(共29张PPT)
能量守恒定律
能量守恒定律
要点·疑点·考点
课 前 热 身
能力·思维·方法
延伸·拓展
要点·疑点·考点
一、重力做功特点
1.重点做功与路径无关，只与物体的始末位置高度差有关?
2.重力做功的大小：W=mg·h
3.重力做功与重力势能的关系：WG=-△Ep
要点·疑点·考点
二、机械能
1.物体的动能和势能之和称为物体的机械能?
2.重力势能是物体和地球共有的，重力势能的值与零势能面的选择有关，物体在零势能面之上的是正值，在其下的是负值?但是重力势能差值与零势能面选择无关.
要点·疑点·考点
三、机械能守恒定律
1.在只有重力(及系统内弹簧的弹力)做功的情形下物体的动能和重力势能(及弹性势能)发生相互转化，但机械能的总量保持不变，这个结论叫做机械能守恒定律?
即Ek+EP=Ek′+EP′
或△Ek=△EP或△EA增=△EB减
要点·疑点·考点
2.机械能是否守恒的判断.
(1)利用机械能的定义：若物体在水平面上匀速运动，其动、势能均不变，其机械能守恒，若一个物体沿斜面匀速下滑，其动能不变，重力势能减少，其机械能减少，此类判断比较直观，但仅能判断难度不大的判断题.
要点·疑点·考点
(2)利用机械能守恒的条件，即系统只有重力(和弹力)做功，如果符合上述条件，物体的机械能守恒(此弹力仅为弹簧的弹力)?
(3)除重力(或弹力)做功外，还有其他的力做功，若其他力做功之和为0，物体的机械能守恒；反之，物体的机械能将不守恒.
(4)对某一系统，物体间只有动能和重力势能及弹性势能相互转化，系统跟外界没有发生机械能的传递，机械能也没有转变成其他形式的能(如没有内能产生)，则系统的机械能守恒.
要点·疑点·考点
3.应用机械能守恒定律解题的基本步骤.
(1)根据题意，选取研究对象(物体或系统).
(2)明确研究对象的运动过程，分析对象在过程中的受力情况，弄清各力做功情况，判断是否符合机械能守恒的条件.
(3)恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程中的起始状态和末始状态的机械能(包括动能和重力势能).
(4)根据机械能守恒定律列方程，进行求解.
课 前 热 身
1.下列运动物体，机械能守恒的有(D)
A.物体沿斜面匀速下滑
B.物体沿竖直平面内的圆形轨道做匀速圆周运动
C.跳伞运动员在空中匀速下落
D.沿光滑曲面自由下滑的木块
课 前 热 身
2.关于重力势能的说法，正确的是(Ｃ)
A.重力势能等于0的物体，不可能对别的物体做功
B.在地平面下方的物体，它具有的重力势能一定大于0
C.重力势能减少，重力一定对物体做正功
D.重力势能增加，重力一定对物体做正功
课 前 热 身
3.当重力对物体做正功时，物体的(C)
A.重力势能一定减少，动能一定增加
B.重力势能一定增加，动能一定减少
C.重力势能一定减少，动能不一定增加
D.重力势能不一定减少，动能也不一定增加
课 前 热 身
4.质量为2kg的物体，自30m高处自由下落2s时，物体的重力势能为(g取10m/s2，取地面为0势能面)(A)
A.200J
B.400J
C.600J
D.800J
课 前 热 身
5.在楼上以相同的速率同时抛出质量相同的三个小球，并落在同一水平面上，A球上抛，B球平抛，C球竖直下抛，则三球着地时的(A)
A.动能相同
B.动量相同
C.机械能不同
D.速率不相同
课 前 热 身
6.从高为5m的平台上斜抛出一个小球，初速度是10m/s，落地时小球的速度大小为多少 (不计空气阻力，g取10m/s2)
【答案】 m/s
能力·思维·方法
【例1】玩具火箭内充满压缩空气，在发射的时候利用压缩空气从火箭的尾部射出笨重的箭身，而使火箭头向前飞行?假如在竖直向上发射的时候，箭头能上升的度为h=16m?现改为另一种发射方式：首先让火箭沿半径为R=4m的半圆形轨道滑行(如图6-4-1所示)，在达到轨道的最低点A时(此时火箭具有最大的滑行速度)，再开动发动机发射火箭，试问按这种方式发射的火箭头能上升多高 (不计摩擦和空气阻力)
图6-4-1
能力·思维·方法
【解析】设火箭发射过程结束火箭头所获得的初速度为v0，火箭头的质量为m?当火箭头上升时只受重力作用(因空气阻力不计)，所以机械能守恒，有关系式:
1/2mv20=mgh从而得到v0= ①
改用后一种方式发射时，设火箭沿光滑半圆形轨道滑到最低点A时的速率为vA，同理由机械守恒定律可得: vA= ②
能力·思维·方法
若待火箭滑到最低点A的时刻，再开动发动机发射火箭；发射结束时火箭对地的速率为：
v=vA+v0
设火箭A相对于点A上升的最大高度为H，由机械能守恒得:1/2mv2=mgH
所以:
H=v2/2g=(vA+v0)2/2g=(vA2+v20+2vAv0)/2g=24m
能力·思维·方法
【例2】一条长为L的均匀链条，放在光滑水平桌面上，链条的一半垂于桌边，如图6-4-2所示?现由静止开始使链条自由滑落，当它全部脱离桌面时的速度为多大
图6-4-2
能力·思维·方法
【解析】因桌面光滑，链条虽受桌面的支持力，但支持力对链条不做功，在链条下滑过程中只有重力对链条做功，故链条下滑过程中机械能守恒?
设链条总质量为m，由于链条均匀，因此对链条所研究部分可认为其重心在它的几何中心?先取桌面为零势能面，则初、末状态的机械能分别为：
能力·思维·方法
初态：Ek0=0,Ep0=-1/2(mgL/4)
末态：Ekt=1/2mv22，Ept=-mgL/2?
根据机械能守恒定律有：
0-1/2(mgL/4)=1/2mv22-mgL/2
解得v=?
能力·思维·方法
【例3】长为l的轻绳，一端系一质量为m的小球，一端固定于O点.在O点正下方距O点h处有一枚钉子C?现将绳拉到水平位置，如图6-4-3所示.将小球由静止释放，欲使小球到达最低点后以C为圆心做完整的圆周运动，试确定h应满足的条件.
图6-4-3
能力·思维·方法
【解析】小球在运动过程中，受重力和绳的拉力作用，由于绳的拉力时刻与球的速度垂直，所以绳的拉力不对小球做功，即小球运动过程中，只有重力对其做功，机械能守恒?
显然，h越小，C的位置越高，小球在以C为圆心做圆周运动时，经过C正上方的速度v越小，由于v存在极小值，故h存在极小值.?
能力·思维·方法
设小球在C点正上方时，速度为v，分析此时小球受力情况如图6-4-3，则:T+mg=mv2/(l-h)①
T=m[v2/(l-h)-g]，由T≥0解得v2≥g(l-h)②
又由以上分析，小球运动过程中机械能守恒，小球位于C点正上方所在水平面为零势面，则有
mg［l-2(l-h)］=1/2mv2-0，v2=2g(2h-l)③
联立②、③，解得2g(2h-l)≥g(l-h)，
h≥3l/5④
故h应满足的条件即为h≥3l/5.
能力·思维·方法
【解题回顾】本题考查了机械能守恒定律及圆周运动的知识，根据机械能守恒定律，C的位置越高即h越小，小球在O点正上方速率越小，而其最小速度应保证小球能满足重力刚好提供向心力.
延伸·拓展
【例5】如图6-4-5所示，半径为r，质量不计的圆盘盘面与地面相垂直，圆心处有一个垂直盘面的光滑水平固定轴O，在圆盘的最右边缘固定一个质量为m的小球A，在O点的正下方离O点r/2处固定一个质量也为m的小球B.?
图6-4-5
延伸·拓展
放开盘让其自由转动，问：
(1)当A球转到最低点时，两小球的重力势能之和减少了多少
(2)A球转到最低点时的线速度是多少
延伸·拓展
【解析】(1)以通过O的水平面为零势能面，开始时和A球转到最低点时两球重力势能之和分别为
EP1=EPA+EPB=0+EPB=-mg·(r/2),
EP2=E′PA+E′PB=-mgr+0=-mgr?
∴两球重力势能之和减少
△Ep′=EP1-EP2=-1/2mgr-(-mgr)=1/2mgr.
延伸·拓展
(2)由于圆盘转动过程中，只有两球重力做功，机械能守恒.因此，两球重力势能之和的减少一定等于两球动能的增加.设A球转到最低点时，A、B两球的速度分别为vＡ、vＢ，则:
1/2mgr=1/2mv2Ａ+1/2mv2Ｂ
因A、B两球固定在同一个圆盘上，转动过程中的角速度相同，设为 .由:vＡ= r,vＢ= ·r/2,得vＡ=2vＢ.
