高中生物 第五章 人與環(huán)境 5.2 創(chuàng)造人與自然的和諧課件 蘇教版必修3 (256)

1、目目 錄錄 Contents考情精解讀考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)3A.知識(shí)全通關(guān)B.題型全突破考法1考法2考法3考點(diǎn)4考法4C.能力大提升方法1方法2方法3方法4考法5易錯(cuò)點(diǎn)1易錯(cuò)點(diǎn)2方法5方法6易錯(cuò)點(diǎn)3易錯(cuò)點(diǎn)4考情精解讀考綱解讀命題趨勢(shì)命題規(guī)律考情精解讀1 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律知識(shí)體系構(gòu)建考試大綱123 功和功率功和功率效用關(guān)系、機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用效用關(guān)系、機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用 動(dòng)能和動(dòng)能定理動(dòng)能和動(dòng)能定理4 重力做功與重力勢(shì)能重力做功與重力勢(shì)能考綱解讀命題規(guī)律考情精解讀2命題趨勢(shì)知識(shí)體系構(gòu)建近三年同類題型高考實(shí)況考點(diǎn)考點(diǎn)2016全國(guó)全國(guó)2015全國(guó)全國(guó)2014全國(guó)全國(guó)自主命題地區(qū)自

2、主命題地區(qū)功和功率功和功率【80%】全國(guó)25,20分全國(guó)17,6分2016海南,13,9分2016天津,8,6分2015江蘇,9,4分2014上海,11,3分2014江蘇,15,16分動(dòng)能定理及其應(yīng)用動(dòng)能定理及其應(yīng)用【80%】全國(guó)16,6分全國(guó),24,12分全國(guó)24,12分全國(guó)16,6分2016四川,1,6分2016浙江,23,16分 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律考綱解讀命題規(guī)律考情精解讀3命題趨勢(shì)知識(shí)體系構(gòu)建考點(diǎn)考點(diǎn)2016全國(guó)全國(guó)2015全國(guó)全國(guó)2014全國(guó)全國(guó)自主命題地區(qū)自主命題地區(qū)機(jī)械能守恒定律及機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用【其應(yīng)用【85%】全國(guó)25,18分全國(guó)21,6分全國(guó),17,6分

3、2016上海,7,2分2015天津,5,6分效用關(guān)系、能量守效用關(guān)系、能量守恒定律【恒定律【80%】全國(guó)21,6分全國(guó)17,6分2015北京,23,18分 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律考綱解讀命題規(guī)律考情精解讀4繼續(xù)學(xué)習(xí)1.熱點(diǎn)預(yù)測(cè) 利用功與能的觀點(diǎn)分析和解決動(dòng)力學(xué)問題是高考考查的熱點(diǎn),主要包括對(duì)功、功率的理解,對(duì)動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律、能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的理解及應(yīng)用.分值一般為620分.2.趨勢(shì)分析以生活實(shí)際和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)為背景,與其他專題相結(jié)合考查的趨勢(shì)較強(qiáng),同學(xué)們應(yīng)注重對(duì)基本原理的理解與應(yīng)用.命題趨勢(shì)知識(shí)體系構(gòu)建 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律考綱解讀命題規(guī)律考情精解讀5命題趨勢(shì)

4、知識(shí)體系構(gòu)建返回目錄 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律知識(shí)全通關(guān)考點(diǎn)全通關(guān)1考點(diǎn)1 功和功率繼續(xù)學(xué)習(xí)一、功1.定義定義:一個(gè)物體受到力的作用,如果在力的方向上發(fā)生了一段位移,就說這個(gè)力對(duì)物體做了功.2.做功的兩個(gè)必要因素做功的兩個(gè)必要因素: 力和物體在力的方向上發(fā)生的位移.注意：注意：兩個(gè)要素缺一不可,因?yàn)橛辛Σ灰欢ㄓ形灰?有位移也不一定有力.3.功的物理意義功的物理意義:功是能量轉(zhuǎn)化的量度.4.計(jì)算公式計(jì)算公式(1)當(dāng)恒力F的方向與位移l的方向一致時(shí),力F對(duì)物體所做的功為W=Fl.(2)當(dāng)恒力F的方向與位移l的方向成某一夾角時(shí),力F對(duì)物體所做的功為W=Flcos,即力對(duì)物體所做的功,等于力的

5、大小、位移的大小、力與位移夾角的余弦這三者的乘積. 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律考點(diǎn)全通關(guān)2繼續(xù)學(xué)習(xí)5.功的正負(fù)功的正負(fù) 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律 條件條件從動(dòng)力學(xué)角度看從動(dòng)力學(xué)角度看從能量角度看從能量角度看正正功功力對(duì)物體做正功,力是物體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力使物體的動(dòng)能增加不不做做功功力對(duì)物體不做功,力對(duì)物體既不起動(dòng)力作用,也不起阻力作用,力只改變物體的運(yùn)動(dòng)方向力沒有使物體的動(dòng)能發(fā)生變化負(fù)負(fù)功功力對(duì)物體做負(fù)功(或者說物體克服阻力做功),力是物體運(yùn)動(dòng)的阻力使物體的動(dòng)能減少說說明明不能把負(fù)功的負(fù)號(hào)理解為力與位移的方向相反,更不能錯(cuò)誤地認(rèn)為功是矢量,負(fù)功的方向與位移的方向相反.一個(gè)力對(duì)物體做了負(fù)

6、功,往往說成物體克服這個(gè)力做了功(取絕對(duì)值),即力F對(duì)物體做功-Fl等效于物體克服力F做功Fl考點(diǎn)全通關(guān)3繼續(xù)學(xué)習(xí)6.恒力做功的計(jì)算方法恒力做功的計(jì)算方法7.合力做功的計(jì)算方法合力做功的計(jì)算方法方法一:先求合力F合,再用W合=F合lcos求功.方法二:先求各個(gè)力做的功W1、W2、W3,再應(yīng)用W合=W1+W2+W3+求合力做的功.8.變力做功的計(jì)算方法變力做功的計(jì)算方法(1)應(yīng)用動(dòng)能定理求解.(優(yōu)先考慮)(2)用W=Pt求解,其中變力的功率P不變.注意：注意：功是標(biāo)量,功的正負(fù)既不表示大小,也不表示方向,只表示兩種相反的做效用果. 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律考點(diǎn)全通關(guān)4繼續(xù)學(xué)習(xí) 物理 專題

