高一物理复习功、机械能、动量人教实验版知识精讲.docVIP

高一物理复习功、机械能、动量人教实验版 【本讲教育信息】 一. 教学内容： 复习功、机械能、动量 知识体系： （一）两个“定理” （1）动量定理： F合·t＝p 矢量式 （F在时间t上积累，影响物体的动量p） 2）动能定理： F合·S＝Ek 标量式 （F在空间S上积累，影响物体的动能Ek） （） 动量定理数学表达式：F合·t＝p，是描述力的时间积累作用效果——使动量变化；该式是矢量式，即在冲量方向上产生动量的变化。 动能定理数学表达式：F合·S＝Ek，是描述力的空间积累作用效果——使动能变化；该式是标量式。 注意： （1）应用动能定理分析一个具体过程时，要做到三个“明确”，即明确研究对象（研究哪个物体的运动情况），明确研究过程（从初状态到末状态）及明确各个力做功的情况。还要注意是合力的功。 （2）应用动量定理、动量守恒定律的注意点：要注意研究对象的受力分析，研究过程的选择，还要特别注意正方向的规定。 （3）应用动量守恒定律还要注意适用条件的检验。应用动量定理要注意是合外力。 （二）两个“定律” （1）动量守恒定律： 适用条件——系统不受外力或所受外力之和为零 公式：m1v1+m2v2＝m1v1+m2v2 ′ 或 p＝p 适用条件——只有重力（或弹簧的弹力）做功 公式：Ek2+Ep2＝Ek1+Ep1 ΔEp＝ Ek （三）功和能的关系 1. 功的概念1）定义：物体受到力的作用并在力的方向上发生一段位移就说力对物体做了功（）做功的两个不可缺少的因素：力和物体在力的方向上位移（3）公式： （为F与s的夹角） （4）功是标量没有方向但有正负当时O，力对物体做正功当时WO，力对物体做负功也称物体克服这个力做了功时W＝O，力对物体不做功 2. 功率 （）定义：功跟完成这些功所用时间的比叫做功率是表示做功慢的物理量，标量 （）公式：，② 说明：式中求出的为平均功率若功率一直不变亦为瞬时功率②式中若为瞬时速度则所求P为瞬时功率，其中为力F与物体度之间的夹角对机车②式变为式F为车的牵引力。并非机车的合外能及其基本性质 物体具有能量就能对外界做功因而能是物体所具有的做功本领（）能的最基本的性质：各种不同形式的能量之间互相转化的过程中能的总量是守恒的4. 功和能的关系 a. 重力做功与重力势能增量的关系 重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加。重力对物体所做的功等于物体重力势能增量的负值。 即WG ＝ EP1 EP2 ＝ EP b. 弹力做功与弹性势能增量的关系 弹力做正功，弹性势能减少；弹力做负功，弹性势能增加。弹力对物体所做的功等于物体弹性势能增量的负值。 即W弹力＝ EP1EP2 ＝ EP c. 动能定理 合外力对物体做的功等于物体动能的增量，即 d. 机械能守恒定律 在只有重力和弹簧的弹力做功的物体系内，动能和势能可以互相转化，但机械能的总量保持不变，即 Ek2 + EP2 ＝ E1 + EP1， 或 ΔEk ＝ EP e. 功能原理 除重力和弹簧的弹力外，其他力对物体做的功等于物体机械能的增量。即 WF ＝ E2E1 ＝ E 【典型例题】 例1. 质量为m的小球，从沙坑上方自由下落，经过时间t1到达沙坑表面，又经过时间t2停在沙坑里。求：⑴沙对小球的平均阻力F；⑵小球在沙坑里下落过程所受的总冲量I。 解：设刚开始下落的位置为A，刚好接触沙的位置为B，在沙中到达的最低点为C。⑴在下落的全过程对小球用动量定理：重力作用时间为t1+t2，而阻力作用时间仅为t2，以竖直向下为正方向，有： mg（t1+t2）Ft2＝0， ⑵仍然在下落的全过程对小球用动量定理：在t1时间内只有重力的冲量，在t2时间内只有总冲量（已包括重力冲量在内），以竖直向下为正方向，有： mgt1-I＝0，I＝mgt1 t2时，Fmg。 例2. 质量为M的汽车带着质量为m的拖车在平直公路上以加速度a匀加速前进，当速度为v0时拖车突然与汽车脱钩，到拖车停下瞬间司机才发现。若汽车的牵引力一直未变，车与路面的动摩擦因数为μ，那么拖车刚停下时，汽车的瞬时速度是多大？ 解：以汽车和拖车系统为研究对象，全过程系统受的合外力始终为，该过程经历时间为v0/μg，末状态拖车的动量为零。全过程对系统用动量定理可得： 例3. 质量为M的楔形物块上有圆弧轨道，静止在水平面上。质量为m的小球以速度v1向物块运动。不计一切摩擦，圆弧小于90°且足够长。求小球能上升到的最大高度H 和物块的最终速度v。 解：系统水平方向动量守恒，全过程机械能也守恒。 在小球上升过程中，由水平方向系统动量守恒得： 由系统机械能守恒得： 解得 全过程