将vＡ=2vＢ，代入上式，得:
1/2mgr=1/2mv2Ａ+1/2m(vＡ/2)2，∴vA=?(共16张PPT)
2.3能量能守恒定律
上升过程
下落过程
势能
动能
增加
减小
势能
动能
减少
增加
猜想：
动能变化与势能变化之间有什么关系呢？
实验设计
C
B
O
A
h
1、h: 刻度尺测量
2、v:
刻度尺测BC长度
进行实验及数据收集
1、固定打点计时器时，应使两个限位孔中心
轴线竖直。
2、纸带应处于墨粉纸盘之下。
3、先通电后释放重物，实验完毕立即关闭电源。
结论：
误差允许范围内，动能变化=势能变化。
理论探究：
h1
V1
h2
V2
A
B
②由重力做功与重力势能关系
①A→B动能定理：
③ 由以上两式：
即：
一、机械能守恒定律
1、内容：在只有重力做功的情况下，物体的动能与重力势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。
2、表达式：
3、条件：
WG外=0
理论探究：
V1
h1
h2
V2
A
B
②由重力做功与
重力势能关系
① A→B动能定理
△
例题1
下列运动能满足机械能守恒的是：
A、石头从手中抛出后的运动（不计空气阻力）
B、子弹穿木块
C、吊车将货物匀速吊起
D、降落伞在空中匀速下降
( A )
例题2
解题步骤：
1、判
2、选
3、明
4、列
5、解
T
mg
v
B
A
O
L
C
二、能量守恒定律
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中其总量不变。
课堂练习
1、质量为m的滑块沿着高为h，常为l的粗糙斜面恰能匀速下滑，在滑块从斜面顶端下到底端的过程中：
A、重力对滑块所做的功等于mgh
B、滑块克服阻力所做的功等于mgh
C、滑块的机械能守恒
D、合力对滑块所做的功不确定
( AB )
θ
h
L
N
f
mg
2、在距地面高度为15m的地方，以30m/s得初
速度竖直上抛一个物体（不计空气阻力）问：
（1）在离地面多少米处，其重力势能等于动能
（2）经过多长时间，其重力势能为动能的2倍
（以地面为零势能参考面，取g=10m/s2）
解：（1）由机械能守恒得：
（2）同理，由机械能守恒得：
由运动学公式得：
一、机械能守恒定律
1、内容
2、条件
3、表达式
4、解题步骤
二、能量守恒
小结：
谢 谢(共11张PPT)
第1节 动能的改变
恒力做功和动能改变的关系
实验设计
问题1：这个实验需测量哪些物理量？应用什么方法、什么仪器来测量？
恒力F 位移S 质量m 速度v
钩码 打点计时器或光电门
问题2：小车运动过程中受哪几个力？保证钩码重力近似等于小车所受的合外力，该满足哪些条件？
受到F G N f。
应满足：（1）m钩码< （2）平衡摩擦力
问题3：实验中，合外力对小车做功怎么计算？小车的初速度、末速度如何求？
W=F合S=mgS
V=d/t d:挡光片的宽度
问题4：实验数据记录表该怎么设计？
实验步骤：
1.改变轨道的倾角，轻推小车，使小车在不挂砝码时能匀速运动。
2.在细绳的另一端挂上砝码，点击“开始”，放开小车，使之做匀加速运动。当小车运动到轨道左端时，点击“结束”。
3.重复以上步骤2次。
4.改变钩码质量，再重复实验。
实验结果：
在允许的误差范围内，恒力所做的功和动能变化的关系是相等的.
设一物体的质量为m，初速度为v1，在与运动方向相同的合外力F的作用力下发生一段位移S,速度增加到v2，根据牛顿第二定律和匀变速运动的规律，推导出合外力对物体做功和物体动能改变的关系。
合外力对物体做的功等于物体动能的改变
W＝Ek2－Ek1=△EK
动能定理的适用范围：动能定理既适合于恒力做功，也适合于变力做功，既适用直线运动，也适用于曲线运动。
合力做的功即总功
末动能
初动能
应用动能定理解题的步骤：
1、 确定研究对象
2、 确定研究过程
3、 分析物体的受力和各力的做功情况 4、 确定初末状态的动能
5、 应用动能定理列方程求解(共7张PPT)
第二章 能的转化与守恒 第一节 动能的改变
第二章 能的转化与守恒 第一节 动能的改变
子弹
原子弹
问题1:从刚才的几个场景中,同学们能否
说说它们包含物理学的哪些知识
问题2:运动的物体具有动能？为什么有动能呢
龙卷风
问题3：物体的动能大小跟哪些因素有关呢？
一、物体的动能与物体的质量和速度有关,
质量越大,运动速度越大,物体的动能就越大.
运动的物体能对外做功
1、动能的大小：
2、动能：单位：J，
它是标量，也是一个状态量
问题4：若外力对物体做功，该物体的动能总会增加吗？
如果物体对外做功，该物体的动能总会减少吗？
动能变化
问题5：做功与动能的改变之间究竟有什么关系呢？
方法引导：我们可以先从简单的情况入手，
通过实验来探究恒力做功与动能改变的关系。
实验原理
实验器材
实验设计
实验操作与测量
数椐分析与结果
误差分析
例题：设一个物体的质量为m，初速度为V1，在与运动方向
相同的合外力F的作用下发生一段位移s，速度增加到V2，
请比较合外力做功与物体动能的变化关系？
F
V1
F
V2
s
二、动能定理：
合外力对物体所做的功等于物体动能的变化。
数学式子：（用W表示合外力做功，用Ek1表示初动能 ,用Ek2
表示末动能 .）
或
例题：一辆汽车以V1=60Km/s的速度行驶，司机突然发现在
前方约S=30m处有一包东西，马上紧急刹车。设司机的反应
时间t1=0.75s,刹车汽车与地面间的动摩擦因数 =O.75,求汽
车到达这包东西所在处的速度.
解:根据题意
汽车在t1=0.75s时间做匀速运动的位移 S1=V1t1=16.7×0.75=12.5(m)
所以从刹车到达这东西的位移 S2=S-S1=30-12.5=17.5(m)
所以汽车到达这包东西所在处的速度v2
由动能定理得:
书面作业 P27页 2 4 6(共28张PPT)
动能的改变
动能的改变
要点·疑点·考点
课 前 热 身
能力·思维·方法
延伸·拓展
要点·疑点·考点
一、动能
1.定义：物体由于运动而具有的能叫动能，用Ek表示?
2.公式：Ek=1/2mv2，单位：J.
3.动能是标量?
4.动能的变化△Ek=1/2mvt2-1/2mv02. △Ek＞0，表示物体的动能增加； △Ek＜0，表示物体的动能减少.
5.物体的动能与动量均与物体的质量有关，但物理意义不同，且动量是矢量，它们之间的关系是∶Ek=p2/(2m)，p=
要点·疑点·考点
二、动能定理
1.内容：外力对物体做的总功等于物体动能的变化.
2.公式∑WF=1/2mv22-1/2mv12.
【说明】
(1)等式的左边为各个力做功的代数和，正值代表正功，负值代表负功.等式右边动能的变化，指末动能EK2=1/2mv22与初能EK1=1/2mv12之差.
(2)动能定理适用于单个物体.这里我们所说的外力，既可以是重力、弹力、摩擦力，也可以是电场力、磁场力或其他的力?
要点·疑点·考点
(3)应用动能定理解题，一般比牛顿第二定律解题要简便.一般牵扯到力与位移关系的题目中，优先考虑使用动能定理?
(4)使用动能定理应注意的问题：
①物体动能的变化是由于外力对物体做功引起的.外力对物体做的总功为正功，则物体的动能增加；反之将减小.外力对物体所做的总功，应为所有外力做功的代数和，包含重力.
要点·疑点·考点
②有些力在物体运动全过程中不是始终存在的，若物体运动过程中包含几个物理过程，物体运动状态、受力等情况均发生变化，因而在考虑外力做功时，必须根据不同情况分别对待.
③若物体运动过程中包含几个不同的物理过程，解题时可以分段考虑.这对初学者比较容易掌握，若有能力，可视全过程为一整体，用动能定理解题?
④研究对象为一物体系统，对系统用动能定理时，必须区别系统的外力与内力.
⑤动能定量中的位移和速度必须是相对于同一个参考系.一般以地面为参考系.
要点·疑点·考点
3.应用动能定理解题的基本步骤：
(1)选取研究对象，明确它的运动过程?
(2)分析研究对象的受力情况和各个力的做功情况：受哪些力 每个力是否做功，做正功还是做负功 做多少功 然后求各个力做功的代数和.
(3)明确物体在过程的始未状态的动能EK1和EK2
(4)列出动能的方程∑WF=EK2-EK1，及其他必要辅助方程，进行求解.?
