高考物理二輪復習知識點專講課件：專題6+機械能概要

1、1專題專題6 6 機械能機械能考點考點23 23 功和功率功和功率 考點考點24 24 動能定理動能定理考點考點25 25 機械能守恒定律機械能守恒定律考點考點26 26 機械能守恒與學科內(nèi)知識的綜合應用機械能守恒與學科內(nèi)知識的綜合應用考點考點27 27 功能關系、能量守恒功能關系、能量守恒2考點考點23 23 功和功率功和功率 3考法考法1恒力做功和變力做功的求解方法恒力做功和變力做功的求解方法1恒力做功的求解恒力做功的求解求解功首先要明確力的特點，區(qū)分恒力和變力，區(qū)分是某一個力還是幾個力的合力根據(jù)力及其變化規(guī)律，選擇合適的方法求解2變力做功的求法變力做功的求法 方法方法1公式法公式法(將變

2、力做功轉(zhuǎn)化為恒力做功將變力做功轉(zhuǎn)化為恒力做功) (1) 滑動摩擦力、空氣阻力在物體往返運動過程中，所做的功等于力和路程的乘積，不是力和位移的乘積，可將方向變化、大小不變的變力轉(zhuǎn)化為恒力來求力所做的功考點考點23 功和功率功和功率 4(3) 通過關聯(lián)點的聯(lián)系將變力做功轉(zhuǎn)化為恒力做功如圖所示，當人勻速提起重物由A點沿水平方向運動到B點，求人對繩的拉力做的功時，因為人對繩的拉力的方向時刻在變化，不能直接用WFlcos 計算，但在重物勻速上升過程中，繩的拉力恒等于重力求人對繩的拉力做的功轉(zhuǎn)化為繩對物體的拉力做的功，也就是克服重力所做的功考點考點23 功和功率功和功率 5(4) 圖像法由于功WFx，則在

3、Fx圖像中圖線和x軸所圍圖形的面積表示F做的功方法方法2用用WPt計算重點計算重點變力的功率一定時，可用WPt求功，如機車以恒定功率P行駛的過程，隨速度增加牽引力不斷減小，此時牽引力所做的功不能用WFx來計算，但因功率恒定，可以用WPt計算方法方法3動能定理法重點動能定理法重點當F為變力或物體做曲線運動時，或所要求解的問題中沒有明確固定的受力或在力的方向上的位移時，考慮用這種方法求功該方法的依據(jù)是：做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程，功是能量轉(zhuǎn)化的量度如在處理瞬間做功、彈簧彈力做功等問題時，不能轉(zhuǎn)化為利用基本公式求解的類型，此時只能借助動能定理求解考點考點23 功和功率功和功率 63對摩擦力做功的特

4、點的考查對摩擦力做功的特點的考查(1) 靜摩擦力做功靜摩擦力可以做正功，也可以做負功，還可以不做功；相互摩擦的系統(tǒng)內(nèi)，一對靜摩擦力所做功的代數(shù)和總為零(2) 滑動摩擦力做功滑動摩擦力可以對物體做正功，也可以對物體做負功，當然還可以不做功相互摩擦的系統(tǒng)內(nèi)，一對滑動摩擦力所做功的代數(shù)和總為負值，即總功等于：Wfd，式中d指物體間的相對位移，且WQ(摩擦生熱)考點考點23 功和功率功和功率 7考點考點23 功和功率功和功率 8考點考點23 功和功率功和功率 92汽車以恒定的加速度汽車以恒定的加速度啟動啟動汽車以恒定的加速度啟動后，開始做勻加速運動，由PFv知，當速度增大至一定值v1時，功率達到額定功

5、率P額；以后速度再增大，由于汽車的功率已達額定功率而不變，所以牽引力減小，加速度隨之減小，直至a0，汽車的速度達最大值，以后汽車做勻速直線運動其vt圖像如圖所示考點考點23 功和功率功和功率 10考點考點23 功和功率功和功率 11返回專題首頁返回專題首頁考點考點23 功和功率功和功率 12考點考點24 24 動能定理動能定理1. 內(nèi)容內(nèi)容：合外力對物體做的總功等于物體動能的變化2表達式表達式： ，其中W是所有外力對物體做的總功，即WW1W2W3，或先將物體所受的外力進行合成，求出合外力F后，再用WFxcos進行計算計算時必須是末動能減去初動能，順序不能顛倒【關鍵點撥】動能定理沒有使用范圍限制

