1、第七章第七章机械能守恒定律机械能守恒定律知识知识结构结构功的功的求法求法动能动能定理定理机械能机械能守恒守恒作业点评作业点评学习学习目标目标功能功能关系关系第七章第七章机械能守恒定律机械能守恒定律6质量质量m=5t的汽车从静止出发，以的汽车从静止出发，以a=1ms2的加速度沿水平直路作匀加速运动，汽车所的加速度沿水平直路作匀加速运动，汽车所受的阻力等于车重的受的阻力等于车重的0.06倍，求汽车的牵引力倍，求汽车的牵引力在在10s内的平均功率和内的平均功率和10s末的瞬时功末的瞬时功率（率（g=10ms2)知识知识结构结构功的功的求法求法动能动能定理定理机械能机械能守恒守恒作业点评作业点评学习学
2、习目标目标功能功能关系关系第七章第七章机械能守恒定律机械能守恒定律学习目标学习目标1.掌握功、功率、机械能、动能、重力势能和掌握功、功率、机械能、动能、重力势能和弹性势能的基本概念弹性势能的基本概念2.明确重力做功、弹簧弹力做功的特点明确重力做功、弹簧弹力做功的特点3.复习掌握动能定理和机械能守恒基本规律复习掌握动能定理和机械能守恒基本规律4.明确应用动能定理、机械能守恒定律基本思明确应用动能定理、机械能守恒定律基本思路和方法路和方法5.初步理解能量守恒及其在功能关系中的应用初步理解能量守恒及其在功能关系中的应用第七章第七章机械能守恒定律机械能守恒定律知识知识结构结构功的功的求法求法动能动能定
3、理定理机械能机械能守恒守恒学习学习目标目标功能功能关系关系第七章第七章机械能守恒定律机械能守恒定律知识结构知识结构功功能能关关系系知识知识结构结构功的功的求法求法动能动能定理定理机械能机械能守恒守恒学习学习目标目标功能功能关系关系第七章第七章机械能守恒定律机械能守恒定律知识结构知识结构功功能能关关系系知识知识结构结构功的功的求法求法动能动能定理定理机械能机械能守恒守恒学习学习目标目标功能功能关系关系第七章第七章机械能守恒定律机械能守恒定律一一.功的求功的求法法知识知识结构结构功的功的求法求法动能动能定理定理机械能机械能守恒守恒学习学习目标目标功能功能关系关系(1)利用定义式来求：若恒力做功，可
4、用定义式利用定义式来求：若恒力做功，可用定义式WFlcos 求恒力的功，其中求恒力的功，其中F、l为力的大小为力的大小和位移的大小。和位移的大小。为力为力F与位移与位移l方向上的夹角，方向上的夹角，且且0180。(2)利用功率求功：若某力做功或发动机的功率利用功率求功：若某力做功或发动机的功率P一定，则在时间一定，则在时间t内做的功可用内做的功可用WPt来求。来求。(3)利用功能关系来求。利用功能关系来求。第七章第七章机械能守恒定律机械能守恒定律知识知识结构结构功的功的求法求法动能动能定理定理机械能机械能守恒守恒学习学习目标目标功能功能关系关系一一.功的求功的求法法【例例1】如图所示，一辆玩具
5、小车静止如图所示，一辆玩具小车静止 在光滑在光滑的水平导轨上，一个小球用细绳挂在小车的水平导轨上，一个小球用细绳挂在小车 上，上，由图中位置无初速度释放，则小球在下摆的过由图中位置无初速度释放，则小球在下摆的过程中，下列说法正确的是程中，下列说法正确的是 ()A绳的拉力对小球不做功绳的拉力对小球不做功 B绳的拉力对小球做正功绳的拉力对小球做正功 C小球的合力不做功小球的合力不做功 D绳的拉力对小球做负功绳的拉力对小球做负功 第七章第七章机械能守恒定律机械能守恒定律二二.动能定理动能定理知识知识结构结构功的功的求法求法动能动能定理定理机械能机械能守恒守恒学习学习目标目标功能功能关系关系2.何时考
6、虑使用动能定理何时考虑使用动能定理 研究力和运动的问题时，研究力和运动的问题时，“往往往往”在不涉及在不涉及加速度和时间问题时，首先考虑动能定理。加速度和时间问题时，首先考虑动能定理。1.动能定理：动能定理：F1x1+F2x3+=动能定理适用范围远比牛顿运动定律和机械能守动能定理适用范围远比牛顿运动定律和机械能守恒定律大得多。凡是宏观机械运动中涉及到功与动恒定律大得多。凡是宏观机械运动中涉及到功与动能关系的问题均可适用。既可解决直线运动问题，能关系的问题均可适用。既可解决直线运动问题，又可解决曲线运动问题，不但适用于恒力做功，也又可解决曲线运动问题，不但适用于恒力做功，也适用于变力做功。动能定