课 前 热 身
1.下列关于动能和动量的说法，正确的是(B)
A.物体的动量发生变化，动能一定变化
B.物体的动能发生变化，动量一定变化
C.物体的动能发生变化，动量一定不变
D.物体的动量发生变化，动能一定不变
课 前 热 身
2.放在光滑水平面上的某物体，在水平恒力F的作用下，由静止开始运动，在其速度由0增加到v和由v增加到2v的两个阶段中，F对物体所做的功之比为(C)
A.1∶1
B.1∶2
C.1∶3
D.1∶4
课 前 热 身
3.两辆汽车在同一平直路面上行驶，它们的质量之比m1∶m2=1∶2，速度之比v1∶v2=2∶1，两车急刹车后甲车滑行的最大距离为s1，乙车滑行的最大距离为s2，设两车与路面间的动摩擦因数相等，不计空气阻力，则(D)
A.s1∶s2=1∶2
B.s1∶s2=1∶1
C.s1∶s2=2∶1
D.s1∶s2=4∶1
课 前 热 身
4.质量为2kg的物体自5m高处自由下落，g取10m/s2，物体接触地面瞬间的动能是100J，动量的大小是20kg·m/s，方向竖直向下.?
5.质量为m1和m2的两个物体，如果它们的动量相等，那么它们的动能之比为m2∶m1；如果它们的动能相等，它们的动量之比为
能力·思维·方法
【例1】质量为500t的列车，以恒定功率沿平直轨道行驶，在3min内行驶速度由45km/h增加到最大速度54km/h，求机车的功率.(g=10m/s2)
能力·思维·方法
【解析】由整个过程中列车所受的牵引力不是恒力，因此加速度不是恒量，运动学中匀变速直线运动公式不能用，由动能定理得
W牵+W阻=1/2mv2m-1/2mv2……①
其中W阻=-fs,W牵是一个变力的功，但因该变力的功率恒定，故可用W=Pt计算?这样①式变为
Pt-fs=1/2mv2m-1/2mv2……②
又因达到最大速度时F=f故vm=P/f……③
联立解得：P=600kW.
能力·思维·方法
【解题回顾】此题的牵引力是一个难点，大家通过前面功的计算的复习，要注意不要把做功限制在W=Fscosα公式上，还要注意P=W/t的应用.?
能力·思维·方法
【例2】如图6-3-1所示，斜面倾角为θ，质量为m的滑块在距板P为s0处以初速度v0沿斜面上滑，滑块与斜面间的动摩擦因数为，滑块所受摩擦力小于使滑块沿斜面下滑的力，若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失，求滑块经过的路程有多大
图6-3-1
能力·思维·方法
【解析】解法一：由动能定理求.?
由于滑块重力沿斜面向下的分力大于滑块所受摩擦力，所以可断定滑块最终将停靠在挡板处，从以v0向上滑动至最终停下，设滑块经过的路程为s，此过程中重力对滑块做功WG=mgs0sin 摩擦力做功Wf=- mgscos ，对滑块由动能定理，有mgs0sin - mgscos =0-1/2mv20
解得s=(gs0sin +1/2v20)/ gscos
能力·思维·方法
解法二：由能量转化与守恒求.
该过程中滑块机械能的减少
△E1=mgs0sin +1/2mv20，克服摩擦力做功转化的内能△E2= mgscos ，由能量守恒定律有△E1=△E2 ，即：
mgs0sin +1/2mv20= mgscos ，
同样解出s.
能力·思维·方法
【例3】如图6-3-2所示，在光滑的水平面上有一平板M正以速度v向右运动?现将一质量为m的木块无初速度地放在小车上，由于木块和小车之间的摩擦力的作用，小车的速度将发生变化，为使小车保持原来的运动速度不变，必须及时对小车施加一向右的水平恒力F?当F作用一段时间后把它撤开，木块和小车间的动摩擦因数为μ，求在上述过程中，水平恒力F对小车做多少功
图6-3-2
能力·思维·方法
【解析】本题中的m和M是通过摩擦相互联系的，题中已经给出最后两者速速度均为v，解题的关键是要找出s车和s木的关系?
由于s车=vt,s木=v平均t=(v/2)t，所以s车/s木=2/1①
根据动能定理，对于木块有
mgs木=1/2mv2-0②
对于车有
WF- mgs车=Mv2/2-Mv2/2=0③
将①式、②式和③式联系起来，可得W=mv2
能力·思维·方法
【例4】总质量为M的列车沿水平直线轨道匀速前进，其末节车厢质量为m，中途脱节，司机发觉时，机车已行驶了L的距离，于是立即关闭油门，除去牵引力.设阻力与质量成正比，机车的牵引力是恒定的，当列车的两部分都停止时，它们的距离是多少
能力·思维·方法
【解析】此题用动能定理求解比用运动学结合牛顿第二定律求解简单.先画出草图如图6-3-3所示，
图6-3-3
能力·思维·方法
根据动能定理便可解得.
FL- (M-m)g·s1=-1/2(M-m)v02
对末节车厢，根据动能定理有
- mg·s2 =-1/2mv02
而△s=s1-s2.
由于原来列车匀速运动，所以F= Mg.
以上方程联立解得△s=ML/(M-m)?
能力·思维·方法
【解题回顾】物体运动有几个过程时，应注意对全过程列式，解答此类题，关键是分清整个过程中牵引力做功及初末状态的动能.
此题也可用功能补偿的思路来解.假设中途脱节时，司机立即发觉并立即关闭油门，则车厢和机车会停在同一地点：但因行驶L距离后刹车，在该过程中，牵引力做功为μΜgL,这部分功却用来补偿机车多行驶距离克服运动阻力所做的功，则有
MgL= (M-m)g·△s.
由此解得：△s=ML/(M-m)
延伸·拓展
【例5】在某市区内，一辆小汽车在平直的公路上以速度vA向东匀速行驶，一位观光游客正由南向北从斑马线上横过马路，汽车司机发现前方有危险(游客正在D处).经0.7s作出反应，紧急刹车，但仍将正步行至B处的游客撞伤，该汽车最终在C处停下，为了清晰了解事故现场，现以图6-3-4模拟之：
图6-3-4
延伸·拓展
为了判断汽车司机是否超速行驶，警方派一警车以法定最高速度vm=14.0m/s行驶在同一马路的同一地段，在肇事汽车的起始制动点A紧急刹车，经14.0m停下来，在事故现场测得AB=17.5m、BC=14.0m、BD=2.6m问
(1)该肇事汽车的初速度vA是多大
(2)游客横过马路的速度大小 (g取10m/s2)
延伸·拓展
【解析】(1)以肇事汽车为研究对象，由动能定理，得
- mg·s=1/2mv2-1/2mv20
将v0=14.0m/s,s=14.0m,v=0,代入得 g=7.0m/s2
因为警车行驶条件与肇事汽车相同，所以肇事汽车的初速度
vA= =21m/s
延伸·拓展
(2)肇事汽车在出事点B的速度
vB= =14m/s
肇事汽车通过AB段的平均速度
V平均=（vA+vB）/2=（21+14）/2=17.5m/s
肇事汽车通过AB段的时间
t2=AB/v平均=（31.5-14.0）/17.5=1s
∴游客横过马路的速度
v人=BD/（t1+t2）=2.6/（1+0.7）m/s=1.53m/s(共20张PPT)
动能的改变
概念：
一个 物体能够对外做功，
就说这个物体具有能量
一、能
回忆以前所接触过的各种形式的能
动能、重力势能、弹性势能
二、功和能
⑴弹簧把小球弹开
⑵人拉拉力器
⑶举重运动员举起重物
⑷小球从高处下落
⑸起重机提升重物
⑴弹性势能———————动能
⑵化 学 能———————弹性势能
⑶化 学 能———————重力势能
⑷重力势能———————动能
⑸ 电 能———————机 械 能
弹力做功
拉力做功
举力做功
重力做功
拉力做功
做功的过程就是能量转化的过程，能量的转化必须通过做功来完成。
做了多少功就有多少能量发生转化。
功是能量转化的量度
功和能的区别：
1 功不是能。
2 功是过程量，能是状态量。
3功和能不能相互转化。
物质所处的不同状态对应着不同的能.
例如：有形变的弹簧具有弹性势能，流动的空气具有动能等.
三、动能
运动的物体能够对外做功，因此运动的物体具有能量
定义：物体由于运动而具有的能量叫动能
用Ek表示
动能表达式
EK=
动能的单位 焦耳 J
练习1、质量10克以800m/s 速度飞行的子弹,质量60千克以10m/s的速度奔跑的运动员,动能各多少 哪一个动能大
练习2、质量相同的甲、乙两个物体沿相反方向分别以2m/s的速度匀速行驶，问二者动能大小关系？
总结：
3.动能是标量，不受速度方向的影
响；一个物体处于某一确定运动
状态，它的动能也就对应于某一确
定值是——状态量。?
