置或某一时刻对应。是瞬时速度,与某一位置或某一时刻对应。(2)动能是标量,且只有正值,动能与速度方向无关)动能是标量,且只有正值,动能与速度方向无关(3)动能具有相对性,一般以地面为参考系。)动能具有相对性,一般以地面为参考系。5.动能的变化量:物体某动能与初动能之差,即动能的变化量:物体某动能与初动能之差,即2122122121E
35、mvmvEEkkk-表示物体动能增大,0kE一定质量的物体,动能变化时,速度一定变化,但速度变化一定质量的物体,动能变化时,速度一定变化,但速度变化时,动能不一定变化。时,动能不一定变化。处于平衡状态的物体,动能一定保持不变处于平衡状态的物体,动能一定保持不变物体在合外力作用下做变速运动,动能一定变化物体在合外力作用下做变速运动,动能一定变化匀速圆周运动匀速圆周运动动能定理动能定理1.内容:力在一个过程中对物体做的功,等于物体在这个过程内容:力在一个过程中对物体做的功,等于物体在这个过程中动能的变化。中动能的变化。2.表达式:表达式:2122122121mvmvEEEWkkk-3.物理意义:合
36、外力的功是物体动能变化的量度物理意义:合外力的功是物体动能变化的量度4.适用范围适用范围(1)动能定理既适用于直线运动,也适用于曲线运动)动能定理既适用于直线运动,也适用于曲线运动(2)动能定理既适用于恒力做功,也适用于变力做功)动能定理既适用于恒力做功,也适用于变力做功(3)力可以是各种性质的力,既可以同时作用,也可以不)力可以是各种性质的力,既可以同时作用,也可以不 同时作用同时作用如果物体受到几个力的共同作用,动能定理中的如果物体受到几个力的共同作用,动能定理中的W即为合外力做即为合外力做的功。它等于各个力做功的代数和。的功。它等于各个力做功的代数和。关于物体的动能,下列说法正确的是()
37、关于物体的动能,下列说法正确的是()A.物体的速度变化,其动能一定变化物体的速度变化,其动能一定变化B.物体所受的合外力不为零,其动能一定变化物体所受的合外力不为零,其动能一定变化C.物体的动能变化,其运动状态一定发生变化物体的动能变化,其运动状态一定发生变化D.物体的速度变化越大,其动能变化一定也越大物体的速度变化越大,其动能变化一定也越大C若物体速度的方向变化而大小不变,其动能不变化,若物体速度的方向变化而大小不变,其动能不变化,A项错误。项错误。物体所受的合外力不为零,合外力的功为零时,其动能就不变,如匀速圆周运物体所受的合外力不为零,合外力的功为零时,其动能就不变,如匀速圆周运动中,物
38、体所受的合外力不为零,但速度大小始终不变,动能不变,动中,物体所受的合外力不为零,但速度大小始终不变,动能不变,B项错误。项错误。物体动能变化,其速度一定发生改变,故物体的运动状态发生变化,物体动能变化,其速度一定发生改变,故物体的运动状态发生变化,C项正确。项正确。物体的速度变化若仅由方向变化引起,其动能可能不变,如匀速圆周运动物体的速度变化若仅由方向变化引起,其动能可能不变,如匀速圆周运动 变式训练、变式训练、运动员用运动员用100的力把一质量为的力把一质量为2kg 的足球以的足球以5m/s 的速度出去的速度出去20m远,运动员对足球所做的功是远,运动员对足球所做的功是J,足球向前运动过程
39、所受阻力为足球向前运动过程所受阻力为 N。251.25JLLFWJmv25.1WF2521W2阻阻得:变化量阻力做的功等于动能的分析最后足球停下来,由动能定理得:应用动能定理解题的步骤应用动能定理解题的步骤 (1)确定研究对象和研究过程。确定研究对象和研究过程。动能定理的研究对象只能是单个物体,如果是系统,那么系统内的物体间不能有相对运动。(2)对研究对象进行受力分析。对研究对象进行受力分析。(研究对象以外的物体施于研究对象的力都要分析,含重力)。(3)写出该过程中合外力做的功,或分别写出各个力做的功写出该过程中合外力做的功,或分别写出各个力做的功(注意功的正负)。(注意功的正负)。如果研究过
40、程中物体受力情况有变化,要分别写出该力在各个阶段做的功。(4)写出物体的初、末动能。写出物体的初、末动能。(5)按照动能定理列式求解。按照动能定理列式求解。如图所示,斜面倾角为如图所示,斜面倾角为,长为,长为L,AB段光段光滑,滑,BC段粗糙,且段粗糙,且BC=2 AB。质量为。质量为m的的木块从斜面顶端无初速下滑,到达木块从斜面顶端无初速下滑,到达C端时速端时速度刚好减小到零。求物体和斜面度刚好减小到零。求物体和斜面BC段间的动段间的动摩擦因数摩擦因数。CBAtan23032cossin-LmgmgL木块在AB段与CD段滑动时受力情况如图FNGABFNGFfBC考虑木块在斜面上的整个下滑过程
41、,根据动能定理W合=Ek22sinsincos0333LLLmgmgmg-根据动能定理列式求解根据动能定理列式求解确定研究过程确定研究过程受力分析受力分析确定研究确定研究对象对象机械能守恒定律及其应用机械能守恒定律及其应用势能势能1.重力做功的特点重力做功的特点(1)重力做功与物体运动的路径无关,之与初、末位置的)重力做功与物体运动的路径无关,之与初、末位置的高度差有关。高度差有关。WG=mgh(2)重力做功不引起物体机械能的变化)重力做功不引起物体机械能的变化(3)重力做功与物体受几个力的作用及物体怎样运动等无关)重力做功与物体受几个力的作用及物体怎样运动等无关2.重力势能重力势能(1)定义
