高中物理復(fù)習(xí)講義第05章第01節(jié)

1、第五章機(jī)械能及其守恒定律第五章機(jī)械能及其守恒定律第五章機(jī)械能及其守恒定律第五章機(jī)械能及其守恒定律 考綱展示考綱展示1功和功率功和功率2動能和動能定理動能和動能定理3重力做功與重力勢能重力做功與重力勢能4功能關(guān)系、機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用功能關(guān)系、機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)五：探究動能定理實(shí)驗(yàn)五：探究動能定理實(shí)驗(yàn)六：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)六：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律2016高考導(dǎo)航高考導(dǎo)航 熱點(diǎn)視角熱點(diǎn)視角1對基本概念的考查往往涉及對概念的理解，一般以選擇題對基本概念的考查往往涉及對概念的理解，一般以選擇題的形式出現(xiàn)的形式出現(xiàn)2動能定理是高考考查的重點(diǎn)，考查形式有選擇題，也有計(jì)動能定理是高考考查的重點(diǎn)，

2、考查形式有選擇題，也有計(jì)算題計(jì)算題中單純考查動能定理的題目較少，往往與其他算題計(jì)算題中單純考查動能定理的題目較少，往往與其他知識綜合在一起考查知識綜合在一起考查3機(jī)械能守恒定律的考查往往出現(xiàn)在綜合題中，主要考查其機(jī)械能守恒定律的考查往往出現(xiàn)在綜合題中，主要考查其在生產(chǎn)、生活和科技中的應(yīng)用，題目中經(jīng)常會涉及牛頓運(yùn)動在生產(chǎn)、生活和科技中的應(yīng)用，題目中經(jīng)常會涉及牛頓運(yùn)動定律、平拋運(yùn)動、圓周運(yùn)動等知識定律、平拋運(yùn)動、圓周運(yùn)動等知識第五章機(jī)械能及其守恒定律第五章機(jī)械能及其守恒定律第一節(jié)功和功率第一節(jié)功和功率第五章機(jī)械能及其守恒定律第五章機(jī)械能及其守恒定律欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第五章機(jī)械能及其守恒定律第五章機(jī)械

3、能及其守恒定律一、功一、功1做功的兩個必要條件：做功的兩個必要條件：_和物體在力的方向上發(fā)生的和物體在力的方向上發(fā)生的_2公式：公式：W_. 適用于適用于_做功其中做功其中為為F、l方向間夾角，方向間夾角，l為物體對地的位移為物體對地的位移力力位移位移Fl cos恒力恒力欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第五章機(jī)械能及其守恒定律第五章機(jī)械能及其守恒定律3功的正負(fù)判斷功的正負(fù)判斷(1)90，力對物體做，力對物體做_功，或說物體克服該力做功功，或說物體克服該力做功.(3)90，力對物體不做功，力對物體不做功特別提示：特別提示：功是標(biāo)量，比較做功多少看功的絕對值功是標(biāo)量，比較做功多少看功的絕對值正正負(fù)負(fù)欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)

4、引第五章機(jī)械能及其守恒定律第五章機(jī)械能及其守恒定律 1.(單選單選)(2015廣州模擬廣州模擬)如圖所如圖所示，拖著舊示，拖著舊橡膠輪胎跑是身體耐力訓(xùn)練的一橡膠輪胎跑是身體耐力訓(xùn)練的一種有效方法如果某受訓(xùn)者拖著輪胎在水種有效方法如果某受訓(xùn)者拖著輪胎在水平直道上跑了平直道上跑了100 m，那么下列說法正確的是，那么下列說法正確的是()A輪胎受到地面的摩擦力對輪胎做了負(fù)功輪胎受到地面的摩擦力對輪胎做了負(fù)功B輪胎受到的重力對輪胎做了正功輪胎受到的重力對輪胎做了正功C輪胎受到的拉力對輪胎不做功輪胎受到的拉力對輪胎不做功D輪胎受到地面的支持力對輪胎做了正功輪胎受到地面的支持力對輪胎做了正功A欄目欄目導(dǎo)引