4.动能的变化△Ek=mvt2/2-mv02/2. △Ek＞0，表示物体的动能增加； △Ek＜0，表示物体的动能减少.
例题：
一架喷气式飞机质量m=5.0×103 kg，起飞过程中从静止开始滑跑的位移为S=5.3×102m时，达到起飞速度v=60m/s。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍。
求：飞机受的牵引力。（分别用动能定理和牛顿第二定律解）
思考：
1、飞机的动能如何变化？
2、飞机的动能变化的原因是什么？
总结：
由于牵引力的做功导致飞机动能的增大，我们可以根据恒力做功的多少，来定量地确定动能和恒力做功多少之间的关系。
动能定理的推导：
假设物体原来就具有速度v1，在合外
力F作用下，经过一段位移s，速度达到
v2，如图2，则此过程中，外力做功与动
能间又存在什么关系呢？
根据牛顿第二定律同学们自行推导：
1.动能定理表述：外力对物体所做的总
功等于物体动能的变化。
四、动能定理
公式:
外力的总功
末状态动能
初状态动能
或：W总＝Ek2-Ek1＝ΔEk
注
意
1、定理中的W为物体所受合外力对物体所做的功
2、合外力的功是物体动能变化的原因
3、动能定理适应于恒力做功，也适应于变力做功；对直线运动和曲线运动都成立
例题：
一架喷气式飞机质量m=5.0×103 kg，起飞过程中从静止开始滑跑的位移为S=5.3×102m时，达到起飞速度v=60m/s。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍。
求：飞机受的牵引力。（分别用动能定理和牛顿第二定律解）
五、作业
课本 P26 2、3(共30张PPT)
EDUCATION RESEARCH IN STITU
ls9日
令
阳鄂
学习目标
1.通过能量守恒及
能量转化和转移的
方向性,认识提高
效率的重要性
2.了解能源与人类
生存和社会发展的
关系,知道可持续
发展的重大意义
能量转化和转移的
物体的机械能可以自发地全部转化为内能,但内能不可能自发地全部转化为机械能,而使物体恢复原来
热传递:内能总是自动地从高温物体向低温物体转移,而不
来自动地从低温物体向高温物体
转移
热机
)热机是将内能转化为机械能的装
热机从高温热源吸收的热量·只能有一部分用于做功,其余的要向低温热源放岀,所以热机的效率决不可
能达到
4)自然界实际进行的与热现象有关的一切
程都是有方向性的不可逆的过程
能源开
寺续发展
1)能量的利用过程是不
因此我们要珍惜现有的能源,要尽力提高现有能源的利用效率
随着社会的发展,对能源的需求量越来越大,因此对环境的破坏也就越
社会持续发展的意义是:发展不仅是满足当代人的需要,还应考虑不损害后代的需要
典例剖析
类型→能量转化和转移的方向性问题
1〗地球上有大量的海水,若使海水温度降低
℃就能释
放出5.8×103J的热量.有人设想一热机将海水放出的热
量完全转化为机械能,这种使内能转化成机械能的机器是
不能实现的,其原因是
A.内能不能转化成机械能
内能转化成机械能不满足能量守恒定律
单一热源吸收热量并完全转化成机械能而不引起其
他变化的机器不满足能量转化和转移的方向性
上述三种原因都不正确
解析:逐项分析如
选
诊断
结论
A内
七为机械能,如热
内能转化成机械能
程满
量守恒
不
单一热源吸热并把它
来
做功,而不引起其他变化
DC项说
答案:C
维
切与热现象有关的实际宏
程都具
方向性,内能与机械能的转化也具有方向性,且整
对训练1-1:在某密闭隔热的房间内有一电冰箱,现接通电
源使电冰箱开始工作,并打开电冰箱的门,则过一段时间后
内的温度将
A.降低
C.升高
无法判断
解析:电冰箱制冷过程中,使冰箱内的温度降低的同时,又
其外部温度升高(使冰箱内部内能转移
邗),此过程不
能自发发生,必须消耗电能,此部分电能最终也转变为内
因此室内温度上升
答案:C
类型一能源的利用、开发和环境保护问题
二氧化碳对长波辐射有强烈的吸收作用,地球表面发出
的长波辐射到大气以后被二氧化碳截获,最后使大气升温
气
化碳像温室的玻璃一样,只准太阳的热辐射
进来,不让室内的长波辐射出去,大气中的二氧化碳的这种
效应叫温室效应.这
科学界对地球气候变暖进行分
析的一种观点,根据这种观点,以下说法成立的是(
A.在地球形成的早期,火山活动频繁,排出大量二氧化碳
时地球的温度很
经过漫长的年代,地壳的岩石和二氧化碳发生化学反应
导致
化碳减少,地球上出现了生命(共19张PPT)
复习提问
1、动能定理内容
合外力做的功或各外力做功的代数和等于物体动能的变化量。
2、表达式
1
（1）W合= —mV22－—mV12 = △Ek
1
2
2
1
(2)W1＋W2＋……＋Wn = —mV22－—mV12 = △Ek
2
1
2
（1）动能定理的计算式为标量式，v为相对同一参考系的速度，中学物理中的一般取地球为参考系。
（2）动能定理的研究对象是单一物体，或者可以看成单一物体的物体系。
（3）动能定理既适用于物体的直线运动，也适用于曲线运动；既适用于恒力做功，也适用于变力做功，力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分段作用，只要求出在作用过程中各力做功的多少和正负即可。这些正是动能定理解题的优越性所在。
（4）若物体运动过程中包含几个不同过程，应用动能定理时，可以分段考虑，也可以全过程为整体来处理。
例1、一铅球从高出地面H米处由静止自由落下，不考虑空气阻力，落至地面后并深入地面h米深处停止，若球的质量为m，求球在落入地面以下的过程中受到的平均阻力？
--------
m
----------------
H
……
－ － － － － －－－－
h
m
解析：
球的运动可分两个过程，先自由落地到地面，在地面下作减速运动，设球落到地面时速度为V，由动能定理可得：
mgH =
—
1
2
m
V2
……………①
第二过程,有重力和阻力做功,同理可得:
0
mgh
－
f h
=
－
—
1
2
m
V2
…②
解以上两方程可得：
———
f
=
H＋h
h
·
mg
第二种解法，若把球的运动过程作为一个整体考虑、球的初、末动能均为零，由动能定理列式：
mg(H＋h) －f h =0
f =
————
H＋h
h
·
mg
解得：
看来，第二种解法简捷快速，但两种解法都要遵循以下步骤：
（1）确定研究对象；
(2)对研究对象受力分析,并判断各力做功情况
(3)明确物体在运动中,初 末状态的动能值
（4）由动能定理、列出方程式，必要时要借助其它物理方程
例2、用拉力F使一个质量为m的木箱由静止开始在水平冰道上移动S，拉力F跟木箱前进的方向的夹角为a，木箱与冰道间的动摩擦因数为u，求：木箱获得的速度？
解析：
物体受四个力：
重力
拉力
摩擦力
支持力
Fscosa－f s = -mV2－o
1
2
………①
f= uN
…………………②
N＋Fsina－mg = o ………… ③
解①②③得：
V =
例3 m从高为H,长为s的斜面顶端以加速度a由静止起滑到底端时的速度为v，斜面倾角为θ，动摩擦因数为μ，则下滑过程克服摩擦力做功为（ ）
A．mgH－mv2/2 B．（mgsinθ－ma）s
C．μmgs cosθ D．mgH
A B C
例4.物体在离底端4m处由静止滑下，若物体在斜面上和水平面上动摩擦因数均为0.5，斜面倾角 斜面与平面间有一小段圆弧连接，求物体能在水平面上滑行多远？
370
370
（1）确定研究对象；
(2)对研究对象受力分析,并判断各力
做功情况
(3)明确物体在运动中,
初 末状态的动能值
（4）由动能定理、列出方程式，必要时要借助其它物理方程
例5 如图所示，为四分之一圆弧轨道，半径为0.8m，BC是水平轨道，长3m，BC处的动摩擦因数为 。现有质量m=1kg 的物体，自A点从静止起下滑到C点刚好停止。求：物体在轨道AB段所受的阻力对物体做的功
【解析】物体在从A滑到C的过程中，有重力、AB段的阻力、AC段的摩擦力共三个力做功， ，由于物体在AB段受的阻力是变力，做的功不能直接求。设物体在轨道AB段所受的阻力对物体做的功为 ,从A到C,根据动能定理: ，代入数据得
1、一物体质量为2㎏，它的速度从1m/s加快到2m/s，跟把此物体的速度从5m/s加快到6m/s，哪种情况下动能变化量大？哪种情况下合外力做的功多？
后一种情况
2、一个质量为2㎏的物体、静止在光滑水平面上，在30N的水平力作用下，移动3m的距离，物体的动能是多少？
90焦耳
3、质量为m的物体静止在水平桌面上，它与桌面之间的动摩擦因数为u，物体在水平力F作用下开始运动，发生位移S1时，撤去力F，问物体还能运动多远
1、物体仅受F1、F2两个力作用，二力间夹角为a，从静止开始移动2m，下列情况中物体获得动能最多的是（ ）
A、F1=8N F2=0 a= 0
B、F1=6N F2=8N a= 900
C、F1 = 8N F2 = 8N a =1200
D、F1 = 6N F2 = 6N a= 900
课堂训练
2、一个质量为1㎏的物体被人用手由静止向上提升1（m）这时物体的速度是2m/s (g=10m/s),则下列说法正确的（ ）
A、动能变化量2焦耳
