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文檔簡(jiǎn)介

1、視頻會(huì)議系統(tǒng) 123考情播報(bào)1.功、功率的概念及計(jì)算,變力功的分析2.動(dòng)能定理的靈活應(yīng)用3.機(jī)械能守恒定律的條件及靈活應(yīng)用4.幾種常用的功能關(guān)系5.各種功能關(guān)系與直線運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)、電磁場(chǎng)中粒子的運(yùn)動(dòng)、電磁感應(yīng)現(xiàn)象等相聯(lián)系,綜合考查學(xué)生獲取信息、整合信息、應(yīng)用力學(xué)規(guī)律解題的能力6.本章知識(shí)與生產(chǎn)、生活、科技前沿等聯(lián)系,體現(xiàn)理論聯(lián)系實(shí)際能力的考查7.對(duì)探究性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的方法過程及數(shù)據(jù)處理技巧的考查.45機(jī)械能及其守恒定律6機(jī)械能及其守恒定律7機(jī)械能及其守恒定律8 本章包括功和功率、重力勢(shì)能、機(jī)械能守恒、能的轉(zhuǎn)化和守恒、動(dòng)能定理,在高考中處于核心地位高考試題中選擇題和計(jì)算題兩種題型都有,以中

2、等難度為主,是高考的必考內(nèi)容 復(fù)習(xí)中應(yīng)在掌握動(dòng)能定理、能量守恒的基礎(chǔ)上,加大與牛頓運(yùn)動(dòng)定律、運(yùn)動(dòng)的合成與分解、平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)、萬有引力定律、電磁學(xué)等核心內(nèi)容的綜合訓(xùn)練,熟練地應(yīng)用能量的觀點(diǎn)求解各種問題;還要密切關(guān)注聯(lián)系生活、生產(chǎn)實(shí)際,聯(lián)系現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和能源環(huán)保的問題. 91011一、功1做功的兩個(gè)要素(1)力;(2)物體在 上發(fā)生位移2公式:WFlcos,是力和位移方向間的夾角,此公 式只適用于恒力做功力的方向123功的正負(fù)的意義(1)功是 量,但有正負(fù)之分,正功表示動(dòng)力對(duì)物體做 功,負(fù)功表示 對(duì)物體做功(2)一個(gè)力對(duì)物體做負(fù)功,往往說成是物體 做 功(取絕對(duì)值)標(biāo)阻力克服這個(gè)力134功的

3、正負(fù)的確定 在公式WFlcos中,為F與l的夾角(1)若0,表示力對(duì)物體做 功(2)若90,則W0,表示力對(duì)物體 (3)若90180,則W0,表示力對(duì)物體做 功正不做功負(fù)14 功的公式可有兩種理解:一是力“F”乘以物體在力的方向上發(fā)生的位移“l(fā)cos”;二是在位移l方向上的力“Fcos”乘以位移l.15二、功率1定義:功跟完成這些功所用 的比值2物理意義:功率表示做功的 ,功率大則做功 , 功率小則做功 3計(jì)算式(1)P ,P為時(shí)間t內(nèi)的 時(shí)間快慢快慢平均功率(2)PFvcos164額定功率:機(jī)械在正常條件下可以 工作的 功 率一般在機(jī)械的銘牌上標(biāo)明5實(shí)際功率:機(jī)械 工作時(shí)輸出的功率要求小于等

4、于 額定功率長時(shí)間最大實(shí)際171.PFvcos可以理解為速度v與力沿速度方向的分量Fcos 的乘積,也可以不分解力而分解速度,將公式理解為力 F與速度沿力的方向上的分量vcos的乘積2.某一過程的功率指平均功率,某一時(shí)刻的功率指瞬時(shí) 功率18191根據(jù)力和位移之間的夾角判斷,此法常用于恒力做功 的判斷2根據(jù)力和瞬時(shí)速度之間的夾角判斷,此法常用于判斷 質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)變力做的功夾角為銳角時(shí)力做正 功,夾角為鈍角時(shí)力做負(fù)功,夾角為直角時(shí)力不做功203依據(jù)能量變化來判斷,此法既適用于恒力做功,也適 用于變力做功,關(guān)鍵應(yīng)分析清楚能量的轉(zhuǎn)化情況根 據(jù)功是能量轉(zhuǎn)化的量度,若有能量轉(zhuǎn)化,則必有力對(duì) 物體做功

