高考物理機(jī)械能守恒定律課件

1、高考物理機(jī)械能守恒定律課件高考物理機(jī)械能守恒定律課件本章內(nèi)容是必修內(nèi)容部分的重點(diǎn)內(nèi)容，在2012年的高考中涉及本部分內(nèi)容出題的幾率非常大，考查的熱點(diǎn)包括重力勢能、機(jī)械能守恒、動能定理、能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律等，而單一知識點(diǎn)命題的幾率小綜合性命題的幾率大在2012年的高考中對本部分內(nèi)容的考查以計算題形式出現(xiàn)的可能性較大，應(yīng)是與功能關(guān)系知識、牛頓運(yùn)動定律、圓周運(yùn)動及平拋運(yùn)動(含類平拋)、電磁學(xué)等知識相聯(lián)系的綜合應(yīng)用本章內(nèi)容是必修內(nèi)容部分的重點(diǎn)內(nèi)容，在2012年的高考中涉及本1復(fù)習(xí)本章內(nèi)容應(yīng)把重點(diǎn)放在級要求的內(nèi)容中，即：(1)功和功率概念(2)動能變化和動能定理(3)機(jī)械能守恒定律與能的轉(zhuǎn)化守恒定律1

2、復(fù)習(xí)本章內(nèi)容應(yīng)把重點(diǎn)放在級要求的內(nèi)容中，即：(1)功和2復(fù)習(xí)本章內(nèi)容時應(yīng)注意：對本章的復(fù)習(xí)應(yīng)抓住功和能的關(guān)系這一基本線索，通過“能量轉(zhuǎn)化”把知識聯(lián)系在一起(1)求一個力做功及做功功率，應(yīng)從恒力做功、變力做功及功能關(guān)系、動能定理多角度進(jìn)行訓(xùn)練，并應(yīng)進(jìn)一步使學(xué)生明確“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”這一說法的內(nèi)涵2復(fù)習(xí)本章內(nèi)容時應(yīng)注意：(2)機(jī)動車啟動問題對大多數(shù)同學(xué)而言是一個難關(guān)，關(guān)鍵應(yīng)讓學(xué)生通過復(fù)習(xí)明白公式PFv的意義學(xué)會過程分析方法，對兩種啟動方式進(jìn)行詳細(xì)剖析是非常有必要的(3)動能定理的復(fù)習(xí)，首先使學(xué)生明確其物理意義及應(yīng)用步驟，強(qiáng)調(diào)必須具有所有外力做功的總和才等于物體動能變化量，其次要重視對物理過程進(jìn)

3、行分析特別是對復(fù)雜過程整體使用動能定理(2)機(jī)動車啟動問題對大多數(shù)同學(xué)而言是一個難關(guān)，關(guān)鍵應(yīng)讓學(xué)生(4)對機(jī)械能守恒定律的三種表達(dá)形式，可通過一組相對簡單的題目進(jìn)行比較講解，使學(xué)生真正理解三種形式的實(shí)質(zhì)是相同的，但使用不同的形式解題在文字說明上應(yīng)有所體現(xiàn)，并注意選擇最簡解法(5)機(jī)械能知識有非常強(qiáng)的綜合性，大部分試題都與牛頓定律、圓周運(yùn)動、動量守恒、電磁學(xué)、熱學(xué)知識相互聯(lián)系，在指導(dǎo)學(xué)生解答這類問題時，一定要讓學(xué)生養(yǎng)成：首先理清物理情景；其次建立物理模型，然后把復(fù)雜的過程問題，分解成幾個簡單過程；最后列規(guī)律方程并求解的好習(xí)慣(4)對機(jī)械能守恒定律的三種表達(dá)形式，可通過一組相對簡單的題課時1功功率