B、合外力对物体做功2焦耳
C、手对物体做功12焦耳
D、物体克服重力做功10焦耳
3、质量为m的物块，在沿斜面方向的恒力F作用下，沿粗糙的斜面匀速地由A点移动至B点，物块上升的高度为h，如图，则在运动过程中（ ）
A、作用于物块的所有各个力的合力所做的功等于mgh
B、作用于物块的所有各个力的合力所做的功等于零
C、恒力F与摩擦力的合力做的功为零
D、恒力F做的功等于mgh
A
F
…………………
…………
B
h
2,、某人用力F从地面由静止匀加速竖直向上提起一重物,重物的质量为m,加速度为a,那么当重物上升的高度为h时,重物的动能为（ ）
A 、Fh B、 mah
C、mgh D、(F－mg)h(共8张PPT)
势能的改变
重力势能
EP=mgh
M为物体的质量
H 为物体的相对高度
M→kg g→m/s2 h→m EP→kg. m/s2 .m
重力势能的相对性
H 为物体的相对高度,选择不同参考系,相对高度不同,所以对应的重力势能不同,
所以我们确定一个物体的重力势能，必须先选定某一个水平面，并把这个水平面高度定为零，且物体在水平面上重力势能也为零，这样的水平面称为零势能参考面
h2
h1
零势能参考面
A
B
C
重力做功与势能改变的关系
重力做功等于势能的改变
重力做功只与重力有关,与是否有其他力以及其他力是否做功无关
WG=mg （H为初末位置高度差）也就是说重力做功与路径无关
弹性势能
物体因为发生弹性形变而具有的能
弹性形变越大，弹性势能越大
弹力做正功弹性势能减小，弹力做负功，弹性势能增大
EDUCATION RESEARCH IN STITU
ls9日
令
阳鄂(共14张PPT)
§2.4能源与可持续发展
请同学们思考：为什么漫画中迎接贵宾要用自行车？
流水可以对水轮机做功，使水轮机转动，我们就说流水具有能量。
风可以对帆船、风车做功，使帆船前进、使风车转动，我们就说风具有能量。
张开的弓可以对箭做功，把箭射出去，我们就说张开的弓具有能量。
？什么样的物体具有能量呢
所以： 一个物体可以对别的物体做功，我们就说这个物体具有能量，简称能
水可以对水轮机做功，水具有能量
风可以对帆船、风车做功，风具有能量
弓可以对箭做功，弓具有能量
机械能的分类：
动能：物体由于运动而具有的能
势能：
重力势能：物体由于被举高而具有的能
弹性势能：物体发生弹性形变而具有的能
｛
｛
机械能
航天飞机既具有动能也具有重力势能,我们可以说航天飞机具有机械能
水流动，具有动能，对水轮机做功，水轮机转动。水的动能转化为水轮机的动能
风流动，具有动能，对帆船、风车做功，帆船、风车运动。水的动能转化为帆船、风车的动能
弓张开，发生形变，具有弹性势能，对箭做功，箭运动。弓的弹性势能转化为箭的动能
所以：物体做功的过程就是能的转化过程。能的单位和功的单位相同——焦耳（J）
实验探究1：影响动能的因素
动能的大小和哪些因素有关
1、质量相同时，速度 的物体具有的动能 ；
2、速度相同时，质量 的物体具有的动能 ；
3、物体的动能与物体的 和 有关， 越大， 越大，物体具有的动能就越大。
实验结论：
越大
越大
越大
越大
速度
速度
质量
质量
实验探究2：影响重力势能的因素
重力势能的大小和哪些因素有关
1、相同质量时，高度 ，它具有的重力势能越大；
2、相同高度时，质量 ，它具有的重力势能越大；
3、物体的重力势能与物体的 和 有关，被举的越 ，质量越 ，物体具有的重力势能越大。
越高
越大
高度
质量
高
大
实验结论：
弹性势能和哪些因素有关
物体的弹性形变 ，具有的弹性势能就越大。
实验探究3：影响弹性势能的因素
实验结论：
越大
课后提问：
1、什么样的物体具有能量？
2、什么叫动能？什么叫势能？什么叫机械能？
3、动能和哪些因素有关？
4、重力势能和哪些因素有关？
5、弹性势能和哪些因素有关？
？请同学们思考：在跳蹦蹦床时，能量是在如何转化？(共13张PPT)
第1节：动能的改变
大口径穿甲弹
解释现象
扑克穿木板
飞针穿玻璃
一、动能
第一节：动能的改变
1.定义：物体由于运动而具有的能叫动能
2.公式：
3.单位：焦耳(J)
4.动能是标量
二、恒力做功与动能改变的关系
可得
W = EK2-EK1
证明：设一个物体的质量为m，初速度为v1，
在与运动方向相同的合外力F的作用下
发生一段位移S,速度增加到v2，如图
根据牛顿第二定律 F=ma
根据匀变速运动的规律
v2 － v1＝2a s
2
2
三、动能定理
1.内容：合外力对物体所做的功等于物体动能的改变
2.表达式：
W = EK2-EK1
3.说明：
①.W是合外力所做的功
③.动能定理也适用于变力做功。
②.动能定理涉及一个过程，两个状态，
EK2是末状态的动能，EK1初状态的动能，
④.合外力做正功动能增加，合外力做负功功动能减少。
四、动能定理的应用：
应用范围：可用于恒力，也可用于变力
既适用于直线运动，也适用于曲线运动。
应用动能定理解题的步骤：
⑴ 确定研究对象,分析物体在运动过程中的受力情况，
并建立好模型。
⑵ 明确它的运动过程中各个力是否做功,是正功还是负功;
⑶ 明确初状态和末状态的动能
(可分段、亦可对整个运动过程).
⑷ 用W总=△Ek=Ek2 -Ek1列方程求解.(共12张PPT)
第1节动能的改变
实验数据处理
问题：能否从理论上研究做功与物体速度变化的关系呢？
理论探究
物理情景：给质量为m的物体施加一个恒力F，使物体在光滑的水平面上做匀加速直线运动，在物体发生位移l的过程中，力F对物体做功W，物体的速度由v1变为v2
提出问题：恒力F推动物体发生位移l的过程中，所做的功W与物体速度的变化间有什么关系呢？
F
v1
F
v2
l
提示：
（1）力F对物体做多少功？
（2）从牛顿运动定律角度分析，力F多大？
（3）从运动学角度分析，物体的初、末速度和位移之间的关系？
功的表达式为：
2.合外力做的功使物体的动能变化。
探究动能的表达式
1.合外力做的功等于 这个物理量的变化。
探究动能的表达式
1、动能：物体由于运动而具有的能量叫动能．
2 表达式：
3、物体的动能等于物体的质量与物体速度
的二次方的乘积的一半．
4、物理意义：描述运动状态的物理量，具有瞬时性
动能是标量，且恒为正值。
5 单位：焦耳( J )
物理情景：设物体的质量为m，在与运动方向相同的恒定外力F的作用下在粗糙水平面上，发生一段位移L，摩擦力大小为f。速度由v1增加到v2。试用牛顿运动定律和运动学公式，推导出合力对物体做功的表达式。
深入探究
l
F
v2
Ff
F
v1
Ff
W合＝Ek2－Ek1
合力做的功
末态的动能
初态的动能
W合= -
mv12
1
2
mv22
1
2
动能定理：合力对物体所做的功等于物体动能的变化。
1、合力做正功，即W合＞０，Ek2＞Ek1 ，动能增大
2、合力做负功，即W合＜０，Ek2＜Ek1 ，动能减小
动能定理
合力对物体所做的功的求解方法：
1.求出合力，再求位移，根据功的公式求解
2.求出各个力所做的功，再求代数和
W合＝Ek2－Ek1
过程量
状态量
状态量
既适用于直线运动，也适用于曲线运动；既适用于恒力做功，也适用于变力做功；既适用于单个物体，也适用于多个物体；既适用于一个过程，也适用于整个过程。
动能定理的适用范围：
功是能量转化的量度
归纳总结
WG＝EP1－EP2
WF＝EP1－EP2
动能定理:
牛顿运动定律:
一架喷气式飞机，质量m=5.0×103kg，起飞过程中从静止开始滑跑。当位移达到l=5.3×102m时，速度达到起飞速度v=60m/s。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍。求飞机受到的牵引力。
F合=F-F阻=F- kmg =ma ②
分别用牛顿运动定律和动能定理求解
a＝
2l
v2
由 v2－v02 =2al 得 ①
由动能定理得
由 ①②得F= + kmg
2l
mv2
∴F= + kmg
2l
mv2
W合=（F-F阻）l =（F-kmg）l =
mv2
1
2
例1
一质量为m、速度为v0 的汽车在关闭发动机后于水平地面滑行了距离l 后停了下来。试求汽车受到的阻力。
动能定理：
牛顿运动定律：
由 v2－v02 =2al 得 ①
a＝-
2l
v02
由 ①②得F阻=
2l
mv02
F合= 0 -F阻= ma ②
W合= -F阻l = 0 -
mv02
1
2
由动能定理得
∴F阻=
2l
mv02
分别用牛顿运动定律和动能定理求解
例2
1、明确研究对象及所研究的物理过程。
2、对研究对象进行受力分析，并确定各力
所做的功，求出这些力的功的代数和。
3、确定始、末态的动能。
根据动能定理列出方程W合＝Ek2-Ek1
4、求解方程、分析结果
动能定理不涉及运动过程的加速度和时间，用动能定理处理问题比牛顿定律方便
解题步骤(共17张PPT)
能量守恒定律与能源
能量守恒定律与能源
我们已经学过了好几种形式的能量了，那么到底如何定义能量呢？
一.能量的概念
一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量。
二.能量的多样性
对应于不同的运动形式，能的形式也是多种多的 ．
机械能对应机械运动，内能对应大量微观粒子的热运动…….
