高中物理必修二功和功率課件

高中物理必修二功和功率課件1目錄功的基本概念與性質(zhì)功率的基本概念與計(jì)算動(dòng)能定理及其應(yīng)用機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用功能關(guān)系與能量轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律201功的基本概念與性質(zhì)Chapter3功是描述力對(duì)物體做功多少的物理量，即力在空間上的積累效應(yīng)。功是標(biāo)量，只有大小，沒有方向，其正負(fù)表示動(dòng)力做功還是阻力做功。功是能量轉(zhuǎn)化的量度，做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程。功的定義及物理意義4當(dāng)力和位移的夾角為銳角時(shí)，力對(duì)物體做正功，表示動(dòng)力做功，物體的動(dòng)能增加。正功負(fù)功不做功當(dāng)力和位移的夾角為鈍角時(shí)，力對(duì)物體做負(fù)功，表示阻力做功，物體的動(dòng)能減少。當(dāng)力和位移的夾角為90度時(shí)，力對(duì)物體不做功，表示力在物體運(yùn)動(dòng)方向上沒有分力。030201正功、負(fù)功與不做功5當(dāng)物體在恒力的作用下發(fā)生位移時(shí)，恒力對(duì)物體做功。恒力做功的大小等于恒力與物體在力的方向上發(fā)生的位移的乘積。恒力做功當(dāng)物體在變力的作用下發(fā)生位移時(shí)，變力對(duì)物體做功。變力做功的大小等于變力與物體在力的方向上發(fā)生的位移的乘積的積分。變力做功恒力的大小和方向都不隨時(shí)間變化，而變力的大小或方向可能隨時(shí)間變化。在處理變力做功問題時(shí)，通常需要將變力轉(zhuǎn)化為恒力或利用動(dòng)能定理等方法求解。恒力與變力的區(qū)別恒力做功與變力做功602功率的基本概念與計(jì)算Chapter7功率是描述做功快慢的物理量，定義為單位時(shí)間內(nèi)完成的功。功率的符號(hào)為$P$，單位為瓦特（$W$）。功率的大小反映了物體做功的能力，功率越大，做功越快。功率的定義及物理意義8在一段時(shí)間內(nèi)，物體做功與所用時(shí)間的比值，反映了物體在該時(shí)間段內(nèi)做功的平均快慢程度。平均功率在某一時(shí)刻，物體做功的功率，反映了物體在該時(shí)刻做功的快慢程度。瞬時(shí)功率平均功率與瞬時(shí)功率9$P=Fv$，其中$F$為物體受到的力，$v$為物體的速度。當(dāng)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，功率與速度成正比。當(dāng)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，功率與加速度成正比。這是因?yàn)榧铀俣仍酱螅矬w在相同時(shí)間內(nèi)速度變化越大，完成的功也越多。功率與速度的關(guān)系功率與加速度的關(guān)系功率與速度、加速度的關(guān)系1003動(dòng)能定理及其應(yīng)用Chapter11合外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化。動(dòng)能定理揭示了物體動(dòng)能的變化與合外力做功的關(guān)系，即合外力對(duì)物體做正功，物體動(dòng)能增加，合外力對(duì)物體做負(fù)功，物體動(dòng)能減少。動(dòng)能定理的表述及理解動(dòng)能定理的理解動(dòng)能定理的表述12當(dāng)物體在變力作用下做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，可用動(dòng)能定理求出變力做功。求變力做功根據(jù)動(dòng)能定理可判斷某個(gè)力對(duì)物體做功的正負(fù)。判斷做功正負(fù)對(duì)于多過程問題，可分段應(yīng)用動(dòng)能定理或全過程應(yīng)用動(dòng)能定理進(jìn)行分析。分析多過程問題動(dòng)能定理在力學(xué)中的應(yīng)用13

動(dòng)能定理在熱學(xué)中的應(yīng)用計(jì)算熱量在熱學(xué)過程中，往往涉及內(nèi)能的改變，可用動(dòng)能定理計(jì)算熱量。分析能量轉(zhuǎn)化動(dòng)能定理可用于分析熱學(xué)過程中的能量轉(zhuǎn)化問題，如機(jī)械能向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化等。判斷熱學(xué)過程的方向根據(jù)動(dòng)能定理可判斷熱學(xué)過程進(jìn)行的方向，如熱量傳遞的方向等。1404機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用Chapter15對(duì)機(jī)械能守恒定律的理解系統(tǒng)內(nèi)只有重力或彈力做功，其他力不做功或做功的代數(shù)和為零。轉(zhuǎn)化過程中，動(dòng)能和勢(shì)能的總和保持不變。物體間只有動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，無其他形式的能參與轉(zhuǎn)化。機(jī)械能守恒定律的表述：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能與勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。機(jī)械能守恒定律的表述及理解16單擺運(yùn)動(dòng)過程中，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，動(dòng)能又轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，但總的機(jī)械能保持不變。