4、 課時1功功率 知識點(diǎn)一功知識回顧1物理意義：功是描述力對 效果的物理量，是過程量2做功的二要素： 和 的位移3定義：力和物體在力的方向上位移的乘積稱為力對物體做的功空間積累力力的方向上知識點(diǎn)一功空間積累力力的方向上4計算式：W ，F(xiàn)表示恒力的大小，l表示物體運(yùn)動的位移，為 的夾角5特點(diǎn)：功是 ，取值不同，功會出現(xiàn)正負(fù)，正功表示 做功，負(fù)功表示 做功，合力的功等于各分力分別做功的 和Flcos力的方向與位移方向標(biāo)量動力阻力代數(shù)4計算式：W ，F(xiàn)表示恒力的大小，l表要點(diǎn)深化1功的計算公式WFlcos應(yīng)用注意要點(diǎn)(1)WFlcos是恒力做功的計算式，對變力做功的計算不適用因此，每當(dāng)使用WFlcos

5、計算功時，要先弄清是恒力做功還是變力做功要點(diǎn)深化(2)恒力做功多少只與F、l及二者夾角余弦有關(guān)，而與物體的加速度大小、速度大小、運(yùn)動時間長短等都無關(guān)，即與物體的運(yùn)動性質(zhì)無關(guān)，同時還與有無其他力做功也無關(guān)(3)公式WFlcos中的l是物體相對地面的位移，而不是相對于和它接觸的物體的位移(2)恒力做功多少只與F、l及二者夾角余弦有關(guān)，而與物體的加2合力做功的計算(1)合力做的功等于各力做功的代數(shù)和即W合W1W2W3(2)先求出物體受到的合力F合，再由W合F合lcos求解，但應(yīng)注意應(yīng)為合力與位移l的夾角，F(xiàn)合在運(yùn)動過程中保持不變2合力做功的計算2合力做功的計算(1)合力做的功等于各力做功的代數(shù)和即W

6、合W1W2W3(2)先求出物體受到的合力F合，再由W合F合lcos求解，但應(yīng)注意應(yīng)為合力與位移l的夾角，F(xiàn)合在運(yùn)動過程中保持不變2合力做功的計算基礎(chǔ)自測1下列說法正確的是()A當(dāng)作用力做正功時，反作用力一定做負(fù)功B當(dāng)作用力不做功時，反作用力也不做功C作用力與反作用力的功，一定大小相等，正負(fù)符號相反D作用力做正功，反作用力也可能做正功基礎(chǔ)自測解析：要搞清作用力與反作用力的功，應(yīng)從以下幾個方面思考：作用力與反作用力的關(guān)系，即作用力與反作用力作用在不同的物體上，大小相等方向相反作用力、反作用力所作用的物體的位移關(guān)系我們要明確，作用力、反作用力作用下的一對物體，可能向相反的方向運(yùn)動，也可能向同一方向運(yùn)

7、動，也可能一個運(yùn)動而另一個靜止，還可能兩物體都靜止解析：要搞清作用力與反作用力的功，應(yīng)從以下幾個方面思考：作由功的公式WFlcos，我們不難判斷，當(dāng)作用力做正功時，反作用力可以做正功、負(fù)功或不做功當(dāng)作用力不做功時，反作用力也可以做功故A、B、C均錯，只有D正確一對相互作用力分別作用在不同的物體上，兩個力的作用效果可以相同，也可以完全不同答案：D由功的公式WFlcos，我們不難判斷，當(dāng)作用力做正功時，2起重機(jī)以1 m/s2的加速度將質(zhì)量為1000 kg的貨物由靜止開始勻加速向上提升，若g取10 m/s2，則在1 s內(nèi)起重機(jī)對貨物所做的功是()A500 JB4500 JC5000 J D5500

8、J2起重機(jī)以1 m/s2的加速度將質(zhì)量為1000 kg的貨物答案：D答案：D知識點(diǎn)二功率知識回顧1公式(1)P ，P為時間t內(nèi)的 (2)P ，為F與v的夾角若v為平均速度，則P為 ，若v為瞬時速度，則P為 平均功率Fvcos平均功率瞬時功率知識點(diǎn)二功率平均功率Fvcos平均功率瞬時功率2物理意義：描述做功的 ，功率大則做功 ，功率小則做功 3額定功率：機(jī)器 工作的功率一般在機(jī)器的銘牌上標(biāo)明4實(shí)際功率：機(jī)器 時輸出的功率要求 額定功率快慢快慢正常實(shí)際工作小于等于2物理意義：描述做功的 ，功率大則做功 高考物理機(jī)械能守恒定律課件(2)從PFv可見：當(dāng)P一定時，要增加F，必須減小v，故汽車爬坡時，司