我们知道能量的形式：
机械能、内能、电能、太阳能、化学能、生物能、原子能等．
1人类利用能源大致经历了三个时期，即柴薪时期，煤炭时期，石油时期。
2常规能源：煤，石油，天然气。
3新能源（绿色能源）：风能，水能，太阳能核能
这些能量之间有联系吗？有什么联系呢？
讨论与思考：
太阳能的利用：太阳能转化为电能
内燃机车：内能转化机械能
水电站：水的机械能转化为电能
水果电池：化学能转化为电能
三、能的转化
不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的。
不同形式的能之间可以在一定条件的情况下相互转化，而且在转化过程中总量保持不变。
四.功是能量转化的量度
重力做功：重力势能和其他能相互转化
弹力做功：弹性势能和其他能相互转化
在一定条件下，各种形式的能量可以相互转化和转移
在热传递过程中。
运动的甲钢球碰击静止的乙钢球；
能量转移：
能量转化：
小朋友滑滑梯；
水力发电；火力发电；
电流通过电热器时。
特点： 能量的形式没有变
特点： 能量的形式发生变化
1、指出下列现象中能量的转化或转移情况：
（1）人在跑步时，身体发热（ ）
（2）风吹动帆船前进（ ）
（3）放在火炉旁的冷水变热（ ）
（4）电流通过灯泡，灯泡发光（ ）
（5）植物进行光合作用（ ）
化学能转化为内能
风的机械能转移到帆船上
内能由火炉转移给水
电能转化为光能
光能转化为化学能
五.能量守恒定律
①内容：
能量既不可会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变．
②定律的表达式
E初＝E终 ；△E增＝△E减
③说明：
a.该定律是贯穿整个物理学的基本规律之一
b.要分清系统中有多少种形式的能，发生了哪些转化和转移。
c.系统克服滑动摩擦力所做的总功等于系统机械能的减少量，滑动摩擦力与相对距离的乘积在数值上等于系统产生的内能，即Q＝FL相对位移
e W合力＝ △E动能
f W重力＝ －△E重力势能 W弹簧弹力＝ －△E弹性势能
g W除重力，弹簧弹力，万有引力＝ △E机械能
质量为m的物体下落过程中，经过高度h1处速度为v1，下落至高度h2处速度为v2，空气阻力恒为f ，分析由h1下落到h2过程中机械能的变化。
分析：根据动能定理，有
下落过程中重力对物体做功，重力做功在数值上等于物体重力势能的变化量。取地面为参考平面，有：
由以上两式可以得到：
当WG外＞0时，△E＞0，机械能增加
当WG外＜0时，△E＜0，机械能减少
除重力(弹力)外，其他外力对物体对所做的总功WG外等于物体机械能的变化量△E
功 能 原 理
历史上曾有人设想制造一种不需要消耗任何能源就可以不断做功的机器，即永动机，这样的机器能不能制成？为什么？
请你分析一下，高处水槽中水的势能共转变成哪几种形式的能，说明这个机器是否能够永远运动下去．
六. 能量耗散
1能量耗散：能量释放出去，它就不会自动聚集起来供人类重新利用。
2能量耗散意义：从能量转化的角度反映自然界中的宏观过程具有方向性。
3方向性：内能不能全部转化为机械能。
4方向性：热量不能自发从低温物体传递给高温物体。(共18张PPT)
动 能 定 理
内容：合外力对物体所做的总功等于物体动能的改变。
合外力的功
末状态动能
初状态动能
1、合外力做功。
2、外力做功之和。
动能变化
和某一过程（始末状态）相对应。
表达式
对动能定理的几点说明
2、功能关系－－合外力做功是物体动能转化的量度
对动能定理的几点说明
1、W是合外力的功或是所有力的总功
3、相对性－－统一参考系为大地
4、适用范围：①恒力或变力②直线或曲线
③单物或系统（一般只对单物体应用）
动能定理的应用
类型一、单过程问题
例1:初速度为2m/s,质量为5kg的物体,在10N的水平外力作用下,在光滑的水平面上移动了8m,求物体的末速度
F
水平光滑
解：对物体分析，在运动过程中由动能定理得
代入数据解得
练习1、质量为20g的子弹，以300m/s的速度水平射入厚度是10mm的钢板，射穿后的速度是100m/s，子弹受到的平均阻力是多大？
m
解：对子弹分析，在穿木板的过程中由动能定理得
带入数据解得
类型二、变力功问题
例题2.一质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂于O点。小球在水平F作用下，缓慢地从平衡位置P点移动到Q（如图3所示），则力F所做的功为（ ）
A.mgLcosθ B.mgL(1-cosθ)
C.FLsinθ D.FLcosθ
例3、一列货车的质量为5.0×105kg,在平直轨道以额定功率3000kw加速行驶,当速度由10m/s加速到所能达到的最大速度30m/s时,共用了2min,则这段时间内列车前进的距离是多少
F
f
例3、一列货车的质量为5.0×105kg,在平直轨道以额定功率3000kw加速行驶,当速度由10m/s加速到所能达到的最大速度30m/s时,共用了2min,则这段时间内列车前进的距离是多少
解：当a=0时速度最大
在启动过程中有动能定理得
带入数据解得
例4、一物体静止在不光滑的水平面上，已知m=1kg，μ=0.1,现用水平外力F=2N拉其运动5m后立即撤去水平外力F,求其还能滑多远
F
μ=0.1
f
f
=0
=0
类型三－－多过程问题
F
μ=0.1
f
f
=0
=0
（1）分段法：
解：撤去拉力前由动能定理：
撤去拉力后由动能定理：
联立方程代入数据得：
（2）整体法：
对全程由动能定理：
代入数据得：
类型三－－多过程问题
练习2 、铁球1m高处掉入沙坑,则已知铁球在下陷过程中受到沙子的平均阻力为铁球重力的20倍,则铁球在沙中下陷深度为多少米
H
h
多过程问题 （直线运动）
解法一：分段列式
自由下落：
沙坑减速：
解法二：全程列式
应用动能定理的一般思维程序：
1、确定研究对象，明确研究过程；
3、确定研究的起点和终点，表示出起点和终点的动能，
4、由动能定理列方式，分析解答
2、进行受力分析，认真画出受力分析示意图，
分析这过程中有哪些力对研究对象作功，作了
多少功，正功还是负功，求出总功；
练习3、以一恒定的初速度V0竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为h，空气阻力的大小恒定不变，则小球回到出发点时的速度是多大？
h
G
f
G
f
总结
一.动能定理：
二.基本题型
单物体单过程问题
变力做功问题
多过程问题(共18张PPT)
一、动能
1.定义：物体由于运动而具有的能叫动能，用Ek表示?
2.公式：Ek=mv2/2，单位：J.
3.动能是标量，是状态量?
4.动能的变化△Ek=mvt2/2-mv02/2. △Ek＞0，表示物体的动能增加； △Ek＜0，表示物体的动能减少.