7、六 機(jī)械能及其守恒定律考點(diǎn)全通關(guān)5繼續(xù)學(xué)習(xí)(2)P=Fvcos,為F與v的夾角.該公式一般用來計(jì)算某個(gè)力的瞬時(shí)功率.在F為恒力的情況下,若v為平均速度,則可以用來計(jì)算平均功率.4.額定功率與實(shí)際功率額定功率與實(shí)際功率額定功率是發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的最大功率,通常都在銘牌上標(biāo)明.額定功率是動(dòng)力機(jī)器重要的性能指標(biāo),一個(gè)動(dòng)力機(jī)器的額定功率是一定的.(2)實(shí)際功率是發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作時(shí)輸出的功率.發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)要受額定功率的限制,一般發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作時(shí)輸出的功率(即實(shí)際功率)小于或等于額定功率,有時(shí)也可以略大于額定功率,但不允許長(zhǎng)時(shí)間超過額定功率. 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律考點(diǎn)全通關(guān)65.P=Fv中三個(gè)物

8、理量的相互制約及應(yīng)用中三個(gè)物理量的相互制約及應(yīng)用返回目錄 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律定值定值各物理量各物理量間的關(guān)系間的關(guān)系應(yīng)用應(yīng)用P一定一定F與v成反比汽車上坡時(shí),要增大牽引力,應(yīng)換擋減小速度v一定一定F與P成正比汽車上坡時(shí),要使速度不變,應(yīng)加大油門,增大輸出功率,獲得較大的牽引力F一定一定v與P成正比汽車在高速路上,加大油門增大輸出功率,可以提高速度考點(diǎn)全通關(guān)7繼續(xù)學(xué)習(xí)考點(diǎn)2 動(dòng)能及動(dòng)能定理 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律考點(diǎn)全通關(guān)8說明：說明：(1)動(dòng)能具有瞬時(shí)性,在某一時(shí)刻,物體具有一定的速度,也就具有一定的動(dòng)能.(2)動(dòng)能具有相對(duì)性,參考系不同,速度就不同,所以動(dòng)能也不同.一

9、般以地面為參考系描述物體的動(dòng)能.(3)動(dòng)能是狀態(tài)量,是表示物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量.物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一旦確定,物體的動(dòng)能也將唯一確定.(4)物體的動(dòng)能對(duì)應(yīng)于某一時(shí)刻運(yùn)動(dòng)的能量,它僅與該物體運(yùn)動(dòng)的速度大小和物體的質(zhì)量有關(guān),而與速度的方向無(wú)關(guān).動(dòng)能是標(biāo)量,且恒為正值.繼續(xù)學(xué)習(xí) 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律考點(diǎn)全通關(guān)9繼續(xù)學(xué)習(xí) 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律考點(diǎn)全通關(guān)10返回目錄3.物理意義物理意義(1)動(dòng)能定理實(shí)際上是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的效用關(guān)系,即合外力對(duì)物體所做的功是物體動(dòng)能變化的量度,動(dòng)能變化的大小由合外力對(duì)物體所做的功的多少來決定.(2)動(dòng)能定理實(shí)質(zhì)上說明了功和能之間的密切關(guān)系,即做功的過程也就是能

10、量轉(zhuǎn)化的過程.4.適用范圍適用范圍:動(dòng)能定理的研究對(duì)象一般為單一物體,或者可以看成單一物體的物體系.動(dòng)能定理既適用于直線運(yùn)動(dòng),也適用于曲線運(yùn)動(dòng);既適用于恒力做功,也適用于變力做功.力可以是各種性質(zhì)的力,既可以同時(shí)作用,也可以分段作用. 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律考點(diǎn)全通關(guān)11繼續(xù)學(xué)習(xí)一、勢(shì)能1.勢(shì)能勢(shì)能:與相互作用的物體的相對(duì)位置有關(guān)的能量叫作勢(shì)能,包括重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、分子勢(shì)能等.2.重力勢(shì)能重力勢(shì)能(1)定義:物體由于處于一定的高度而具有的能量叫作重力勢(shì)能,用符號(hào)Ep表示.(2)表達(dá)式:Ep=mgh,即物體的重力勢(shì)能Ep等于物體所受的重力mg和它所處的高度h的乘積.(3)重力勢(shì)能具

11、有相對(duì)性.Ep=mgh中的h是物體相對(duì)于參考平面的高度.同一物體相對(duì)于不同的參考平面重力勢(shì)能不同,其值可能為正,可能為負(fù),也可能為零.說明：說明：重力勢(shì)能為零的水平面稱為參考平面(零勢(shì)能面).參考平面的選取是任意的,一般以求解問題簡(jiǎn)便為原則,若無(wú)特別說明,通常以水平地面為參考平面.考點(diǎn)3 勢(shì)能、重力做功與機(jī)械能守恒 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律考點(diǎn)全通關(guān)12(4)重力勢(shì)能是標(biāo)量,只有大小,沒有方向,但有正負(fù).在國(guó)際單位制中,重力勢(shì)能的單位是焦耳(J).說明：說明：重力勢(shì)能的正負(fù)代表其大小.當(dāng)物體在參考平面上方時(shí),重力勢(shì)能為正值,表示比物體在參考平面上時(shí)的重力勢(shì)能大;當(dāng)物體在參考平面下方時(shí),

12、重力勢(shì)能為負(fù)值,表示比物體在參考平面上時(shí)的重力勢(shì)能小.(5)重力勢(shì)能的變化重力勢(shì)能的變化是指末狀態(tài)的重力勢(shì)能減去初狀態(tài)的重力勢(shì)能,即Ep=Ep2-Ep1.說明：說明：重力勢(shì)能的變化是絕對(duì)的,與參考平面的選取無(wú)關(guān).繼續(xù)學(xué)習(xí) 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律考點(diǎn)全通關(guān)133.重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系(1)重力做功的特點(diǎn)重力做功跟物體的運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān),只跟初位置與末位置的高度差有關(guān).(2)重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系數(shù)量關(guān)系WG=mgh1-mgh2=Ep1-Ep2=-(Ep2-Ep1),即WG=-Ep.相互關(guān)系a.當(dāng)物體由高處運(yùn)動(dòng)到低處時(shí),WG0,則Ep0,表明重力做正