9、機(jī)常換低擋降低速度來增大牽引力當(dāng)F一定時，v增加(如勻加速運(yùn)動)，則P也會增加，但這樣的過程是有限度的當(dāng)v一定時，P越大F就越大如功率越大的起重機(jī)可吊起的重物的質(zhì)量越大(2)從PFv可見：高考物理機(jī)械能守恒定律課件2機(jī)車的兩種啟動方式機(jī)車以恒定的功率啟動機(jī)車以恒定的功率啟動時，若運(yùn)動過程中其所受阻力F阻不變，其所受的F牽及a、v的變化情況可表示如下：2機(jī)車的兩種啟動方式即機(jī)車啟動后先做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動，再做勻速運(yùn)動其vt圖象如圖1所示 圖1即機(jī)車啟動后先做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動，再做勻速運(yùn)動其v機(jī)車從靜止勻加速啟動機(jī)車以恒定的加速度啟動時，開始牽引力不變，當(dāng)其速度增大到一定值v時，其

10、功率達(dá)到最大值，下面的過程與上述一樣在此過程中，其牽引力功率、牽引力、加速度及速度的變化情況可表示如下：機(jī)車從靜止勻加速啟動機(jī)車從靜止勻加速啟動機(jī)車以恒定的加速度啟動時，開始牽引力不變，當(dāng)其速度增大到一定值v時，其功率達(dá)到最大值，下面的過程與上述一樣在此過程中，其牽引力功率、牽引力、加速度及速度的變化情況可表示如下：機(jī)車從靜止勻加速啟動即機(jī)車啟動后先做勻加速運(yùn)動，后做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動，再做勻速運(yùn)動其vt圖象如圖2所示圖2即機(jī)車啟動后先做勻加速運(yùn)動，后做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動，再注意：勻加速結(jié)束時機(jī)車的速度并不是最后的最大速度因此時FF阻，之后還要在功率不變的情況下變加速一段時間才達(dá)到

11、最后的最大速度vmax.注意：勻加速結(jié)束時機(jī)車的速度并不是最后的最大速度因此時F基礎(chǔ)自測1(2009遼寧、寧夏卷)水平地面上有一木箱，木箱與地面之間的動摩擦因數(shù)為(01)現(xiàn)對木箱施加一拉力F，使木箱做勻速直線運(yùn)動設(shè)F的方向與水平面夾角為，如圖3，在從0逐漸增大到90的過程中，木箱的速度保持不變，則()AF先減小后增大BF一直增大CF的功率減小 DF的功率不變圖3基礎(chǔ)自測圖3答案：AC答案：AC高考物理機(jī)械能守恒定律課件答案：C答案：C題型一恒力做功的計算例1如圖4所示，質(zhì)量為m的物體靜止在傾角為的斜面上，物體與斜面的動摩擦因數(shù)為.現(xiàn)使斜面水平向左勻速移動距離l，求：(1)物體所受各力對物體所做

12、的功各為多少？(2)斜面對物體做的功是多少？(3)各力對物體所做的總功是多少？圖4題型一恒力做功的計算圖4高考物理機(jī)械能守恒定律課件(2)求斜面對物體做的功，即求斜面對物體施的力做的總功WWFWf0 J.(3)求總功是求各力功的代數(shù)和W總WFWfWG0 J.答案(1)Wfmglsincos，WFmglsincos，WG0 J(2)0 J(3)0 J(2)求斜面對物體做的功，即求斜面對物體施的力做的總功題后反思利用公式求恒力做功時應(yīng)注意1位移s為對地位移(嚴(yán)格講是力的作用點(diǎn)的位移)2合力的功等于分力做功的代數(shù)和題后反思變式11在光滑的水平地面上有質(zhì)量為M的長木板A(如圖5所示)，平板上放一質(zhì)量為