5、比如系統(tǒng)的機(jī)械能增加,說明力對(duì)系統(tǒng)做 正功;如果系統(tǒng)的機(jī)械能減少,則說明力對(duì)系統(tǒng)做負(fù) 功此法常用于兩個(gè)相聯(lián)系的物體之間的相互作用力 做功的判斷211如圖511所示,小物塊A位 于光滑的斜面上,斜面位于光 滑的水平面上,從地面上看, 小物塊沿斜面下滑的過程中, 斜面對(duì)小物塊的作用力 ()A垂直于接觸面,做功為零B垂直于接觸面,做功不為零C不垂直于接觸面,做功為零D不垂直于接觸面,做功不為零22解析:法一:因斜面放在光滑的水平面上,當(dāng)A下滑時(shí),斜面在A的壓力下將向右加速運(yùn)動(dòng),A的對(duì)地位移如圖所示,斜面對(duì)A的彈力方向垂直于接觸面,彈力F與A的對(duì)地位移的夾角大于90,所以斜面對(duì)小物塊A的作用力做負(fù)功,

6、正確選項(xiàng)為B.23法二:從能量變化的情況分析,小物塊A與斜面組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,而斜面的機(jī)械能增加了,故A的機(jī)械能減小,小物塊A只受彈力和重力,所以彈力對(duì)A一定做負(fù)功B選項(xiàng)正確答案:B241恒力做功 對(duì)恒力作用下物體的運(yùn)動(dòng),力對(duì)物體做的功用WFlcos 求解2變力做功(1)用動(dòng)能定理WEk或功能關(guān)系WE,即用能量的增 量等效代換變力所做的功(也可計(jì)算恒力功)(2)當(dāng)變力的功率P一定時(shí),可用WPt求功,如機(jī)車以恒定 功率啟動(dòng)時(shí)25(3) 將變力做功轉(zhuǎn)化為恒力做功當(dāng)力的大小不變而方向始終與運(yùn)動(dòng)方向相同或相反時(shí),這類力做的功的大小等于力和路程(不是位移)的乘積如滑動(dòng)摩擦力做功、空氣阻力做功等當(dāng)力的

7、方向不變而大小隨位移做線性變化時(shí),可先求出力對(duì)位移的平均值F ,再由WFlcos計(jì)算,如彈簧彈力做功26(4) 作出變力F隨位移l變化的圖象,圖象與位移軸所圍的 “積”即為變力做的功如圖512所示,圖(a)中陰 影部分面積表示恒力F做的功W,圖(b)中陰影部分面積 表示變力F做的功W.273總功的求法(1)總功等于合力的功 先求出物體所受各力的合力F合,再根據(jù)W總F合lcos計(jì) 算總功,但應(yīng)注意應(yīng)是合力與位移l的夾角(2)總功等于各力做功的代數(shù)和 分別求出每一個(gè)力做的功:W1F1l1cos1,W2 F2l2cos2,W3F3l3cos3,再把各個(gè)力做的功求代數(shù) 和,即:W總W1W2W3281求

8、功時(shí)要注意分清是求哪個(gè)力對(duì)哪個(gè)物體的功,還是 求合力的功2在求解總功時(shí),第(1)種情況一般用于各力都是恒力且作用時(shí)間相同時(shí),第(2)種情況一般用于各力分別作用或作用時(shí)間不同時(shí)292質(zhì)量為m的物體靜止在傾角為的斜面上,用水平推力使斜面向左水平勻速移動(dòng)距離s,物體與斜面始終保持相對(duì)靜止,如圖513所示求:(1)m所受各力對(duì)它做的功各是多少?(2)斜面對(duì)物體做的功又是多少?30解析:(1)對(duì)物體m進(jìn)行受力分析如圖所示根據(jù)力的平衡條件可得:支持力FNmgcos,靜摩擦力Ffmgsin,因mg、FN、Ff均為恒力,由WFlcos可得31重力做的功WGmgcos900.支持力做的功WFNmgcoslcos

9、(90)mglsincos.靜摩擦力做的功WFfmgsinlcos(180)mglsincos32(2)斜面對(duì)物體的作用力有兩個(gè),即支持力FN和靜摩擦力Ff ,斜面對(duì)物體做的功應(yīng)是這兩個(gè)力的合力做的功,也就等于這兩個(gè)力做功的代數(shù)和,故斜面對(duì)物體做的功為WWFNWFf0.答案:(1)見解析(2)03334 (2010寧波模擬)質(zhì)量為m的小車在水平恒力F推動(dòng)下,從山坡(粗糙)底部A處由靜止開始運(yùn)動(dòng)至高為h的坡頂B,獲得速度為v,A與B之間的水平距離為x,重力加速度為g.下列說法正確的是 ()35A小車克服重力所做的功是mghB合力對(duì)小車做的功是 mv2C推力對(duì)小車做的功是 mv2mghD阻力對(duì)小車