13、功時(shí),重力勢(shì)能減少,減少的重力勢(shì)能等于重力做的功.b.當(dāng)物體由低處運(yùn)動(dòng)到高處時(shí),WG0,表明重力做負(fù)功時(shí),重力勢(shì)能增加,增加的重力勢(shì)能等于克服重力做的功.繼續(xù)學(xué)習(xí) 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律考點(diǎn)全通關(guān)144.對(duì)重力勢(shì)能的幾點(diǎn)理解對(duì)重力勢(shì)能的幾點(diǎn)理解(1)重力勢(shì)能具有系統(tǒng)性重力勢(shì)能是物體和地球這一系統(tǒng)所共有的,不是物體單獨(dú)所有的.(2)重力勢(shì)能具有相對(duì)性重力勢(shì)能是一個(gè)相對(duì)量,它與參考平面(零勢(shì)能面)的選取有關(guān).(3)重力勢(shì)能是狀態(tài)量物體處于一定高度(即處于一定狀態(tài))時(shí)具有一定的重力勢(shì)能,只要這個(gè)高度(即狀態(tài))不變,它的重力勢(shì)能就不會(huì)改變(相對(duì)于同一參考平面),這說明重力勢(shì)能只與物體的狀態(tài)有

14、關(guān),重力勢(shì)能是狀態(tài)量.(4)重力勢(shì)能的改變只與重力做功相聯(lián)系,與其他力做功無(wú)關(guān).重力勢(shì)能的計(jì)算公式Ep=mgh,只適用于地球表面及其附近g值不變的情況,若g值發(fā)生變化,則不能用該式計(jì)算.繼續(xù)學(xué)習(xí) 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律考點(diǎn)全通關(guān)155.彈性勢(shì)能彈性勢(shì)能:發(fā)生形變的物體,在恢復(fù)原狀時(shí)能夠?qū)ν饨缱龉?因而具有能量,這種能量叫作彈性勢(shì)能.彈性勢(shì)能的多少跟形變量的大小有關(guān).說明：說明：對(duì)于彈性勢(shì)能,彈力做多少正功,彈性勢(shì)能就減少多少;彈力做多少負(fù)功,彈性勢(shì)能就增加多少.二、機(jī)械能守恒定律1.機(jī)械能機(jī)械能:動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能,即E=Ek+Ep.2.機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律在只有重力或彈

15、力做功的物體系統(tǒng)內(nèi),動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化,而總的機(jī)械能保持不變.繼續(xù)學(xué)習(xí) 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律考點(diǎn)全通關(guān)163.對(duì)機(jī)械能守恒條件的理解對(duì)機(jī)械能守恒條件的理解(1)只受重力作用(例如不考慮空氣阻力的各種拋體運(yùn)動(dòng)),物體的機(jī)械能守恒.(2)除重力外,物體還受其他力,但其他力不做功或做功代數(shù)和為零.(3)除重力外,只有系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功,并且彈力做的功等于彈性勢(shì)能變化量的負(fù)值,那么系統(tǒng)的機(jī)械能守恒.注意并非物體的機(jī)械能守恒.4.機(jī)械能是否守恒的三種判斷方法機(jī)械能是否守恒的三種判斷方法(1)利用機(jī)械能的定義判斷:若物體動(dòng)能、重力勢(shì)能之和不變,則機(jī)械能守恒.(2)利用守恒條件判斷.(3)利用

16、能量轉(zhuǎn)化判斷:若物體系統(tǒng)與外界沒有能量交換,物體系統(tǒng)內(nèi)也沒有機(jī)械能與其他形式能的轉(zhuǎn)化,則物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒.返回目錄 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律考點(diǎn)全通關(guān)17一、效用關(guān)系1.內(nèi)容內(nèi)容: 功是能量轉(zhuǎn)化的量度.做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程,做了多少功,就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化.反之,轉(zhuǎn)化了多少能量,就說明做了多少功.2.幾種常見的效用關(guān)系及其表達(dá)式幾種常見的效用關(guān)系及其表達(dá)式繼續(xù)學(xué)習(xí)考點(diǎn)4 效用關(guān)系、能量守恒定律 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律不同的力做功不同的力做功對(duì)應(yīng)不同形式能的變化對(duì)應(yīng)不同形式能的變化定量關(guān)系定量關(guān)系合外力做功合外力做功動(dòng)能變化W合=Ek2-Ek1=Ek重力重力做功做功重

17、力勢(shì)能變化重力做正功,重力勢(shì)能減少;重力做負(fù)功,重力勢(shì)能增加,WG=-Ep=Ep1-Ep2考點(diǎn)全通關(guān)18繼續(xù)學(xué)習(xí) 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律不同的力做不同的力做功功對(duì)應(yīng)不同形式能的變化對(duì)應(yīng)不同形式能的變化定量關(guān)系定量關(guān)系彈簧彈力做彈簧彈力做功功彈性勢(shì)能變化彈力做正功,彈性勢(shì)能減少;彈力做負(fù)功,彈性勢(shì)能增加,WF=-Ep=Ep1-Ep2只有重力、只有重力、彈力做功彈力做功不引起機(jī)械能變化機(jī)械能守恒,E=0除重力和彈除重力和彈力之外的力力之外的力做功做功機(jī)械能變化除重力和彈力之外的力做多少正功,物體的機(jī)械能就增加多少;除重力和彈力之外的力做多少負(fù)功,物體的機(jī)械能就減少多少,W其他=E機(jī)考點(diǎn)全

18、通關(guān)19繼續(xù)學(xué)習(xí)注意：注意：做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程,但“功”并不是“能”,它僅是實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化的途徑. 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律不同的力做不同的力做功功對(duì)應(yīng)不同形式能的變化對(duì)應(yīng)不同形式能的變化定量關(guān)系定量關(guān)系電場(chǎng)力做功電場(chǎng)力做功電勢(shì)能變化電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減少;電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加,W電=-Ep安培力做功安培力做功電能變化安培力做正功,電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能;安培力做負(fù)功,其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能,W安=-E電一對(duì)相互作一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩用的滑動(dòng)摩擦力做的總擦力做的總功功內(nèi)能變化作用于系統(tǒng)的一對(duì)滑動(dòng)摩擦力一定做負(fù)功,系統(tǒng)內(nèi)能增加Q=fs相對(duì)考點(diǎn)全通關(guān)20二、能量守恒定律1.內(nèi)

19、容內(nèi)容:能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生,也不會(huì)憑空消失,它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中,能量的總量保持不變.這就是能量守恒定律.2.表達(dá)式表達(dá)式: E初=E終;E增=E減.3.意義意義:能量守恒定律是最基本、最普遍、最重要的自然規(guī)律之一,它揭示了自然界中各種運(yùn)動(dòng)形式不僅具有多樣性,而且具有統(tǒng)一性.它指出了能量既不能無(wú)中生有,也不能消失,只能在一定條件下相互轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移.4.對(duì)能量守恒定律的兩點(diǎn)理解對(duì)能量守恒定律的兩點(diǎn)理解(1)某種形式的能量減少,一定存在其他形式的能量增加,且減少量和增加量一定相等;(2)某個(gè)物體的能量減少,一定存在其他物體的能量增加,