6、，不論物體做什么形式的運動，受力如何，動能定理總是適用的13動能定理對應的是一個過程，并且只涉及物體初末狀態(tài)的動能和整個過程中合外力做的功，不涉及物體運動過程中的加速度、時間和中間狀態(tài)的速度等， 不論物體做直線運動還是曲線運動，不管是恒力做功問題還是變力做功問題，動能定理都能大顯身手，用動能定理求解一般比用牛頓第二定律和運動學公式求解簡便注意：動能定理中的位移和速度必須是相對于同一個參考系的，一般以地面或相對地面靜止的物體為參考系3適用條件適用條件：研究對象一般為一個物體(或者可視為一個物體的物體系統(tǒng))物體可以做直線運動，也可以做曲線運動，特別是過程不涉及時間時，應優(yōu)先考慮用動能定理考點考點2

7、4 動能定理動能定理14應用動能定理解決的典型問題大致分為兩種：(1)單一物體單一過程或者某一過程；(2)單一物體的多個過程針對這種多過程問題，既可以分段利用動能定理列方程求解，也可以對全過程利用動能定理列方程求解，不過全過程用動能定理列方程求解往往比較簡捷，應優(yōu)先考慮考法4動能定理的簡單應用1應用動能定理解題的一般步驟應用動能定理解題的一般步驟(1) 選取研究對象，明確它的運動過程(2) 分析研究對象的受力情況和各個力的做功情況：受哪些力？每個力是否做功？做正功還是做負功？做多少功？然后求各個外力做功的代數(shù)和考點考點24 動能定理動能定理15(3) 明確物體在始、末狀態(tài)的動能Ek1和Ek2.

8、(4) 列出動能定理的方程WEk2Ek1及其他必要的輔助方程，進行求解2應用動能定理求解變力做功問題的常見類型應用動能定理求解變力做功問題的常見類型(1) 瞬間做功問題(2) 動態(tài)平衡類問題考點考點24 動能定理動能定理16(3) 彈簧彈力做功問題(4) 與圓周運動結(jié)合的問題考點考點24 動能定理動能定理17考點考點24 動能定理動能定理18考法考法5 5動能定理在多階段過程中的應用動能定理在多階段過程中的應用當物體的運動是由幾個物理過程所組成，又不需要研究過程的中間狀態(tài)時，可以把這幾個物理過程看做一個整體進行研究，從而避開每個運動過程的具體細節(jié)，具有過程簡明、方法巧妙、運算量小等優(yōu)點返回專題

9、首頁返回專題首頁考點考點24 動能定理動能定理19考點考點25 25 機械能守恒定律機械能守恒定律1. 機械能守恒定律機械能守恒定律的內(nèi)容的內(nèi)容：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化，但總的機械能保持不變2機械能守恒定律的表達式機械能守恒定律的表達式(1) 從守恒的角度：系統(tǒng)的初、末狀態(tài)機械能守恒，即E2E1，亦即Ek1Ep1Ek2Ep2.(2) 從轉(zhuǎn)化的角度：系統(tǒng)動能的增加等于勢能的減少，即EkEp.(3) 從轉(zhuǎn)移的角度：系統(tǒng)中一部分物體機械能的增加等于另一部分物體機械能的減少，即EAEB.2021考法考法6 6對機械能守恒的條件的考查對機械能守恒的條件的考查1對機械能守

10、恒條件的理解，高考著重在對對機械能守恒條件的理解，高考著重在對“只有重力或彈力做功只有重力或彈力做功”含含義的理解上義的理解上(1) 對某一個物體系統(tǒng)(物體和地球、彈簧組成的系統(tǒng))，只有重力或彈簧彈力做功，其他力不做功或做功的代數(shù)和為零如忽略空氣阻力的拋體運動、物體沿固定的光滑斜面的運動(2) 對多物體系統(tǒng)(包括地球、彈簧)，系統(tǒng)內(nèi)只有重力或彈力做功，其他內(nèi)力和外力不做功或做功的代數(shù)和為零如圖所示，質(zhì)量為m1的木塊放在光滑的水平桌面上，用輕繩繞過定滑輪與質(zhì)量為m2的砝碼相連，讓繩拉直后使砝碼從靜止開始下降h的距離的過程中由m1、m2組成的系統(tǒng)機械能守恒222判斷機械能是否守恒的方法判斷機械能是