10、做的功是 mv2mghFx36思路點(diǎn)撥解答本題時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):(1)某力做功和克服該力做功在表述上有符號(hào)差別;(2)分清由A到B的過程中都有哪些力做功以及它們的符號(hào);(3)恒力的功和變力的功的計(jì)算方法37課堂筆記小車克服重力做功WGhmgh,A選項(xiàng)正確;由動(dòng)能定理,小車受到的合力做的功等于小車動(dòng)能的增量,W合Ek mv2,B選項(xiàng)正確;由動(dòng)能定理,W合W推W重W阻 mv2,所以推力做的功W推 mv2W阻W重 mv2mghW阻,C選項(xiàng)錯(cuò)誤;阻力對(duì)小車做的功W阻 mv2W推W重 mv2mghFx,D選項(xiàng)正確答案ABD38(1)求功時(shí),首先要看清是恒力做功還是變力做功若是 求變力做功,是轉(zhuǎn)化為恒力做

11、功求,還是用功能關(guān)系 求,要確定好方法(2)不注意過程分析,忽略阻力對(duì)小車做的功,易錯(cuò)選C.39 (2009寧夏高考)質(zhì)量為m的物體靜止在光滑水平面上,從t0時(shí)刻開始受到水平力的作用力的大小F與時(shí)間t的關(guān)系如圖515所示,力的方向保持不變,則 ()40A3t0時(shí)刻的瞬時(shí)功率為B3t0時(shí)刻的瞬時(shí)功率為C在t0到3t0這段時(shí)間內(nèi),水平力的平均功率為D在t0到3t0這段時(shí)間內(nèi),水平力的平均功率為41思路點(diǎn)撥3t0時(shí)刻的瞬時(shí)功率應(yīng)用PFvcos求,而求03t0這段時(shí)間的平均功率應(yīng)用P 求.42課堂筆記2t0時(shí)的速度v1 2t002t0時(shí)間內(nèi)的位移l1 (2t0)22F做功W1F0l123t0時(shí)的速度:

12、v2 t0v15 t03t0時(shí)刻的瞬時(shí)功率:P3F0v215. 故B正確,A錯(cuò)432t03t0時(shí)間內(nèi)的位移l2v1t0 t02 ,F(xiàn)做的功W23F0l2 .03t0時(shí)間內(nèi)F的平均功率P .故D選項(xiàng)正確,C錯(cuò)答案BD44(1) 首先要明確所求功率是平均功率還是瞬時(shí)功率,對(duì)應(yīng)于某一過程的功率為平均功率,對(duì)應(yīng)于某一時(shí)刻的功率為瞬時(shí)功率(2) 求瞬時(shí)功率時(shí),如果F與v不同向,可用力F乘以F方向的 分速度,或速度v乘以速度方向的分力求解(3)用PF cos求平均功率時(shí), 應(yīng)容易求得,如求勻變 速直線運(yùn)動(dòng)中某力的平均功率.4546 (15分)(2010南通調(diào)研)如圖516所示,一個(gè)與平臺(tái)連接的足夠長斜坡的

13、傾角sin ,一輛卡車的質(zhì)量為1 t關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī),卡車從靜止開始沿斜坡滑下,最大速度可達(dá)120 km/h,已知卡車運(yùn)動(dòng)過程中所受空氣阻力和地面阻力與速度成正比,即Ffkv.47(1)求出比例系數(shù)k;(2)現(xiàn)使卡車以恒定功率P沿斜坡向上行駛,達(dá)到的最大速度為54 km/h,求功率P;(3)當(dāng)卡車開上平臺(tái)后,繼續(xù)保持此恒定功率行駛40 s,重新勻速行駛,求卡車開上平臺(tái)后到勻速行駛的過程中克服阻力所做的功48思路點(diǎn)撥卡車沿斜面向下運(yùn)動(dòng)達(dá)到最大速度時(shí)、卡車沿斜面向上運(yùn)動(dòng)達(dá)到最大速度時(shí)和卡車在平臺(tái)上勻速行駛時(shí)所受的合力均為零;卡車在平臺(tái)上運(yùn)動(dòng)至勻速行駛的過程中,阻力為變力,可用動(dòng)能定理或能量轉(zhuǎn)化與守恒求阻