5、導(dǎo)引第五章機(jī)械能及其守恒定律第五章機(jī)械能及其守恒定律二、功率二、功率1定義：定義：功與完成這些功所用時間的功與完成這些功所用時間的_2物理意義：物理意義：描述力對物體做功的描述力對物體做功的_3公式公式(1)定義式：定義式：P_，P為時間為時間t內(nèi)的內(nèi)的_(2)推論式：推論式：P_.(為為F與與v的夾角的夾角)比值比值快慢快慢平均功率平均功率欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第五章機(jī)械能及其守恒定律第五章機(jī)械能及其守恒定律 2.(多選多選)位于水平面上的物體在水平恒力位于水平面上的物體在水平恒力F1作用作用下，做速度為下，做速度為v1的勻速運(yùn)動；若作用力變?yōu)樾毕虻膭蛩龠\(yùn)動；若作用力變?yōu)樾毕?上上 的的 恒恒 力

6、力F2，物體做速度為，物體做速度為v2的勻速運(yùn)動，且的勻速運(yùn)動，且F1與與F2功率相同則可功率相同則可能有能有()AF2F1，v1v2 BF2F1，v1F1，v1v2 DF2F1，v14WF1，Wf22Wf1BWF24WF1，Wf22Wf1CWF24WF1，Wf22Wf1DWF24WF1，Wf22Wf1C欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第五章機(jī)械能及其守恒定律第五章機(jī)械能及其守恒定律欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第五章機(jī)械能及其守恒定律第五章機(jī)械能及其守恒定律考點(diǎn)二功率的計(jì)算考點(diǎn)二功率的計(jì)算注意：注意：對于對于變化的不能用變化的不能用PFvcos 計(jì)算平均功率計(jì)算平均功率欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第五章機(jī)械能及其守恒定律第五章機(jī)械能

7、及其守恒定律 (多選多選)(2015?？谀M?？谀M)質(zhì)量為質(zhì)量為m的物體靜的物體靜止止 在光滑在光滑 水水平面上，從平面上，從t0時刻開始受到水平力的作用力的大小時刻開始受到水平力的作用力的大小F與時與時間間t的關(guān)系如圖所示，力的方向保持不變，則的關(guān)系如圖所示，力的方向保持不變，則()BD欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第五章機(jī)械能及其守恒定律第五章機(jī)械能及其守恒定律審題點(diǎn)睛審題點(diǎn)睛(1)求瞬時功率時，先明確所用公式，再確定求瞬時功率時，先明確所用公式，再確定該時刻的力和速度；該時刻的力和速度；(2)求平均功率時，先明確所用公式及研究的過程，再確定求平均功率時，先明確所用公式及研究的過程，再確定功和時間功和

8、時間欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第五章機(jī)械能及其守恒定律第五章機(jī)械能及其守恒定律欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第五章機(jī)械能及其守恒定律第五章機(jī)械能及其守恒定律總結(jié)提升總結(jié)提升計(jì)算功率的基本思路：計(jì)算功率的基本思路：(1)首先要明確所求功率是平均功率還是瞬時首先要明確所求功率是平均功率還是瞬時 功率，對應(yīng)于某功率，對應(yīng)于某一過程的功率為平均功率，對應(yīng)于一過程的功率為平均功率，對應(yīng)于 某一某一 時刻時刻 的功率的功率 為為 瞬瞬 時時功率功率(2)求瞬時功率時，如果求瞬時功率時，如果F與與v不同向，可用力不同向，可用力F 乘以乘以 F方向的方向的分速度，或速度分速度，或速度v乘以速度乘以速度v方向的分力求解方向的分力求解欄