练习1、质量10克以800m/s 速度飞行的子弹,质量60千克以10m/s的速度奔跑的运动员,动能各多少 哪一个动能大
练习2、质量相同的甲、乙两个物体沿相反方向分别以2m/s的速度匀速行驶，问二者动能大小关系？
2、内容：力在一个过程中对物体做的功等于物体动能的变化。
1、表达式：W=EK2-EK1
二、动能定理
注
意
1、定理中的W为物体所受合外力对物体所做的功
2、合外力的功是物体动能变化的原因
3、动能定理适应于恒力做功，也适应于变力做功；对直线运动和曲线运动都成立
例题：
一架喷气式飞机质量m=5.0×103 kg，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为S=5.3×102m时，达到起飞速度v=60m/s。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍。
求：飞机受的牵引力。（分别用动能定理和牛顿第二定律解）
例题：
一辆质量为m，速度为v0汽车在关闭发动机后于水平地面滑行了距离L后停下来，试求汽车受到的阻力？
动能定理解题步骤：
1、明确研究对象及运动过程
2、分析物体受力情况，明确各力做功情况：受哪些力？哪些力做功？正功还是负功？写出表达式并求代数和。
3、确定初、末状态的动能；
4、用W合=△EK=EK2-EK1列方程求解。
练习1、在20m高处，某人将2kg的铅球抛出， 落地时的速度为30m／s，那么此人对铅球做的功是多少？
问：做功多少与人抛铅球的方向有无关系？
练习2、如图所示，1/4圆弧的半径为0.8m，有一质量为1.0kg的物体自A点从静止开始下滑到B点，然后沿水平面前进，到达C点停止。g取10m/s2，求在物体运动的过程中摩擦力做的功。
练习3、一辆汽车的质量为m，从静止开始起动，沿水平路面前进了s后，达到了最大行驶速度vm，设汽车的牵引功率保持不变，所受阻力为车重的k倍，
求：（1）汽车的牵引功率；（2）汽车从静止到开始匀速运动所需的时间。
解析：人对铅球的作用力、摩擦力、汽车的牵引力均为变力，变力的功不能用W=FScosα求解，但可由动能定理求解。因此动能定理是求变力功的一个好方法。
练习4、如图，一质量为2kg的铁球从离地面2m高处自由下落，陷入沙坑2cm深处，求沙子对铁球的平均阻力？
h
x
解析：对于多过程问题，在应用动能定理时一定要明确针对哪个过程
练习5、从高度H处以速度V0抛出一质量为M的小球，落地后又弹起（小球在与地面碰撞过程中无能量损失），小球受到的阻力大小恒为f，反复几次后小球最终停在地面上，求小球在整个过程中通过的总路程是多少？
练习6：一质量为1kg的物体，以4m/s的速度在光滑水平面上向左滑行，某一时刻起对物体施一水平向右的恒力，经过一段时间，物体的速度方向变为向右，大小仍为4m/s，则在这段时间内水平恒力对物体所做的功为：
A.0 B.-8J C.-16J D.-32J
学过的功能关系
WG=- EP=EP1-EP2
W弹=- EP=EP1-EP2
W合= EK=EK2-EK1
1.重力功和重力势能变化的关系
2.弹力功和弹力势能变化的关系
3.合外力功和动能变化的关系-动能定理
F
m
F
m
v1
v2
S
a(共11张PPT)
第1节 动能的改变
恒力做功和动能改变的关系
实验设计
问题1：这个实验需测量哪些物理量？应用什么方法、什么仪器来测量？
恒力F 位移S 质量m 速度v
钩码 打点计时器或光电门
问题2：小车运动过程中受哪几个力？保证钩码重力近似等于小车所受的合外力，该满足哪些条件？
受到F G N f。
应满足：（1）m钩码< （2）平衡摩擦力
问题3：实验中，合外力对小车做功怎么计算？小车的初速度、末速度如何求？
W=F合S=mgS
V=d/t d:挡光片的宽度
问题4：实验数据记录表该怎么设计？
实验步骤：
1.改变轨道的倾角，轻推小车，使小车在不挂砝码时能匀速运动。
2.在细绳的另一端挂上砝码，点击“开始”，放开小车，使之做匀加速运动。当小车运动到轨道左端时，点击“结束”。
3.重复以上步骤2次。
4.改变钩码质量，再重复实验。
实验结果：
在允许的误差范围内，恒力所做的功和动能变化的关系是相等的.
设一物体的质量为m，初速度为v1，在与运动方向相同的合外力F的作用力下发生一段位移S,速度增加到v2，根据牛顿第二定律和匀变速运动的规律，推导出合外力对物体做功和物体动能改变的关系。
合外力对物体做的功等于物体动能的改变
W＝Ek2－Ek1=△EK
动能定理的适用范围：动能定理既适合于恒力做功，也适合于变力做功，既适用直线运动，也适用于曲线运动。
合力做的功即总功
末动能
初动能
应用动能定理解题的步骤：
1、 确定研究对象
2、 确定研究过程
3、 分析物体的受力和各力的做功情况 4、 确定初末状态的动能
5、 应用动能定理列方程求解(共20张PPT)
第2节：势能的改变
世界第一大瀑布---尼亚加拉大瀑布
疑是银河落九天。
飞流直下三千尺，
这个大缸，
放在你脚边，并不觉得
什么，但是如果把它高
高的悬挂在你的头顶上，
就变得可怕起来。
被举高的物体具有能量
一、重力势能
第二节：势能的改变
1.定义：物体处于一定的高度具有的能量叫重力势能
2.公式：
3.单位： 焦耳(J)
4.重力势能是标量
(h为物体重心到参考面的高度)
p
mgh
E
=
5.重力势能具有相对性
1.为什么说重力势能具有相对性？
2.何为参考平面？参考平面的选取是唯一的吗？
3.选择不同的参考平面，物体的重力势能的值
是否相同？是否会影响有关重力势能问题的
研究？
4.如果物体在参考平面的上方，重力势能取什
么值？ 表示什么含义？
5.如果物体在参考平面的下方，重力势能取什
么值？表示什么含义？
6.为什么说“势能是系统所共有的”？
1.为什么说重力势能具有相对性？
2.何为参考平面？参考平面的选取是唯一的吗？
3.如果物体在参考平面的上方，重力势能取什
么值？ 表示什么含义？
4.如果物体在参考平面的下方，重力势能取什
么值？表示什么含义？
5.选择不同的参考平面，物体的重力势能的值
是否相同？是否会影响有关重力势能问题的
研究？
阅读与思考？
重力势能的相对性
h
h
h
A
h
h
h
A
h
h
h
A
B
B
B
EPB=-3mgh
EPA=2mgh
EPB=-2mgh
EPA=0
EPA=-mgh
EPB=0
重力势能具有相对性，处在参考面的物体的重力势能为0 ，参考面上方的物体的重力势能是正数，参考面下方的物体的重力势能是负数，为了比较势能的大小，应选同一个参考面 。
重力势能的增量△Ep＝ EPB－EPA ＝-2mgh
一、重力势能
1.定义：物体处于一定的高度具有的能量叫重力势能
2.公式：
3.单位： 焦耳(J)
4.重力势能是标量
(h为物体重心到参考面的高度)
p
mgh
E
=
5.重力势能具有相对性
①.重力势能的大小与零势能参考平面的选择有关，
没有特别说明以地面为零势能参考平面。
③.重力势能是地球与物体组成系统所共有的。
②.重力势能的变化量与零势能参考平面的选择无关
问题与思考？
重力势能的改变和重力做功之间
有怎样的关系呢？
WG＝EP1－EP2＝－△EP
1、当物体由高处向低处运动时：
重力做正功，即WG＞０，EP1＞EP2
重力势能减小
2、当物体由低处向高处运动时：
重力做负功，即WG＜０，EP1＜EP2
重力势能增大
重力做功对应着重力势能的变化
一、重力势能
二、重力做功与重力势能的关系
WG＝EP1－EP2＝－△EP
重力做正功，重力势能减少
重力做负功，重力势能增加
重力做了多少功，重力势能就改变了多少
问题与思考？
1、在什么情况下，物体的重力要做功？
物体的高度发生变化，重力就要做功
2、重力做功有何特点？
类型3
类型2
类型1
重力的功
B
B
Δh1
Δh2
Δh3
h
h1
h2
A
mg
类型1:
类型2:
类型3:
A1
A2
A3
WG＝mgh＝mgh1－mgh2
WG＝mgl cosθ＝mgh＝mgh1－mgh2
WG＝mgΔh1＋mgΔh2＋mgΔh3＋…
＝mgh＝mgh1－mgh2
l
B
θ
mg
A
A
mg
重力做功有何特点？
物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关。
WG=mgh1-mgh2 =mgh
一、重力势能
二、重力做功与重力势能的关系
WG＝EP1－EP2＝－△EP