20、且減少量和增加量一定相等.返回目錄 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破繼續(xù)學(xué)習(xí)題型全突破1考法透析1 有關(guān)功和功率問題的分析一、摩擦力做功問題1.靜摩擦力做功的特點(diǎn)靜摩擦力做功的特點(diǎn)(1)靜摩擦力可以對(duì)物體做正功,也可以做負(fù)功,還可以不做功.(2)在靜摩擦力做功的過程中,只有機(jī)械能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,而沒有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.(3)相互摩擦的系統(tǒng),一對(duì)靜摩擦力所做功的代數(shù)和為零. 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律繼續(xù)學(xué)習(xí)題型全突破22.滑動(dòng)摩擦力做功的特點(diǎn)滑動(dòng)摩擦力做功的特點(diǎn)(1)滑動(dòng)摩擦力可以對(duì)物體做正功,也可以做負(fù)功,還可以不做功(如相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩物體之一相對(duì)地面靜止,

21、則滑動(dòng)摩擦力對(duì)該物體不做功).(2)在相互摩擦的物體系統(tǒng)中,一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體系統(tǒng)所做的總功與路徑有關(guān),且總功為負(fù)值,其絕對(duì)值等于摩擦力與相對(duì)路程的乘積,即|W|=Ffl相對(duì),表示物體系統(tǒng)損失了機(jī)械能,克服摩擦力做功,E損=Ffl相對(duì)(摩擦生熱).(3)一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功的過程中能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移情況:一是相互摩擦的物體通過摩擦力做功將部分機(jī)械能轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上;二是部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,此部分能量就是系統(tǒng)損失的機(jī)械能,E損=Q=Ffl相對(duì). 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律繼續(xù)學(xué)習(xí)題型全突破3二、作用力與反作用力做功問題1.作用力與反作用力的特點(diǎn)作用力與反作用力的特點(diǎn):大小相等、

22、方向相反,但作用在不同物體上.2.作用力與反作用力作用下物體的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)作用力與反作用力作用下物體的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn):可能向相反的方向運(yùn)動(dòng),也可能向同一方向運(yùn)動(dòng);可能一個(gè)運(yùn)動(dòng),而另一個(gè)靜止,還可能兩個(gè)都靜止.3.由W=Flcos不難判斷,作用力做功時(shí),反作用力可能做功,也可能不做功,作用力做的功與反作用力做的功沒有必然聯(lián)系,不能認(rèn)為二者一正一負(fù)、絕對(duì)值相等.三、一對(duì)平衡力做的功:一對(duì)平衡力作用在同一物體上,若物體靜止,則兩個(gè)力都不做功;若物體運(yùn)動(dòng),則這一對(duì)力所做的功在數(shù)值上一定相等,一正一負(fù)或均為零. 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律繼續(xù)學(xué)習(xí)題型全突破4 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律繼續(xù)學(xué)習(xí)題型全突

23、破5考法示例1如圖所示,質(zhì)量為M的長(zhǎng)木板放在光滑水平面上,質(zhì)量為m的滑塊以某一速度沿木板表面從A端滑到B處.已知滑塊在木板上前進(jìn)的距離為L(zhǎng),木板前進(jìn)的距離為s,滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.求:(1)摩擦力對(duì)滑塊所做的功.(2)摩擦力對(duì)木板所做的功.思路分析思路分析本題可按以下思路進(jìn)行分析:【考法示例1】 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律繼續(xù)學(xué)習(xí)題型全突破6解析解析(1)由題圖可知,木板的位移為s,滑塊的位移為s+L,滑塊與木板之間的滑動(dòng)摩擦力Ff=mg由公式W=Flcos可得摩擦力對(duì)滑塊所做的功為Wm=mglmcos180=-mg(s+L),負(fù)號(hào)表示摩擦力對(duì)滑塊做負(fù)功.(2)摩擦力對(duì)木板所做的

24、功為WM=mglMcos0=mgs.參考答案參考答案(1)-mg(s+L)(2)mgs點(diǎn)評(píng)點(diǎn)評(píng)不能認(rèn)為摩擦力總是做負(fù)功.摩擦力可以對(duì)物體做正功,也可以做負(fù)功,還可以不做功.計(jì)算摩擦力做功問題時(shí),要弄清楚摩擦力與物體位移之間的關(guān)系,其中位移是相對(duì)地面的位移.在本題中,滑塊與長(zhǎng)木板之間的摩擦力屬于作用力與反作用力,兩個(gè)滑動(dòng)摩擦力做功的總和不為零. 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律繼續(xù)學(xué)習(xí)題型全突破7考法示例2一臺(tái)起重機(jī)從靜止開始將一質(zhì)量m=1.0103kg的貨物勻加速豎直吊起,在2s末貨物的速度v=4m/s.求起重機(jī)在這2s內(nèi)的平均輸出功率及2s末的瞬時(shí)功率.(g取10m/s2)思路分析思路分析本

25、題可按以下思路進(jìn)行分析:【考法示例2】 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破8返回目錄 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律繼續(xù)學(xué)習(xí)題型全突破9考法透析2 機(jī)車啟動(dòng)的兩種方式1.兩種啟動(dòng)方式的比較兩種啟動(dòng)方式的比較 物理 專題六 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(dòng)以恒定功率啟動(dòng)以恒定加速度啟動(dòng)以恒定加速度啟動(dòng)P-t圖和圖和v-t圖圖OA段段過程分析運(yùn)動(dòng)性質(zhì)加速度減小的加速直線運(yùn)動(dòng)繼續(xù)學(xué)習(xí)題型全突破10 物理 專題六 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(dòng)以恒定功率啟動(dòng)以恒定加速度啟動(dòng)以恒定加速度啟動(dòng)P-t圖和圖和v-t圖圖AB段段過程分析運(yùn)動(dòng)性質(zhì)以vm勻速直線運(yùn)動(dòng)加速