9、目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第五章機(jī)械能及其守恒定律第五章機(jī)械能及其守恒定律 2.(多選多選)(2015高考浙江卷高考浙江卷)我國科學(xué)家正在研制航我國科學(xué)家正在研制航母艦載機(jī)使用的電磁彈射器艦載機(jī)總質(zhì)量為母艦載機(jī)使用的電磁彈射器艦載機(jī)總質(zhì)量為3.0104 kg，設(shè)起飛過程中發(fā)動機(jī)的推力恒為設(shè)起飛過程中發(fā)動機(jī)的推力恒為1.0105 N；彈射器有效作用；彈射器有效作用長度為長度為100 m，推力恒定要求艦載機(jī)在水平彈射結(jié)束時速度，推力恒定要求艦載機(jī)在水平彈射結(jié)束時速度大小達(dá)到大小達(dá)到80 m/s.彈射過程中艦載機(jī)所受總推力為彈射器和發(fā)彈射過程中艦載機(jī)所受總推力為彈射器和發(fā)動機(jī)推力之和，假設(shè)所受阻力為總推力的動機(jī)

10、推力之和，假設(shè)所受阻力為總推力的20%，則，則( )A彈射器的推力大小為彈射器的推力大小為1.1106 NB彈射器對艦載機(jī)所做的功為彈射器對艦載機(jī)所做的功為1.1108 JC彈射器對艦載機(jī)做功的平均功率為彈射器對艦載機(jī)做功的平均功率為8.8107 WD艦載機(jī)在彈射過程中的加速度大小為艦載機(jī)在彈射過程中的加速度大小為32 m/s2ABD欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第五章機(jī)械能及其守恒定律第五章機(jī)械能及其守恒定律欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第五章機(jī)械能及其守恒定律第五章機(jī)械能及其守恒定律考點(diǎn)三機(jī)車啟動問題的分析考點(diǎn)三機(jī)車啟動問題的分析1兩種啟動方式的比較兩種啟動方式的比較兩種方式兩種方式以恒定功率啟動以恒定功率啟動以恒定

11、加速度啟動以恒定加速度啟動Pt 圖圖和和vt 圖圖OA段段過程分析過程分析運(yùn)動性質(zhì)運(yùn)動性質(zhì)加速度減小的加速加速度減小的加速直線運(yùn)動直線運(yùn)動欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第五章機(jī)械能及其守恒定律第五章機(jī)械能及其守恒定律兩種方式兩種方式以恒定功率啟動以恒定功率啟動以恒定加速度啟動以恒定加速度啟動AB段段過程分析過程分析運(yùn)動性質(zhì)運(yùn)動性質(zhì)BC段段以以vm勻速直線運(yùn)勻速直線運(yùn)動動加速度減小的加加速度減小的加速運(yùn)動速運(yùn)動無無欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第五章機(jī)械能及其守恒定律第五章機(jī)械能及其守恒定律欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第五章機(jī)械能及其守恒定律第五章機(jī)械能及其守恒定律 某汽車發(fā)動機(jī)的額某汽車發(fā)動機(jī)的額 定功率為定功率為60 kW，汽車質(zhì)

12、量為，汽車質(zhì)量為 5 t，汽車在運(yùn)動中所受阻力的大小恒為車重的汽車在運(yùn)動中所受阻力的大小恒為車重的0.1倍倍(g取取10 m/s2)(1)若汽車以額定功率啟動，則汽若汽車以額定功率啟動，則汽 車所能車所能 達(dá)到的最大速度是多達(dá)到的最大速度是多少？當(dāng)汽車速度達(dá)到少？當(dāng)汽車速度達(dá)到5 m/s時，其加速度是多少？時，其加速度是多少？(2)若汽車以恒定加速度若汽車以恒定加速度0.5 m/s2啟啟 動，則其勻加速過程能維持動，則其勻加速過程能維持多長時間？多長時間？審題點(diǎn)睛審題點(diǎn)睛(1)達(dá)到最大速度時，汽車處于什么狀態(tài)？達(dá)到最大速度時，汽車處于什么狀態(tài)？(2)v5 m/s時，牽引力多大？時，牽引力多大？