7、理的研究过程既可以是针适用于变力做功。动能定理的研究过程既可以是针对运动过程中的某个具体过程，也可以是针对运动对运动过程中的某个具体过程，也可以是针对运动的全过程。的全过程。第七章第七章机械能守恒定律机械能守恒定律知识知识结构结构功的功的求法求法动能动能定理定理机械能机械能守恒守恒学习学习目标目标功能功能关系关系3.如何应用动能定理如何应用动能定理 应用动能定理的一般步骤应用动能定理的一般步骤a.选择研究过程和研究对象选择研究过程和研究对象b.受力分析受力分析c.明确总功明确总功d.明确研究过程所对应的初末状态，写出动能的改变量明确研究过程所对应的初末状态，写出动能的改变量明确哪些力做功明确哪
8、些力做功明确功的表达式明确功的表达式明确功的正负明确功的正负写出各力做功的代数和写出各力做功的代数和二二.动能定理动能定理第七章第七章机械能守恒定律机械能守恒定律知识知识结构结构功的功的求法求法动能动能定理定理机械能机械能守恒守恒学习学习目标目标功能功能关系关系【例例2】如图所示，半径为如图所示，半径为 的半圆光滑轨道固定在水的半圆光滑轨道固定在水平地面上。平地面上。A、B点在同一竖直直线上。质量为点在同一竖直直线上。质量为 的小的小球以某一速度球以某一速度v0从从C点运动到点运动到A点进入轨道，小球与水点进入轨道，小球与水平地面间的动摩擦因数为平地面间的动摩擦因数为，它经过最高点，它经过最高
9、点B飞出后飞出后又能落回到又能落回到C点，点，AC=2R。求小球开始在求小球开始在C点时点时v0的大小。的大小。COAB二二.动能定理动能定理第七章第七章机械能守恒定律机械能守恒定律知识知识结构结构功的功的求法求法动能动能定理定理机械能机械能守恒守恒学习学习目标目标功能功能关系关系【练习练习】一列火车在机车牵引下沿水平轨道行驶，经一列火车在机车牵引下沿水平轨道行驶，经过时间过时间t，其速度由，其速度由0增大到增大到v。，已知列车总质量为。，已知列车总质量为M，机车功率机车功率P保持不变，列车所受阻力保持不变，列车所受阻力f大小不变。求：大小不变。求：这段时间内列车通过的路程。这段时间内列车通过
10、的路程。二二.动能定理动能定理第七章第七章机械能守恒定律机械能守恒定律三机械能守恒定律三机械能守恒定律知识知识结构结构功的功的求法求法动能动能定理定理机械能机械能守恒守恒学习学习目标目标功能功能关系关系一是一是:用做功来判断，即对某一系统，若只有用做功来判断，即对某一系统，若只有重力和系统内弹力做功，其他力不做功或做重力和系统内弹力做功，其他力不做功或做功的代数和为零，则该系统的机械能守恒；功的代数和为零，则该系统的机械能守恒；1判断系统的机械能是否守恒的方法判断系统的机械能是否守恒的方法 二是二是:用能量转化的观点来判断，若物体系中用能量转化的观点来判断，若物体系中只有动能和势能的相互转化而
11、无机械能与其只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化，则物体系的机械能守恒他形式的能的转化，则物体系的机械能守恒.第七章第七章机械能守恒定律机械能守恒定律知识知识结构结构功的功的求法求法动能动能定理定理机械能机械能守恒守恒学习学习目标目标功能功能关系关系(1)根据要求的物理量根据要求的物理量确定确定研究对象和研究过程。研究对象和研究过程。(2)分析外力和内力的做功情况或能量转化情况，分析外力和内力的做功情况或能量转化情况，确认机械能守恒。确认机械能守恒。(3)根据机械能守恒定律根据机械能守恒定律列出方程列出方程及相关辅助方程。及相关辅助方程。(4)求求出未知量。出未知量。2应用机
12、械能守恒定律解题的思路应用机械能守恒定律解题的思路 三机械能守恒定律三机械能守恒定律第七章第七章机械能守恒定律机械能守恒定律知识知识结构结构功的功的求法求法动能动能定理定理机械能机械能守恒守恒学习学习目标目标功能功能关系关系三机械能守恒定律三机械能守恒定律【例例3】质量为质量为m的小球从离心轨道上由静止开始无摩擦的小球从离心轨道上由静止开始无摩擦滑下后进入竖直面内的圆形轨道，圆形轨道的半径为滑下后进入竖直面内的圆形轨道，圆形轨道的半径为R，求：求：（1）使小球能达到圆形轨道的最高点，）使小球能达到圆形轨道的最高点，h至少应为多大？至少应为多大？（2）当）当h=4R时，小球运动到圆环的最高点速度