42、:物体由于处于一定的高度而具有的能量。)定义:物体由于处于一定的高度而具有的能量。(2)公式:)公式:mghpE(3)重力势能是标量,有正、负,当物体在参考平面之上)重力势能是标量,有正、负,当物体在参考平面之上时,时,Ep取正值,取正值,当物体在参考平面之下时,当物体在参考平面之下时,Ep取负值。取负值。3.重力做功与重力势能变化的关系重力做功与重力势能变化的关系(1)定性关系:)定性关系:重力对物体做正功,重力势能就减少;重力对物体做正功,重力势能就减少;重力对物体做负功,重力势能就增加;重力对物体做负功,重力势能就增加;(2)定量关系:)定量关系:重力对物体做的功等于物体重力势能的减少量
43、。重力对物体做的功等于物体重力势能的减少量。pppGEEEW-21即(3)重力势能的变化量时绝对的,与参考平面的选取无关。重力势能的变化量时绝对的,与参考平面的选取无关。4.弹性势能弹性势能(1)定义:物体由于发生弹性形变而具有的能量。)定义:物体由于发生弹性形变而具有的能量。(2)大小:弹簧的弹性势能的大小与形变量及劲度系数有关,)大小:弹簧的弹性势能的大小与形变量及劲度系数有关,弹簧的形变量越大,劲度系数越大,弹簧的弹性势能就越大。弹簧的形变量越大,劲度系数越大,弹簧的弹性势能就越大。为劲度系数为弹簧形变量,kxkxEp,212(3)弹力做功与弹簧势能变化的关系:类似于重力做功与)弹力做功
44、与弹簧势能变化的关系:类似于重力做功与重力势能变化的关系,用公式表示:重力势能变化的关系,用公式表示:pEW-机械能守恒定律机械能守恒定律1.机械能:动能和势能统称为机械能,其中势能包括重力势机械能:动能和势能统称为机械能,其中势能包括重力势能和弹性势能。能和弹性势能。2.机械能守恒定律机械能守恒定律(1)内容:在只有重力或弹力做功的物体系统内,动)内容:在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以相互转化,而总的机械能保持不变。能与势能可以相互转化,而总的机械能保持不变。(2)表达式:)表达式:2211pkpkEEEE机械能守恒指的是整个过程中的守恒,并不只是机械能守恒指的是整个过程中的
45、守恒,并不只是初态、末态的机械能相等初态、末态的机械能相等(3)守恒条件:只有重力或系统内弹力做功(其他)守恒条件:只有重力或系统内弹力做功(其他力不做功或做功的代数和为力不做功或做功的代数和为0)重力势能的变化与零势能参考平面的选取无关重力势能的变化与零势能参考平面的选取无关物体所受的合外力为零,物体的机械能一定守恒。物体所受的合外力为零,物体的机械能一定守恒。物体的速度增大时,其机械能可能减小。物体的速度增大时,其机械能可能减小。物体做匀速直线运动时,机械能一定守恒物体做匀速直线运动时,机械能一定守恒合外力对物体做功为零时,机械能一定守恒合外力对物体做功为零时,机械能一定守恒重力不做功时,
46、机械能一定守恒重力不做功时,机械能一定守恒如图所示,质量如图所示,质量m为为2 kg的物体,从光滑斜的物体,从光滑斜面的顶端面的顶端A点以点以v0=5 m/s的初速度滑下,在的初速度滑下,在D点与弹簧接触并将弹簧压缩到点与弹簧接触并将弹簧压缩到B点时的速度为点时的速度为零,已知从零,已知从A到到B的竖直高度的竖直高度h=5 m,求弹簧,求弹簧的弹力对物体所做的功。的弹力对物体所做的功。v虽然弹簧的弹力是变力,由于斜面光滑,只有重力或弹力只有重力或弹力做功,物体做功,物体机械能守恒,v取B所在水平面为零参考面,弹簧原长处D 点为弹性势能的零参考点,研究对象研究对象判断是否满足机械能守恒条件判断是
47、否满足机械能守恒条件受力及做功受力及做功分析分析恰当选参考平面确定初恰当选参考平面确定初状态和末状态的机械能状态和末状态的机械能建方程建方程则状态A:EA=mgh+mv02/2状态B:EB=Ep+0由机械能守恒定律得:EA=EBW弹=0Ep=(mgh+mv02/2)=125(J)。Ep=mgh+mv02/2弹力对物体做负功,弹簧的弹性势能增加,且弹力做的功的数值与弹性势能的增加量相等。如图所示,质量为如图所示,质量为m的物体(可视为质点)以某的物体(可视为质点)以某一速度由底端冲上倾角为一速度由底端冲上倾角为30的固定斜面,上升的固定斜面,上升的最大高度为的最大高度为h,其加速度大小为其加速度大小为 。在这个过。在这个过程中物体()程中物体()g43A.重力势能增加了重力势能增加了mghB.动能减少了动能减少了mghC.动能减少了动能减少了D.机械能减少了机械能减少了2mg3h2mg3hh解析:物体重力势能的增加量等于克服重力做的解析:物体重力势能的增加量等于克服重力做的功,选项功,选项A正确。合外力做的功等于物体动能的正确。合外力做的功等于物体动能的变化量,则可知动能减少量为变化量,则可知动能减少量为机械能的变化量机械能的变化量=动能变化量动能变化量+重力势能变化量,重力势能变化量,则机械能减少了则机械能减少了 mghhmaEk2330sinmghmgh212mgh3-
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