26、度減小的加速直線運(yùn)動(dòng)BC段段繼續(xù)學(xué)習(xí)題型全突破11 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律繼續(xù)學(xué)習(xí)題型全突破12考法示例3如圖所示為修建高層建筑常用的塔式起重機(jī).在起重機(jī)將質(zhì)量m=5103kg的重物豎直吊起的過程中,重物由靜止開始向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度a=0.2m/s2,當(dāng)起重機(jī)輸出功率達(dá)到其允許的最大值時(shí),保持該功率直到重物做vm=1.02m/s的勻速直線運(yùn)動(dòng).取g=10m/s2,不計(jì)額外功.求:(1)起重機(jī)允許輸出的最大功率;(2)重物做勻加速運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間;(3)起重機(jī)在第2s末的輸出功率.【考法示例3】 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律繼續(xù)學(xué)習(xí)題型全突破13思路分析思路分析第一階段:

27、勻加速直線運(yùn)動(dòng)階段.重物由靜止做勻加速直線運(yùn)動(dòng),這個(gè)過程中v增大,起重機(jī)的功率P=F1v也增大(F1=mg+ma不變,v增大);第二階段:變加速直線運(yùn)動(dòng)階段.起重機(jī)的輸出功率達(dá)到最大功率后保持不變,重物做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng),直到加速度為零.這個(gè)過程中Pm=F2v不變(F2減小,v增大);第三階段:勻速直線運(yùn)動(dòng)階段.加速度等于零時(shí),重物的速度達(dá)到最大值vm,此時(shí)F=mg,Pm=Fvm=mgvm,之后重物做勻速直線運(yùn)動(dòng). 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律繼續(xù)學(xué)習(xí)題型全突破14解析解析(1)起重機(jī)達(dá)到允許輸出的最大功率時(shí),Pm=FvmF=mg,可得起重機(jī)的最大輸出功率為Pm=mgvm=5.11

28、04W(2)設(shè)重物做勻加速直線運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間為t1,達(dá)到的速度為v1,則有F1-mg=ma,Pm=F1v1,v1=at1解得t1=5s.(3)2s末重物在做勻加速直線運(yùn)動(dòng),速度為v2=at22s末起重機(jī)的輸出功率為P=F1v2解得P=2.04104W.參考答案參考答案(1)5.1104W(2)5s(3)2.04104W 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律繼續(xù)學(xué)習(xí)題型全突破15考法示例4某汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為60kW,汽車質(zhì)量為5t,汽車在運(yùn)動(dòng)中所受阻力的大小恒為車重的0.1倍.(g取10m/s2)(1)若汽車以額定功率啟動(dòng),則汽車所能達(dá)到的最大速度是多少?當(dāng)汽車速度達(dá)到5m/s時(shí),其加速度是多

29、少?(2)若汽車以恒定加速度0.5m/s2啟動(dòng),則其勻加速過程能維持多長(zhǎng)時(shí)間?思路分析思路分析解答有關(guān)機(jī)車啟動(dòng)問題時(shí),關(guān)鍵是能夠正確理解機(jī)車啟動(dòng)過程中各個(gè)物理量間的相互制約關(guān)系.【考法示例4】 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破16繼續(xù)學(xué)習(xí) 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律返回目錄題型全突破17(1)機(jī)車啟動(dòng)的方式不同,運(yùn)動(dòng)的規(guī)律就不同,即其功率、速度、加速度、牽引力等物理量的變化規(guī)律不相同,分析圖像時(shí)應(yīng)注意坐標(biāo)軸的意義及圖像變化所描述的規(guī)律.(2)在機(jī)車功率P=Fv中,F是機(jī)車的牽引力而不是機(jī)車所受合力,因此P=Ffvm時(shí),即牽引力與阻力平衡時(shí)機(jī)車達(dá)到最大運(yùn)行速度.(3)恒定功率下的

30、啟動(dòng)過程一定不是勻加速運(yùn)動(dòng),因此勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式就不再適用,這種加速過程發(fā)動(dòng)機(jī)做的功可用W=Pt計(jì)算,不能用W=Fl計(jì)算(因?yàn)镕為變力).(4)以恒定牽引力加速運(yùn)動(dòng)時(shí)功率不恒定,這種加速過程發(fā)動(dòng)機(jī)做的功常用W=Fl計(jì)算,不能用W=Pt計(jì)算(因?yàn)楣β蔖是變化的).方法探究方法探究 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破18繼續(xù)學(xué)習(xí)考法透析3 動(dòng)能定理的應(yīng)用1.應(yīng)用動(dòng)能定理的流程應(yīng)用動(dòng)能定理的流程簡(jiǎn)記為:“確定狀態(tài)找動(dòng)能,分析過程找力功,正功負(fù)功加一起,動(dòng)能增量與它同”. 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破192.應(yīng)用動(dòng)能定理的注意事項(xiàng)應(yīng)用動(dòng)能定理的注意事項(xiàng)(1)動(dòng)能定理中的位移和

31、速度必須是相對(duì)于同一個(gè)參考系的,一般以地面或相對(duì)地面靜止的物體為參考系.(2)應(yīng)用動(dòng)能定理的關(guān)鍵在于準(zhǔn)確分析研究對(duì)象的受力情況及運(yùn)動(dòng)情況,可以畫出運(yùn)動(dòng)過程的草圖,借助草圖理解物理過程之間的關(guān)系.(3)當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)包含多個(gè)不同過程時(shí),可分段應(yīng)用動(dòng)能定理求解;當(dāng)所求解的問題不涉及中間的速度時(shí),也可以全過程應(yīng)用動(dòng)能定理,這樣更簡(jiǎn)便.(4)列動(dòng)能定理方程時(shí),必須明確各力做功的正、負(fù),確實(shí)難以判斷的先假定為正功,最后根據(jù)結(jié)果加以檢驗(yàn).繼續(xù)學(xué)習(xí) 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破20繼續(xù)學(xué)習(xí)3.應(yīng)用動(dòng)能定理求物體運(yùn)動(dòng)的總路程應(yīng)用動(dòng)能定理求物體運(yùn)動(dòng)的總路程對(duì)于物體往復(fù)運(yùn)動(dòng)的情況,物體所受的滑動(dòng)摩擦力

32、、空氣阻力等大小不變,方向發(fā)生變化,但在每一段上這類力均做負(fù)功,而且這類力所做的功等于力和路程的乘積,與位移無(wú)關(guān).如果已知物體運(yùn)動(dòng)過程初、末狀態(tài)的動(dòng)能,則可利用動(dòng)能定理求解物體運(yùn)動(dòng)的總路程. 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律繼續(xù)學(xué)習(xí)題型全突破21 【考法示例5】 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破22繼續(xù)學(xué)習(xí) 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破23繼續(xù)學(xué)習(xí)參考答案參考答案(1)0.15(2)10m24J點(diǎn)評(píng)點(diǎn)評(píng)(1)運(yùn)用動(dòng)能定理解決問題時(shí),選擇合適的研究過程能使問題簡(jiǎn)化.當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)過程包含幾個(gè)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)不同的子過程時(shí),可以選擇一個(gè)、幾個(gè)或全部子過程作為研究對(duì)象.(2)當(dāng)選擇全部