13、(3)以加速度以加速度0.5 m/s2啟動時，牽引力多大？此階段能達(dá)到的最啟動時，牽引力多大？此階段能達(dá)到的最大速度為多少？大速度為多少？欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第五章機(jī)械能及其守恒定律第五章機(jī)械能及其守恒定律欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第五章機(jī)械能及其守恒定律第五章機(jī)械能及其守恒定律答案答案(1)12 m/s1.4 m/s2(2)16 s欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第五章機(jī)械能及其守恒定律第五章機(jī)械能及其守恒定律規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)分析機(jī)車啟動問題時的注意事項(xiàng)分析機(jī)車啟動問題時的注意事項(xiàng)(1)在用公式在用公式PFv計(jì)算機(jī)車的功率時，計(jì)算機(jī)車的功率時，F(xiàn)是指機(jī)車的牽引力是指機(jī)車的牽引力而不是機(jī)車所受到的合力而不是機(jī)車所受到的合力

14、(2)恒定功率下的加速一定不是勻加速，這種加速過程發(fā)動機(jī)恒定功率下的加速一定不是勻加速，這種加速過程發(fā)動機(jī)做的功可用做的功可用WPt計(jì)算，不能用計(jì)算，不能用WFl計(jì)算計(jì)算(因?yàn)橐驗(yàn)镕是變力是變力)(3)以恒定牽引力加速時的功率一定不恒定，這種加速過程發(fā)以恒定牽引力加速時的功率一定不恒定，這種加速過程發(fā)動機(jī)做的功常用動機(jī)做的功常用WFl計(jì)算，不能用計(jì)算，不能用WPt計(jì)算計(jì)算(因?yàn)楣β室驗(yàn)楣β蔖是是變化的變化的)欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第五章機(jī)械能及其守恒定律第五章機(jī)械能及其守恒定律B欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第五章機(jī)械能及其守恒定律第五章機(jī)械能及其守恒定律思想方法思想方法變力做功的求解方法變力做功的求解方法一、動

15、能定理法一、動能定理法動能定理既適用于直線運(yùn)動，也適用于曲線運(yùn)動，既適用于動能定理既適用于直線運(yùn)動，也適用于曲線運(yùn)動，既適用于求恒力功也適用于求變力功因使用動能定理可由動能的變求恒力功也適用于求變力功因使用動能定理可由動能的變化來求功，所以動能定理是求變力做功的首選化來求功，所以動能定理是求變力做功的首選欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第五章機(jī)械能及其守恒定律第五章機(jī)械能及其守恒定律B欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第五章機(jī)械能及其守恒定律第五章機(jī)械能及其守恒定律欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第五章機(jī)械能及其守恒定律第五章機(jī)械能及其守恒定律 2.用錘子擊打釘子，設(shè)木板對釘子的阻力跟釘子用錘子擊打釘子，設(shè)木板對釘子的阻力跟釘子 進(jìn)進(jìn)入木板的

16、深度成正比，每次擊打釘子時錘子對釘子做的功相入木板的深度成正比，每次擊打釘子時錘子對釘子做的功相同已知第一次擊打釘子時，釘子進(jìn)入的深度為同已知第一次擊打釘子時，釘子進(jìn)入的深度為1 cm，則第，則第二次擊打時，釘子進(jìn)入的深度是多少？二次擊打時，釘子進(jìn)入的深度是多少？欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第五章機(jī)械能及其守恒定律第五章機(jī)械能及其守恒定律答案答案0.41 cm欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第五章機(jī)械能及其守恒定律第五章機(jī)械能及其守恒定律三、微元法三、微元法當(dāng)物體在變力的作用下做曲線運(yùn)動時，若力的方向與物體運(yùn)當(dāng)物體在變力的作用下做曲線運(yùn)動時，若力的方向與物體運(yùn)動的切線方向之間的夾角不變，可將曲線分成動的切線方向之間的夾角