13、m的物體B，A、B之間的動摩擦因數(shù)為.今在物體B上加一水平恒力F.B和A發(fā)生相對滑動，經(jīng)過時間t.求：(1)摩擦力對A所做的功(2)摩擦力對B所做的功圖5變式11在光滑的水平地面上有質(zhì)量為M的長木板A(如圖5所高考物理機(jī)械能守恒定律課件高考物理機(jī)械能守恒定律課件高考物理機(jī)械能守恒定律課件題型二變力做功的計算例2如圖6所示，一質(zhì)量為m2.0 kg的物體從半徑為R5.0 m的圓弧的A端，在拉力作用下沿圓弧緩慢運(yùn)動到B端(圓弧AB在豎直平面內(nèi))拉力F大小不變始終為15 N，方向始終與物體在該點(diǎn)的切線成37角圓弧所對應(yīng)的圓心角為60，BO邊為豎直方向，g取10 m/s2. 圖6題型二變力做功的計算圖6

14、求這一過程中：(1)拉力F做的功(2)重力mg做的功(3)圓弧面對物體的支持力FN做的功(4)圓弧面對物體的摩擦力Ff做的功求這一過程中：高考物理機(jī)械能守恒定律課件高考物理機(jī)械能守恒定律課件(2)重力mg做的功WGmgR(1cos60)50 J.(3)物體受的支持力FN始終與物體的運(yùn)動方向垂直，所以WFN0.(4)因物體在拉力F作用下緩慢移動，動能不變，由動能定理知：WFWGWFf0.所以WFfWFWG(62.850) J12.8 J.答案(1)62.8 J(2)50 J(3)0 J(4)12.8 J(2)重力mg做的功WGmgR(1cos60)5題后反思在遇到求功的問題時，一定要注意分析是求

15、恒力的功還是變力的功，如果是求變力的功，看能否轉(zhuǎn)化為求恒力功的問題，不能轉(zhuǎn)化的，還可以借助動能定理和能的轉(zhuǎn)化和守恒定律來求解題后反思變式21如圖7所示，定滑輪至滑塊的高度為h，已知細(xì)繩的拉力為F(恒定)，滑塊沿水平面由A點(diǎn)前進(jìn)s至B點(diǎn)，滑塊在初、末位置時細(xì)繩與水平方向夾角分別為和.求滑塊由A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的過程中，繩的拉力對滑塊所做的功圖7變式21如圖7所示，定滑輪至滑塊的高度為h，已知細(xì)繩的拉解析：設(shè)繩對物體的拉力為T，顯然人對繩的拉力F等于T.T在對物體做功的過程中大小雖然不變，但其方向時刻在改變，因此該問題是變力做功的問題但是在滑輪的質(zhì)量以及滑輪與繩間的摩擦不計的情況下，人對繩做的功就等于

16、繩的拉力對物體做的功，而拉力F的大小和方向都不變，所以F做的功可以用公式WFlcos直接計算由圖可知，在繩與水平面的夾角由變到的過程中，拉力F的作用點(diǎn)的位移大小為：解析：設(shè)繩對物體的拉力為T，顯然人對繩的拉力F等于T.T在對高考物理機(jī)械能守恒定律課件題型三功率的計算例3如圖8所示，一質(zhì)量為m的物體，從傾角為的光滑斜面頂端由靜止下滑，開始下滑時離地高度為h，當(dāng)物體滑至斜面底端時重力的瞬時功率為_，整個過程的平均功率為_圖8題型三功率的計算圖8高考物理機(jī)械能守恒定律課件高考物理機(jī)械能守恒定律課件題后反思功率的計算方法1首先要明確所求功率是平均功率還是瞬時功率，對應(yīng)于某一過程的功率為平均功率，對應(yīng)于

17、某一時刻的功率為瞬時功率題后反思高考物理機(jī)械能守恒定律課件變式31(2009遼寧/寧夏高考)質(zhì)量為m的物體靜止在光滑水平面上，從t0時刻開始受到水平力的作用力的大小F與時間t的關(guān)系如圖9所示，力的方向保持不變，則()圖9變式31(2009遼寧/寧夏高考)質(zhì)量為m的物體靜止在高考物理機(jī)械能守恒定律課件高考物理機(jī)械能守恒定律課件答案：BD答案：BD題型四機(jī)車啟動問題例4額定功率為80 kW的汽車，在平直公路上行駛的最大速度是20 m/s.汽車的質(zhì)量是2 t，如果汽車從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，加速度的大小是2 m/s2，運(yùn)動過程中阻力不變求：(1)汽車受到的阻力有多大？(2)3 s末汽車的瞬時功率