33、子過程作為研究過程,涉及重力、大小恒定的阻力或摩擦力做功時(shí),要注意運(yùn)用它們的效用特點(diǎn):重力的功取決于物體的初、末位置,與路徑無(wú)關(guān);大小恒定的阻力或摩擦力的功等于力的大小與路程的乘積. 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破23繼續(xù)學(xué)習(xí)4.應(yīng)用動(dòng)能定理解決關(guān)聯(lián)物體的運(yùn)動(dòng)問題應(yīng)用動(dòng)能定理解決關(guān)聯(lián)物體的運(yùn)動(dòng)問題對(duì)于用繩子連接的物體,在處理時(shí)要注意物體的速度與繩子速度的關(guān)系,需要同學(xué)們弄清合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,能夠合理地利用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的知識(shí)確定物體運(yùn)動(dòng)的速度. 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破24繼續(xù)學(xué)習(xí)考法示例6如圖所示,一輛汽車通過一根繩PQ跨過定滑輪提升井中質(zhì)量為m的物體,繩

34、的P端拴在車后的掛鉤上,Q端拴在物體上.設(shè)繩的總長(zhǎng)不變,繩的質(zhì)量、定滑輪的質(zhì)量和尺寸、繩與滑輪間的摩擦都忽略不計(jì).開始時(shí),車在A處,滑輪左右兩側(cè)的繩都繃緊并且是豎直的,左側(cè)繩長(zhǎng)為H.提升時(shí)車水平向左加速運(yùn)動(dòng),沿水平方向從A經(jīng)過B駛向C,設(shè)A到B的距離也為H,車經(jīng)過B時(shí)的速度為v0,求車由A運(yùn)動(dòng)到B的過程中,繩對(duì)物體所做的功.思路分析思路分析本題可按以下思路進(jìn)行求解:求出物體的速度和位移繩的拉力對(duì)物體做正功,物體的重力做負(fù)功根據(jù)動(dòng)能定理列方程求解【考法示例6】 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破25返回目錄 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破26繼續(xù)學(xué)習(xí)突破攻略突破攻略應(yīng)用動(dòng)能定

35、理涉及一個(gè)過程,兩個(gè)狀態(tài).所謂一個(gè)過程是指做功過程,應(yīng)明確該過程中各外力所做的總功;兩個(gè)狀態(tài)是指初、末兩個(gè)狀態(tài)的動(dòng)能.由于動(dòng)能定理反映的是物體兩個(gè)狀態(tài)的動(dòng)能變化與其所受合力做功的量值關(guān)系,所以對(duì)由初狀態(tài)到末狀態(tài)這一過程中物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)、運(yùn)動(dòng)軌跡、做功的力是恒力還是變力等問題均不必深究. 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破27繼續(xù)學(xué)習(xí)5.動(dòng)能定理的圖像問題動(dòng)能定理的圖像問題(1)解決物理圖像問題的基本步驟a.觀察題目給出的圖像,弄清縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)的物理量及圖線所表示的物理意義.b.根據(jù)物理規(guī)律推導(dǎo)出縱坐標(biāo)與橫坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)的物理量間的函數(shù)關(guān)系式.c.將推導(dǎo)出的物理規(guī)律與數(shù)學(xué)上與之相對(duì)應(yīng)

36、的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)關(guān)系式相對(duì)比,找出圖線的斜率、截距、圖線的交點(diǎn)、圖線與坐標(biāo)軸所圍面積所對(duì)應(yīng)的物理意義,分析解答問題.(2)四類圖線與坐標(biāo)軸所圍面積的含義 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律a.v-t圖線圖線由公式由公式x=vt可知可知,v-t圖線與橫坐標(biāo)軸圍成的面積表示物體的位移圖線與橫坐標(biāo)軸圍成的面積表示物體的位移b.a-t圖線圖線由公式v=at可知,a-t圖線與橫坐標(biāo)軸圍成的面積表示物體速度的變化量c.F-s圖線圖線由公式W=Fs可知,F-s圖線與橫坐標(biāo)軸圍成的面積表示力所做的功d.P-t圖線圖線由公式W=Pt可知,P-t圖線與橫坐標(biāo)軸圍成的面積表示力所做的功題型全突破28考法示例7用水平力F拉一

37、物體,使物體在水平地面上由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),t1時(shí)刻撤去拉力F,物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng),到t2時(shí)刻停止,其速度時(shí)間圖像如圖所示,且,若拉力F做的功為W1,平均功率為P1;物體克服摩擦阻力Ff做的功為W2,平均功率為P2,則下列選項(xiàng)正確的是A.W1W2,F=2FfB.W1=W2,F2FfC.P12FfD.P1=P2,F=2Ff繼續(xù)學(xué)習(xí)【考法示例7】 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破29繼續(xù)學(xué)習(xí)解析解析對(duì)整個(gè)過程由動(dòng)能定理可得W1-W2=0,解得W1=W2.由圖像可知,撤去拉力F后運(yùn)動(dòng)的時(shí)間大于水平力F作用的時(shí)間,所以F2Ff,選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤,B正確;由于摩擦阻力作用時(shí)間一定大于水

38、平力F作用時(shí)間,所以P1P2,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.參考答案參考答案B點(diǎn)評(píng)點(diǎn)評(píng)由可知,物體加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間小于減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,這是本題的關(guān)鍵. 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破30繼續(xù)學(xué)習(xí)6.應(yīng)用動(dòng)能定理解決平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)問題應(yīng)用動(dòng)能定理解決平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)問題(1)平拋運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)都屬于曲線運(yùn)動(dòng),若只涉及位移和速度而不涉及時(shí)間,應(yīng)優(yōu)先考慮用動(dòng)能定理列式求解.(2)動(dòng)能定理的表達(dá)式為標(biāo)量式,不能在某一個(gè)方向上列動(dòng)能定理方程. 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破31繼續(xù)學(xué)習(xí)考法示例8如圖所示,傳送帶A、B之間的距離為L(zhǎng)=3.2m,與水平面間的夾角為=37,傳送帶沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),速