三、重力做功与物体运动的路径无关。
拉满弦的弯弓在恢复原状时能把利箭发射出去，说明它具有能量
一、重力势能
二、重力做功与重力势能的关系
三、重力做功与物体运动的路径无关。
四、弹性势能的改变
1.定义：物体因发生弹性形变而具有势能称为弹性势能。
2.弹簧的弹性势能的影响因素： (1).同一弹簧被压缩或拉伸的形变越大，其弹性势能越大。
(2).劲度系数不同的弹簧，形变相同时弹性势能也不同。
3.弹力做功与弹性势能的关系：
弹力做正功，弹性势能减少
弹力做负功，弹性势能增加
弹力做了多少功，弹性势能就改变了多少
一、重力势能
二、重力做功与重力势能的关系
三、重力做功与物体运动的路径无关。
四、弹性势能的改变
p
mgh
E
=
WG＝EP1－EP2＝－△EP
W弹＝EP1－EP2＝－△EP
遵守社会公德:
防止高空坠物
谢谢!(共11张PPT)
第3节能量守恒定律习题课
写出下列功、能及功能关系式
1.重力功的计算公式
2.重力势能的计算公式
3.重力功和重力势能的关系
4.弹力功的计算公式
5.弹性势能的计算公式
6.弹力功和弹性势能的关系
7.合力的功和动能变化的关系
8.机械能守恒定律的表达式
应用机械能守恒定律解题的一般步骤：
1、明确研究对象和它的运动过程
2、分析研究对象在运动中的受力情况，判断机械能是否守恒
3、分析运动的始末状态，选定零势能参考面，确定物体在始末状态的动能和势能
4、根据机械能守恒定律列方程求解
练习2：要使一个小球着地后回跳的高度比抛出点高5.0m，必须以多大速度将它竖直抛下？（不计空气阻力和球着地时的能量损失）
V
0
h
5m
=
练习3、长为L质量分布均匀的绳子,对称地悬挂在轻小的定滑轮上,如图所示.轻轻地推动一下,让绳子滑下,那么当绳子离开滑轮的瞬间,绳子的速度为多大？
练习4、在光滑水平面上有一质量为M的小车，小车跟绳一端相连，绳子另一端通过滑轮吊一个质量为m的砝码，m由静止释放，则当砝码着地的瞬间（小车未离开桌面）小车的速度大小为_____，在这过程中，绳子拉力对小车所做的功为______。
练习5、质量为m的物体以某一初速从A点向下沿光滑的轨道运动，半圆轨道半径为R，不计空气阻力，若物体通过最低点B的速度为3 ，求：
（1）物体在A点时的速度V0
（2）物体离开C点后
还能上升多高
例题5、如图所示,一粗细均匀的U形管内装有同种液体竖直放置,右管口用盖板A密闭一部分气体,左管口开口,两液面高度差为h,U形管中液柱总长为4h,现拿去盖板,液柱开始流动.当两侧液面恰好相齐时右侧液面下降的速度大小为多少？
A
h
练习1、翻滚过山车从离地面高度为h的A处由静止释放后，冲入位于竖直平面内的圆形轨道，轨道半径为8.1m。如果车在轨道最高点B处的速度为9m/s，求A点距地面的高度h是多大？
例题5:如图所示,两小球mA、mB通过绳绕过固定的半径为R的光滑圆柱,现将A球由静止释放,若A球能到达圆柱体的最高点,求此时的速度大小(mB=2mA).(共17张PPT)
2.1动能的改变
一、动能表达式
设物体的质量为m，在与运动方向相同的恒定外力F的作用下发生一段位移 ,速度由v1增加到v2,如图所示。试用牛顿运动定律和运动学公式，推导出力F对物体做功的表达式。
根据牛顿第二定律
功的表达式为：
从上面式子可以看出， 很可能是一个具有特定意义的物理量。因为这个量在过程终了时和过程开始时的差，刚好等于力对物体做的功,所以 应该是我们寻找的动能的表达式。
动能的表达式
质量为m的物体，以速度v运动时的动能为
动能是标量
在国际单位制中，单位为焦耳，符号J
没有负值
课堂训练
1、1970年我国发射的第一颗人造地球卫星，质量为173kg，运动速度为7.2km/s，它的动能是多大？
4.48×109J
课堂训练
2、质量一定的物体
A 速度发生变化时,动能一定发生变化
B 速度发生变化时,动能不一定发生变化
C 速度不变时,其动能一定不变
D 动能不变时,速度一定不变
BC
二、动能定理
即
力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中的动能的变化，这个结论叫做动能定理。
思考：
如果物体受到几个力作用，动能定
理中的W表示的物理意义是什么？
外力所做的总功
动能定理更一般的表述方式是：
合外力在一个过程中对物体做的总功,等于物体在这个过程中动能的变化.
即
对动能定理的理解
1、合外力做正功，
合外力做负功，
2、动能定理中的功是合外力做的总功
总功的求法
（1）先求合力，再求合力功
（2）先求每个力做的功，再求代数和
3、适用范围：
既适用于恒力做功,也适用于变力做功;
既适用于直线运动,也适用于曲线运动。
动能增加
动能减少
课堂训练
1、关于功和物体动能变化的关系，不正确的说法是( )
A 有力对物体做功,物体的动能就会变化
B 合力不做功，物体的动能就不变
C 合力做正功，物体的动能就增加
D 所有外力做功代数和为负值，物体的
动能就减少
A
2、一物体速度由0增加到v,再从v增加到2v,外力做功分别为W1和W2，则W1和W2关系正确的是( )
A、W1 = W2 B、W2 = 2 W1
C、W2 =3 W1 D、W2 = 4 W1
C
3、一质量为2 kg的滑块，以4 m/s的速度在光滑的水平面上向左滑行，从某一时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间，滑块的速度方向变为向右，大小为4 m/s，在这段时间里水平力做的功为( )
A.0 B.8 J C.16 J D.32 J
A
课堂训练
4、一物体静止在不光滑的水平面上，已知m=1 kg,μ=0.1，现用水平外力F=2N拉其运动5 m，后立即撤去水平外力F，求其还能滑多远？(g取10 m/s2)
5 m
应用动能定理解题的一般步骤
1、确定研究对象及运动过程
2、分析物体在运动过程中的受力情况,明确每个力是否做功,是做正功还是负功
3、明确初状态和末状态的动能，写出始末状态动能的表达式
4、根据动能定理列方程求解。(共44张PPT)
学习目标
通过实验,复习动1.动能
能大小与哪些因素有(1)动能:物体由于运动而具有的能
解动能
(2)影响动能的因素:质量和速度
(3)动能表达式
验探究:恒力做功与动能改变的
系
2.通过实验探究,理
(1)实验需测量的物理量有功(力、位
解恒力做功与动能变
移)和动能(质量、速度)
化之间的关系
(2)实验器材主要
砝码、打
自主学习
时器、一端有定滑轮的长木
板等
(3)实验前应将长木板的无定滑
适当垫高,以平衡
动中受的摩
3能从理论上推导动擦力;实验中砝码的质量要远小(选
能定理,并应用动能填“小”“大”或“等”)于小车的质量
理解决实际问题.
动能定
)内容:合外力对物体所做的功等
于物体动能的改变量
(2)表达式
(3)物理意义:表
力做的总功跟
典例剖析
类型→动能概念的基本问题
例1】改变汽车的质量和速度,都能使汽车的动能发生变化,则
下列说法中正确的是
A.质量不变,速度增大到原来的2倍,动能增大为原来的
速度不变,质量增大到原来的2倍,动能增大为原来的
倍
C.质量减半,速度增大到原来的4倍,动能增大为原来
倍
速度减半,质量增大到原来的4倍,动能不变
解析:由决定动能的因素
逐项分析如
选项
断
结论
当m不
增大为原来的2倍时,E增
为原来的4倍
不变、m增大为原来的2倍,则E
增大为原来的2倍
若m减半、v增大为原来的4倍,则E增
来的8倍
若⑦减
增大为原来的4倍,则E
起维总结
成动
因
定量关系,正确代
得各因素变化后新的动能值
对训练1-1:关于对动能的理解,下列说法正确的是(
A.动能是普遍存在的机械能的一种基本形式
运动的物
体都具有动能
动能总是正值,但对于不同的参考系
物体的动能大
小是不同的
C.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
动能不变的物体,一定处于平衡状态
析:动能是由于物体运动而具有的能,所以运动的物体就
与参考
选取有
速度为矢量,当
变化时,而其速度
大小不变,故动能并不改变,C正确;做匀速圆周运动的物
动能不变,但并不是处于平衡状态,D错
答案:ABC
类型二动能定理的基本应用
例2】如图2-1-2所示,物块质量为
m从高为h的斜面上滑下,又在同
样材料的水平面上滑行s后静止
已知斜面倾角为θ,物块由斜面到
水平面时圆滑过渡,求物块与接触
面间的动摩擦因数