11、否守恒的方法(1) 用做功來判斷：分析物體或系統(tǒng)受力情況(包括內(nèi)力和外力)，明確各力做功的情況，若對物體或系統(tǒng)只有重力或彈簧彈力做功，沒有其他力做功或其他力做功的代數(shù)和為零則機械能守恒(2) 用能量轉(zhuǎn)化來判定：若物體系統(tǒng)中只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化而無機械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化，則物體系統(tǒng)機械能守恒(3) 對一些繩子突然繃緊，物體間非彈性碰撞等問題，除非題目特別說明，機械能必定不守恒考點考點25 機械能守恒定律機械能守恒定律23考點考點25 機械能守恒定律機械能守恒定律24考法考法7 7兩個物體組成的系統(tǒng)機械能守恒的求解方法兩個物體組成的系統(tǒng)機械能守恒的求解方法高考對機械能守恒定律的應用多數(shù)情況

12、下考查的是兩個物體組成的系統(tǒng)，這兩個物體一般由細繩或輕桿連接在一起，從運動過程中所涉及的能量形式的角度來看，只有重力勢能、動能之間的相互轉(zhuǎn)化，“沒有摩擦力和介質(zhì)阻力”做功，系統(tǒng)滿足機械能守恒求解這類問題的方法是首先找到兩物體的速度關系從而確定系統(tǒng)動能的變化，其次找到兩物體上升或下降的高度關系從而確定系統(tǒng)重力勢能的變化，然后按照系統(tǒng)動能的變化等于重力勢能的變化列方程求解其中尋找兩物體的速度關系是求解問題的關鍵，按兩物體連接方式和速度關系一般可分為以下三種：考點考點25 機械能守恒定律機械能守恒定律25(1) 速率相等的連接體：如圖甲所示，A、B在運動過程中速度大小相等，根據(jù)系統(tǒng)減少的重力勢能等于

13、系統(tǒng)增加的動能列方程求解(2) 角速度相等的連接體：如圖乙所示，一輕質(zhì)細桿的兩端分別固定著A、B兩小球，O點是一垂直紙面的光滑水平軸，A、B在運動過程中角速度相等，其線速度的大小與半徑成正比，根據(jù)系統(tǒng)減少的重力勢能等于系統(tǒng)增加的動能列方程求解考點考點25 機械能守恒定律機械能守恒定律26(3) 某一方向分速度相等的連接體：如圖丙所示，A放在光滑斜面上，B穿過豎直光滑桿PQ下滑，將B的速度v沿繩子和垂直繩子方向分解，如圖丁所示，其中沿繩子的分速度vx與A的速度大小相等，根據(jù)系統(tǒng)減少的重力勢能等于系統(tǒng)增加的動能列方程求解考法考法8 8含彈簧的物體系統(tǒng)機械能守恒的求解方法含彈簧的物體系統(tǒng)機械能守恒的

14、求解方法利用形變量相同時彈性勢能相同考點考點25 機械能守恒定律機械能守恒定律27考點考點25 機械能守恒定律機械能守恒定律28返回專題首頁返回專題首頁考點考點25 機械能守恒定律機械能守恒定律29考點考點26 26 機械能守恒與學科內(nèi)知識的綜合應用機械能守恒與學科內(nèi)知識的綜合應用考法考法9 9機械能守恒與學科內(nèi)知識的綜合應用機械能守恒與學科內(nèi)知識的綜合應用機械能守恒往往會與平拋運動、圓周運動、人造衛(wèi)星等結(jié)合到一起，構(gòu)成綜合性問題求解這類問題時除了掌握機械能守恒的條件、規(guī)律外，還應熟練掌握以下內(nèi)容：(1) 平拋運動的特點和規(guī)律：平拋運動是初速度沿水平方向只在重力作用下的運動，其水平方向是勻速直線運動，豎直方向是自由落體運動(2) 圓周運動的特點和規(guī)律：物體做圓周運動時合力充當向心力，物體在豎直面內(nèi)沿光滑軌道或由繩子系著做圓周運動時，由于重力做功，物體速度大小是變化的，在豎直面內(nèi)達到圓周最高點的臨界條件是彈力等于零30考點考點26 機械能守恒與學科內(nèi)知識的綜合應用機械能守恒與學科內(nèi)知識的綜合應用31(3) 衛(wèi)星進入圓形軌道穩(wěn)定運行時機械能不變，衛(wèi)星自由地繞地球做橢圓軌道運動時只有地球引力做功，其機械能守恒，而衛(wèi)星在人為變軌的過程中，機械能是不守恒的(詳見專題5中考點21)返回專題首頁返回專題首頁考點考點26 機械能守恒與學科內(nèi)知識的綜合應用機械能守恒與學科內(nèi)知