39、度恒為v=2m/s,在上端A點(diǎn)無(wú)初速度地放置一個(gè)質(zhì)量為m=1kg、大小可視為質(zhì)點(diǎn)的金屬塊,它與傳送帶的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.5,金屬塊滑離傳送帶后,經(jīng)過彎道,沿半徑R=0.4m的光滑圓軌道做圓周運(yùn)動(dòng),剛好能通過最高點(diǎn)E,已知B、D兩點(diǎn)的豎直高度差為h=0.5m(g取10m/s2).求:(1)金屬塊經(jīng)過D點(diǎn)時(shí)的速度;(2)金屬塊在BCD彎道上克服摩擦力做的功.【考法示例8】 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破32繼續(xù)學(xué)習(xí) 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破33繼續(xù)學(xué)習(xí) 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破33繼續(xù)學(xué)習(xí)7.動(dòng)能定理在多過程問題中的應(yīng)用動(dòng)能定理在多過程問題中的應(yīng)用當(dāng)

40、物體的運(yùn)動(dòng)是由幾個(gè)物理過程所組成的,又不需要研究過程的中間狀態(tài)時(shí),可以把這幾個(gè)物理過程看成一個(gè)整體進(jìn)行研究,從而避開每個(gè)運(yùn)動(dòng)過程的具體細(xì)節(jié),具有過程簡(jiǎn)明、方法巧妙、運(yùn)算量小等優(yōu)點(diǎn).注意：注意：不論哪種情況都不要出現(xiàn)“丟功”及“錯(cuò)功”.嚴(yán)格按照重力、彈力、摩擦力的順序找出運(yùn)動(dòng)物體所受的各個(gè)力,然后準(zhǔn)確判斷出各個(gè)力做的功. 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破34繼續(xù)學(xué)習(xí)考法示例9一輕彈簧的左端固定在墻壁上,右端可自由移動(dòng),一質(zhì)量為m的滑塊從距彈簧右端L0的P點(diǎn)以初速度v0正對(duì)彈簧運(yùn)動(dòng),如圖所示,滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,在與彈簧碰后反彈回來,最終停在距P點(diǎn)為L(zhǎng)1的Q點(diǎn),求在滑塊與彈簧碰

41、撞過程中彈簧的最大壓縮量.【考法示例9】 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破35繼續(xù)學(xué)習(xí) 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律繼續(xù)學(xué)習(xí)題型全突破36 8.運(yùn)用動(dòng)能定理巧解往復(fù)運(yùn)動(dòng)問題運(yùn)用動(dòng)能定理巧解往復(fù)運(yùn)動(dòng)問題在某些物體的運(yùn)動(dòng)中,其運(yùn)動(dòng)過程具有重復(fù)性、往返性,而在這一過程中,描述物體的物理量多數(shù)是變化的,而重復(fù)的次數(shù)又往往是無(wú)法確定的或者是無(wú)限的,求解這類問題時(shí)若運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式將非常繁瑣,甚至無(wú)法解出.由于動(dòng)能定理只關(guān)注物體的初末狀態(tài)而不涉及運(yùn)動(dòng)過程的細(xì)節(jié),所以用動(dòng)能定理分析這類問題可使解題過程簡(jiǎn)化. 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破37繼續(xù)學(xué)習(xí)考法示例10如圖所示

42、, ABCD是一個(gè)盆式容器,盆內(nèi)側(cè)壁與盆底BC的連接處都是一段與BC相切的圓弧,BC是水平的,其距離d=0.50m.盆邊緣的高度為h=0.30m.在A處放一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊并讓其從靜止開始下滑.已知盆內(nèi)側(cè)壁是光滑的,而盆底BC面與小物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.10.小物塊在盆內(nèi)來回滑動(dòng),最后停下來,則停止的地點(diǎn)到B的距離為A.0.50m B.0.25mC.0.10mD.0【考法示例10】 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破38繼續(xù)學(xué)習(xí)解析解析設(shè)小物塊在BC段通過的總路程為s,由于只有水平面上存在摩擦力,則小物塊從A點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)到最終靜止的整個(gè)過程中,摩擦力做功為-mgs,而重力做功與路徑

43、無(wú)關(guān),由動(dòng)能定理得mgh-mgs=0-0,代入數(shù)據(jù)可解得s=3m.由于d=0.50m,所以小物塊在BC段經(jīng)過3次往復(fù)運(yùn)動(dòng)后,又回到B點(diǎn).參考答案參考答案D 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破39繼續(xù)學(xué)習(xí)【考法示例11】 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破40繼續(xù)學(xué)習(xí) 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破41繼續(xù)學(xué)習(xí)考法示例12如圖所示,AB、CD為兩個(gè)對(duì)稱斜面,其上部足夠長(zhǎng),下部B、C分別與一個(gè)光滑的圓弧面的兩端相切,圓弧的圓心角為120,半徑R=2.0m,一個(gè)物體在離弧底E高度為h=3.0m處,以初速度v=4.0m/s沿斜面運(yùn)動(dòng),若物體與兩斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.02

44、,則物體在兩斜面上(不包括圓弧部分)一共運(yùn)動(dòng)的路程是多少?(g取10m/s2)【考法示例12】 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破42繼續(xù)學(xué)習(xí) 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破43返回目錄方法總結(jié)方法總結(jié)(1)應(yīng)用動(dòng)能定理求解往復(fù)運(yùn)動(dòng)問題時(shí),要確定物體的初狀態(tài)和末狀態(tài).(2)重力做功與物體的運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān),可用WG=mgh直接求解.(3)滑動(dòng)摩擦力做功與物體運(yùn)動(dòng)路徑有關(guān),其功的大小可用Wf=Ffs求解,其中s為物體相對(duì)滑行的路程. 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破44繼續(xù)學(xué)習(xí)考法透析4 機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用一、機(jī)械能守恒的三種表達(dá)式一、機(jī)械能守恒的三種表達(dá)式 物理 專

45、題六 機(jī)械能及其守恒定律 表達(dá)式表達(dá)式物理意義物理意義注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)守恒守恒觀點(diǎn)觀點(diǎn)Ek+Ep=Ek+Ep系統(tǒng)初狀態(tài)機(jī)械能的總和與末狀態(tài)機(jī)械能的總和相等應(yīng)用時(shí)應(yīng)選好重力勢(shì)能的零勢(shì)能面,且初末狀態(tài)必須用同一零勢(shì)能面計(jì)算勢(shì)能轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化觀點(diǎn)觀點(diǎn)Ek=-Ep表示系統(tǒng)(或物體)機(jī)械能守恒時(shí),系統(tǒng)減少(或增加)的重力勢(shì)能等于系統(tǒng)增加(或減少)的動(dòng)能應(yīng)用時(shí)關(guān)鍵在于分清重力勢(shì)能的增加量和減少量,可不選零勢(shì)能面而直接計(jì)算初末狀態(tài)的勢(shì)能差轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移觀點(diǎn)觀點(diǎn)EA增=EB減若系統(tǒng)由A、B兩部分組成,則A部分物體機(jī)械能的增加量與B部分物體機(jī)械能的減少量相等常用于解決兩個(gè)或多個(gè)物體組成的系統(tǒng)的機(jī)械能守恒問題題型全突破45繼