18、有多大？(3)汽車維持勻加速運(yùn)動的時間是多少？題型四機(jī)車啟動問題高考物理機(jī)械能守恒定律課件答案(1)4103 N(2)4.8104 W(3)5 s答案(1)4103 N(2)4.8104 W(答案(1)4103 N(2)4.8104 W(3)5 s答案(1)4103 N(2)4.8104 W(題后反思汽車運(yùn)動的全過程中有兩個最大的速度vm和vm，這是兩個不同的最大速度，切勿混淆在勻加速運(yùn)動階段牽引力恒定，速度逐漸增大，汽車的輸出功率逐漸增大，當(dāng)汽車的輸出功率等于額定功率時的速度是汽車做勻加速運(yùn)動的最大速度vm.之后汽車以額定功率運(yùn)動，牽引力逐漸減小，速度逐漸增大，當(dāng)牽引力等于摩擦阻力時，汽車達(dá)

19、到最大速度vm，以后汽車以該速度在額定功率下做勻速運(yùn)動顯然vmvm.題后反思變式41“綠色奧運(yùn)”是2008年北京奧運(yùn)會的三大理念之一，奧組委決定在各比賽場館使用新型節(jié)能環(huán)保電動車 圖10變式41“綠色奧運(yùn)”是2008年北京奧運(yùn)會的三大理念之一在檢測某款電動車性能的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量為8102 kg的電動車由靜止開始沿平直公路行駛，達(dá)到的最大速度為15 m/s，利用傳感器測得此過程中不同時刻電動車的牽引力F與對應(yīng)的速度v，并描繪出F圖象(圖中AB、BO均為直線，如圖10所示)假設(shè)電動車行駛中所受的阻力恒定，求此過程中：(1)電動車的額定功率；(2)電動車由靜止開始運(yùn)動，經(jīng)過多長時間速度達(dá)到2 m/s?

20、 在檢測某款電動車性能的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量為8102 kg的電動車分析：不管對哪種啟動方式，機(jī)動車的功率均是指牽引力的功率，對啟動過程的分析也都是用分段分析法，并且將牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式相結(jié)合進(jìn)行綜合分析有時也應(yīng)用動能定理求解解析：(1)分析圖線可知：電動車由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，達(dá)到額定功率后，做牽引力逐漸減小的變加速直線運(yùn)動，達(dá)到最大速度后做勻速直線運(yùn)動當(dāng)最大速度vmax15 m/s時，牽引力為Fmin400 N故恒定阻力FfFmin400 N額定功率PFminvmax6 kW.分析：不管對哪種啟動方式，機(jī)動車的功率均是指牽引力的功率，對 答案：(1)6 kW(2)1 s 答案：(1)6

21、 kW(2)1 s1沿著高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向上拉同一物體到頂端，以下說法中正確的是()A沿坡度小、長度大的斜面上升克服重力做的功多B沿長度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多C沿坡度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多D上述幾種情況重力做功同樣多1沿著高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向上拉同一物解析：重力做功只與高度有關(guān)，與路徑無關(guān)，因此，題中所述幾種情況重力做功同樣多答案：D解析：重力做功只與高度有關(guān)，與路徑無關(guān)，因此，題中所述幾種情2如圖11所示，物體沿弧形軌道滑下后進(jìn)入足夠長的水平傳送帶，傳送帶以圖示方向勻速運(yùn)轉(zhuǎn)，則傳送帶對物體做功情況可能是()A始終不做功B先做負(fù)功后做正功C先做正功后不做功D先做負(fù)功后不做功圖112如圖11所示，物體沿弧形軌道滑下后進(jìn)入足夠長的水平傳送帶解析：設(shè)傳送帶速度大小為v1，物體剛滑上傳送帶時的速度大小為v2.當(dāng)v1v2時，物體隨傳送帶一起勻速運(yùn)動，故傳送帶與物體之間不存在摩擦力，即傳送帶對物體始終不做功，A正確；