13、是多大？时，小球运动到圆环的最高点速度是多大？此时圆环对小球的压力为多少？此时圆环对小球的压力为多少？hR第七章第七章机械能守恒定律机械能守恒定律知识知识结构结构功的功的求法求法动能动能定理定理机械能机械能守恒守恒学习学习目标目标功能功能关系关系【练习练习】如图所示，长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架，在如图所示，长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架，在A处固定质量为处固定质量为2m的小球，的小球，B处固定质量为处固定质量为m 的小球，支架悬挂在的小球，支架悬挂在O点，点，可绕过可绕过O点并与支架所在平面相垂直的固定轴转动，开始时点并与支架所在平面相垂直的固定轴转动，开始时OB与地面与地
14、面相垂直，放手后开始运动，在不计任何阻力的情况下，下列说法正确相垂直，放手后开始运动，在不计任何阻力的情况下，下列说法正确的是（的是（）AA球到达最低点时速度为零。球到达最低点时速度为零。BA球机械能减少量等于球机械能减少量等于B球机械能增加量。球机械能增加量。CB球向左摆动所能达到的最高位置应高于球向左摆动所能达到的最高位置应高于A球开始运动时的高球开始运动时的高度。度。D当支架从左向右回摆时，当支架从左向右回摆时，A球一定能回到起始高度。球一定能回到起始高度。AB2mm三机械能守恒定律三机械能守恒定律第七章第七章机械能守恒定律机械能守恒定律知识知识结构结构功的功的求法求法动能动能定理定理机
15、械能机械能守恒守恒学习学习目标目标功能功能关系关系四能量守恒及功能关系四能量守恒及功能关系1能量是表征物体对外做功本领的物理量能量是表征物体对外做功本领的物理量 能量的具体数值往往无多大意义，我们关心的大多是能量能量的具体数值往往无多大意义，我们关心的大多是能量的变化量。能量的变化必须通过做功才能实现，某种力做功往的变化量。能量的变化必须通过做功才能实现，某种力做功往往与某一具体的能量变化相联系，即功能关系。往与某一具体的能量变化相联系，即功能关系。2功是能量转化的量度功是能量转化的量度第七章第七章机械能守恒定律机械能守恒定律知识知识结构结构功的功的求法求法动能动能定理定理机械能机械能守恒守恒
16、学习学习目标目标功能功能关系关系四能量守恒及功能关系四能量守恒及功能关系【例例4】节日燃放礼花弹时，要先将礼花弹放入一个节日燃放礼花弹时，要先将礼花弹放入一个竖直的炮筒中，然后点燃礼花弹的发射部分，通过火竖直的炮筒中，然后点燃礼花弹的发射部分，通过火药剧烈燃烧产生高压燃气，将礼花弹由炮筒底部射向药剧烈燃烧产生高压燃气，将礼花弹由炮筒底部射向空中。若礼花弹在由炮筒底部出发至炮筒口的过程中，空中。若礼花弹在由炮筒底部出发至炮筒口的过程中，克服重力做功克服重力做功W1，克服炮筒阻力及空气阻力做功，克服炮筒阻力及空气阻力做功W2，高压燃气对礼花弹做功高压燃气对礼花弹做功W3，则礼花弹在炮筒内运动的，则
17、礼花弹在炮筒内运动的过程中（假设礼花弹此过程中质量不变）过程中（假设礼花弹此过程中质量不变）A重力势能的变化量为重力势能的变化量为W3W1 B动能变化量为动能变化量为W3W2W1 C机械能变化量为机械能变化量为W3W2 D机械能变化量为机械能变化量为W3W1第七章第七章机械能守恒定律机械能守恒定律1.通过练习复习了功和能量的相关概念通过练习复习了功和能量的相关概念2.着重总结和应用了求功的方法着重总结和应用了求功的方法3.重温了动能定理和机械能守恒定律，重温了动能定理和机械能守恒定律，及其应用的一般步骤。及其应用的一般步骤。4.认识到，牛顿运动定律和功能关系是认识到，牛顿运动定律和功能关系是解决动力学问题的两个重要工具，同时解决动力学问题的两个重要工具，同时感受到，用使用功能关系解决问题更简感受到，用使用功能关系解决问题更简便、更灵活。便、更灵活。