單擺運(yùn)動(dòng)拋體運(yùn)動(dòng)過程中，物體受到重力的作用，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，但總的機(jī)械能保持不變。拋體運(yùn)動(dòng)在完全彈性碰撞中，兩個(gè)物體之間的動(dòng)能和勢(shì)能可以完全相互轉(zhuǎn)化，且總的機(jī)械能保持不變。彈性碰撞機(jī)械能守恒定律在力學(xué)中的應(yīng)用17機(jī)械能守恒定律在熱學(xué)中的應(yīng)用熱力學(xué)第一定律表明，熱量可以從一個(gè)物體傳遞到另一個(gè)物體，也可以與機(jī)械能或其他能量互相轉(zhuǎn)換，但是在轉(zhuǎn)換過程中，能量的總值保持不變。這與機(jī)械能守恒定律是一致的。熱力學(xué)第一定律熱機(jī)是將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。在熱機(jī)的工作過程中，燃料燃燒釋放出的熱能部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能輸出，部分以廢熱的形式散失到環(huán)境中。熱機(jī)的效率是指輸出的機(jī)械能與輸入的熱能之比。通過應(yīng)用機(jī)械能守恒定律，可以分析熱機(jī)的工作過程并計(jì)算其效率。熱機(jī)效率1805功能關(guān)系與能量轉(zhuǎn)化Chapter1903功能關(guān)系的物理意義揭示了自然界中不同形式的能量之間可以相互轉(zhuǎn)化，且轉(zhuǎn)化過程遵循能量守恒定律。01功能關(guān)系的基本表述力對(duì)物體做功的過程，就是能量相互轉(zhuǎn)化的過程。做功越多，能量轉(zhuǎn)化越多。02理解功能關(guān)系的關(guān)鍵明確做功與能量轉(zhuǎn)化之間的定量關(guān)系，即功是能量轉(zhuǎn)化的量度。功能關(guān)系的表述及理解20能量轉(zhuǎn)化01各種形式的能都可以在一定條件下相互轉(zhuǎn)化。能量守恒定律02能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到其他物體，而能量的總量保持不變。能量守恒定律的意義03是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，它揭示了各種自然現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系和制約關(guān)系。能量轉(zhuǎn)化與守恒定律21應(yīng)用功能關(guān)系解題的一般步驟明確研究對(duì)象和研究過程；分析受力情況和運(yùn)動(dòng)情況；功能關(guān)系在解決實(shí)際問題中的應(yīng)用22功能關(guān)系在電磁學(xué)中的應(yīng)用如分析電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系、求解電磁感應(yīng)中的能量問題等。功能關(guān)系在熱學(xué)中的應(yīng)用如分析熱力學(xué)過程中的能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移等。功能關(guān)系在力學(xué)中的應(yīng)用如求解變力做功、分析復(fù)雜運(yùn)動(dòng)過程等。功能關(guān)系在解決實(shí)際問題中的應(yīng)用2306實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律Chapter24實(shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證在只有重力做功的情況下，物體的機(jī)械能守恒。實(shí)驗(yàn)原理根據(jù)機(jī)械能守恒定律，如果只有重力做功，物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能的總和保持不變。因此，通過測(cè)量物體在自由落體過程中的速度和高度變化，可以驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒。實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c原理25實(shí)驗(yàn)器材：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、重錘、鐵架臺(tái)、毫米刻度尺、低壓交流電源、導(dǎo)線等。實(shí)驗(yàn)器材與步驟26實(shí)驗(yàn)步驟1.將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，并連接好低壓交流電源。2.將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并將重錘懸掛在紙帶下端。實(shí)驗(yàn)器材與步驟273.接通電源，釋放紙帶，讓重錘自由下落。4.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器會(huì)在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，記錄下落過程中的時(shí)間和位置信息。5.使用毫米刻度尺測(cè)量紙帶上各個(gè)點(diǎn)之間的距離，計(jì)算重錘在不同時(shí)刻的速度和高度。實(shí)驗(yàn)器材與步驟28根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算重錘在不同時(shí)刻的動(dòng)能和重力勢(shì)能，并繪制動(dòng)能和重力勢(shì)能隨時(shí)間變化的圖像。通過比較動(dòng)能和重力勢(shì)能的總和是否保持不變，驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒。數(shù)據(jù)處