17、不變，可將曲線分成 無限無限 個小個小 元元段，每一小元段可認(rèn)為恒力做功，總功即為各個小元段做功段，每一小元段可認(rèn)為恒力做功，總功即為各個小元段做功的代數(shù)和通過微元法不難得的代數(shù)和通過微元法不難得 到，在到，在 往返的往返的 運(yùn)動中，摩運(yùn)動中，摩 擦擦力、空氣阻力做的功，其大小等于力和路程的乘積力、空氣阻力做的功，其大小等于力和路程的乘積欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第五章機(jī)械能及其守恒定律第五章機(jī)械能及其守恒定律 3.如圖所示，質(zhì)量如圖所示，質(zhì)量m2.0 kg的物體用的物體用長長R5 m的繩拴著，繩的另一端固定在水平桌的繩拴著，繩的另一端固定在水平桌面上，今用大小始終為面上，今用大小始終為10 N的水平力

18、的水平力F拉著物體拉著物體從從A點(diǎn)運(yùn)動到點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，點(diǎn)，F(xiàn)的方向始終與繩的夾角為的方向始終與繩的夾角為127，g取取10 m/s2，求：，求：(1)拉力拉力F做的功；做的功；(2)克服摩擦力做的功克服摩擦力做的功(已知物體與桌面的動摩擦因數(shù)已知物體與桌面的動摩擦因數(shù)0.2)欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第五章機(jī)械能及其守恒定律第五章機(jī)械能及其守恒定律答案答案(1)42 J(2)21 J欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第五章機(jī)械能及其守恒定律第五章機(jī)械能及其守恒定律四、等效轉(zhuǎn)換法四、等效轉(zhuǎn)換法若某一變力的功和某一恒力的功相等，即效果相同，則可以若某一變力的功和某一恒力的功相等，即效果相同，則可以通過計(jì)算該恒力做的功，求出該

19、變力做的功，從而使問題變通過計(jì)算該恒力做的功，求出該變力做的功，從而使問題變得簡單，也就是說通過關(guān)聯(lián)點(diǎn)，將變力得簡單，也就是說通過關(guān)聯(lián)點(diǎn)，將變力 做功轉(zhuǎn)化做功轉(zhuǎn)化 為恒力為恒力 做做功，這種方法稱為等效轉(zhuǎn)換法功，這種方法稱為等效轉(zhuǎn)換法欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第五章機(jī)械能及其守恒定律第五章機(jī)械能及其守恒定律 4.如圖所示，某人用大小不變的力如圖所示，某人用大小不變的力F拉著放在光滑水拉著放在光滑水平面上的物體，開始時與物體相連接的繩與水平面平面上的物體，開始時與物體相連接的繩與水平面 間的夾角間的夾角是是，當(dāng)拉力，當(dāng)拉力F作用一段時間后，繩與水平面間的夾作用一段時間后，繩與水平面間的夾 角為角為.已已知圖中的高度是知圖中的高度是h，求繩的拉力，求繩的拉力FT對物體所做的功假對物體所做的功假 定定 繩繩的質(zhì)量、滑輪質(zhì)量及繩與滑輪間的摩擦不計(jì)的質(zhì)量、滑輪質(zhì)量及繩與滑輪間的摩擦不計(jì)欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第五章機(jī)械能及其守恒定律第五章機(jī)械能及其守恒定律欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第五章機(jī)械能及其守恒定律第五章機(jī)械能及其守恒定律五、圖象法五、圖象法由于功由于功WFx，則在，則在Fx圖象中圖線和圖象中圖線和x軸所圍圖形的面積軸所圍圖形的面積表示表示F做的功在做的功在x軸上方的軸上方的“面積面積”