14、力所做的功49解題樣板(1)當(dāng)卡車的重力沿斜面向下的分力等于阻力時(shí),卡車的速度達(dá)到最大則mgsinkvm(2分)得k10 Ns/m(1分)(2)Ff1kv110 N150 N(2分)FFf1mgsin(150104 )N(2分)PFv1(150104 ) W7250 W(2分)50(3)當(dāng)卡車開上平臺(tái)后,設(shè)勻速行駛的速度為v2則PFfv2kv227250 W(2分)由PtWFf m(v22v12)得:WFf 103 ( )2 J725040 J4104 J(2分)故卡車克服阻力做功為4104 J(2分)答案(1)10 Ns/m(2)7250 W(3)4104 J51 在分析汽車啟動(dòng)問題時(shí),要先

15、分清是恒定功率啟動(dòng)還是勻加速啟動(dòng),勻加速啟動(dòng)時(shí)要分析清楚發(fā)動(dòng)機(jī)的功率是否達(dá)到額定功率,達(dá)到額定功率后汽車以恒定功率運(yùn)動(dòng),牽引力隨速度的增大而減小,不能再用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求解,而要結(jié)合動(dòng)能定理分析52531汽車在平直的公路上行駛,某 一段時(shí)間內(nèi)汽車的功率隨時(shí)間的變化 如圖517所示,設(shè)汽車運(yùn)動(dòng)過程 中受到的阻力不變,則在這一段時(shí)間 內(nèi)汽車的運(yùn)動(dòng)情況可能是 ()A汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)B汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C汽車做加速度增加的加速直線運(yùn)動(dòng)D汽車做加速度減小的加速直線運(yùn)動(dòng)圖51754解析:由于汽車的功率保持不變,汽車在啟動(dòng)過程中,先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),最后做勻速直線運(yùn)動(dòng),故A、D正確,B、C錯(cuò)

16、誤答案:AD552一個(gè)25 kg的小孩從高度為3.0 m的滑梯頂端由靜止開始滑下,滑到底端時(shí)的速度為2.0 m/s.取g10 m/s2,關(guān)于力對(duì)小孩做的功,以下結(jié)果正確的是 ()A合力做功50 J B阻力做功500 JC重力做功500 J D支持力做功50 J56解析:重力做功WGmgh25103 J750 J,C錯(cuò);小孩所受支持力方向上的位移為零,故支持力做的功為零,D錯(cuò);合力做的功W合Ek0,即W合 mv2 2522 J50 J,A項(xiàng)正確;WGW阻Ek0,故W阻mgh mv2750 J50 J700 J,B項(xiàng)正確答案:A573(2009廣東理基)物體在合外力作用下做直線運(yùn)動(dòng)的vt圖象如圖5

17、18所示下列表述正確的是 ()A在01 s內(nèi),合外力做正功B在02 s內(nèi),合外力總是做負(fù)功C在1 s2 s內(nèi),合外力不做功D在03 s內(nèi),合外力總是做正功圖51858解析:根據(jù)動(dòng)能定理,合外力做的功等于物體動(dòng)能的變化,01 s內(nèi),動(dòng)能增加,所以合外力做正功,A正確;02 s內(nèi)動(dòng)能先增加后減少,合外力先做正功后做負(fù)功,B錯(cuò)誤;1 s2 s內(nèi),動(dòng)能減少,合外力做負(fù)功,C錯(cuò)誤;03 s內(nèi),動(dòng)能變化量為零,合外力做功為零,D錯(cuò)誤答案:A594(2010宿遷模擬)兩個(gè)完全相同的小球A、B, 在某一高度處以相同大小的初速度v0分別 沿水平方向和豎直方向拋出,不計(jì)空氣阻 力,如圖519所示,下列說法正確的 是 ()A兩小球落地時(shí)速度相同B兩小球落地時(shí),重力的瞬時(shí)功率相同C從開始運(yùn)動(dòng)至落地,重力對(duì)兩小球做功相同D從開始運(yùn)動(dòng)至落地,重力對(duì)兩小球做功的平均功率 相同圖51960解析:重力對(duì)兩小球做功相同,兩小球落地時(shí)動(dòng)能大小相等,因而速度大小相等,但由于初速度方向不同,落地時(shí)兩小球的速度方向不同,重力的瞬時(shí)速率Pmgvcos,由于兩小球的速度與重力的夾角不同,重力的瞬時(shí)功率不同故A

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