46、續(xù)學(xué)習(xí)二、機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用方法技巧二、機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用方法技巧1.機(jī)械能守恒是有條件的,應(yīng)用時(shí)首先要判斷研究對(duì)象在所研究的過程中機(jī)械能是否守恒.2.如果系統(tǒng)(除地球外)只有一個(gè)物體,用守恒觀點(diǎn)列方程較方便;對(duì)于由兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體組成的系統(tǒng),用轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的觀點(diǎn)列方程較簡(jiǎn)便.三、多物體的機(jī)械能守恒三、多物體的機(jī)械能守恒1.對(duì)多個(gè)物體組成的系統(tǒng)要注意判斷物體運(yùn)動(dòng)過程中,系統(tǒng)的機(jī)械能是否守恒.2.注意尋找用繩或桿相連接的物體間的速度關(guān)系和位移關(guān)系.3.列機(jī)械能守恒方程時(shí),一般選用Ek=-Ep或EA=-EB的形式. 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破46繼續(xù)學(xué)習(xí)四、用機(jī)械能守恒定律解

47、決非質(zhì)點(diǎn)問題四、用機(jī)械能守恒定律解決非質(zhì)點(diǎn)問題在應(yīng)用機(jī)械能守恒定律處理實(shí)際問題時(shí),經(jīng)常遇到像“鏈條”、“液柱”類的物體,其在運(yùn)動(dòng)過程中將發(fā)生形變,重心位置相對(duì)物體也發(fā)生變化,因此這類物體不能再看作質(zhì)點(diǎn)來處理.物體雖然不能看成質(zhì)點(diǎn)來處理,但因只有重力做功,物體整體機(jī)械能守恒.一般情況下,可將物體分段處理,確定質(zhì)量分布均勻的規(guī)則物體各部分重心的位置,根據(jù)初末狀態(tài)物體重力勢(shì)能的變化列式求解. 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破47繼續(xù)學(xué)習(xí)【考法示例13】 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破48繼續(xù)學(xué)習(xí) 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破49繼續(xù)學(xué)習(xí) 物理 專題六 機(jī)械能及其守

48、恒定律題型全突破50繼續(xù)學(xué)習(xí)考法示例14用輕質(zhì)不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩連接的A、B兩球懸掛在邊緣內(nèi)外兩側(cè),A球質(zhì)量為B球質(zhì)量的2倍,現(xiàn)將A球從圓柱面邊緣處由靜止釋放,如圖所示.已知A球始終不離開圓柱內(nèi)表面,且細(xì)繩足夠長(zhǎng),若不計(jì)一切摩擦,求:(1)A球沿圓柱內(nèi)表面滑至最低點(diǎn)時(shí)速度的大小;(2)A球沿圓柱內(nèi)表面運(yùn)動(dòng)的最大位移.思路分析思路分析(1)A球沿繩方向的分速度大小與B球速度的大小相等.(2)A球沿圓柱內(nèi)表面運(yùn)動(dòng)的位移大小與B球上升高度相等.(3)A球下降的高度并不等于B球上升的高度.【考法示例14】 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破51繼續(xù)學(xué)習(xí) 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破5

49、2繼續(xù)學(xué)習(xí) 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破53繼續(xù)學(xué)習(xí)考法示例15如圖所示,一條長(zhǎng)為L(zhǎng)的柔軟勻質(zhì)鏈條,開始時(shí)靜止在光滑梯形平臺(tái)上,斜面上的鏈條長(zhǎng)為x0,已知重力加速度為g,Lx0).思路分析思路分析將鏈條分兩段處理,將梯形臺(tái)上減少的鏈條長(zhǎng)度看作是截取到斜邊BC上,其重力勢(shì)能的減小轉(zhuǎn)化為整體的動(dòng)能.【考法示例15】 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破54返回目錄 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破55繼續(xù)學(xué)習(xí)考法透析5 對(duì)效用關(guān)系的考查一、摩擦力做功與能量的關(guān)系1.兩種摩擦力做功的比較兩種摩擦力做功的比較 靜摩擦力靜摩擦力滑動(dòng)摩擦力滑動(dòng)摩擦力不不同同點(diǎn)點(diǎn)能量的轉(zhuǎn)化方面

50、只有能量的轉(zhuǎn)移,沒有能量的轉(zhuǎn)化既有能量的轉(zhuǎn)移,又有能量的轉(zhuǎn)化一對(duì)摩擦力的總功方面一對(duì)靜摩擦力所做功的代數(shù)和等于零一對(duì)滑動(dòng)摩擦力所做功的代數(shù)和為負(fù)值,總功W=-Ffs相對(duì),即摩擦?xí)r產(chǎn)生的熱量相同點(diǎn)相同點(diǎn)兩種摩擦力對(duì)物體可以做正功、負(fù)功,還可以不做功;靜摩擦力做正功時(shí),它的反作用力一定做負(fù)功;滑動(dòng)摩擦力做負(fù)功時(shí),它的反作用力可能做正功,可能做負(fù)功,還可能不做功 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破56繼續(xù)學(xué)習(xí)2.求解相對(duì)滑動(dòng)物體的能量問題的方法求解相對(duì)滑動(dòng)物體的能量問題的方法(1)正確分析物體的運(yùn)動(dòng)過程,做好受力分析.(2)利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,結(jié)合牛頓第二定律分析物體的速度關(guān)系及位移關(guān)系.(3)

51、公式Q=Ffs相對(duì)中s相對(duì)為兩接觸物體間的相對(duì)位移,若物體在傳送帶上做往復(fù)運(yùn)動(dòng),則s相對(duì)為總的相對(duì)路程.二、能量轉(zhuǎn)化問題的解題思路1.當(dāng)涉及摩擦力做功,機(jī)械能不守恒時(shí),一般應(yīng)用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律.2.解題時(shí),首先確定初末狀態(tài),然后分析狀態(tài)變化過程中哪種形式的能量減少,哪種形式的能量增加,求出減少的能量總和E減與增加的能量總和E增,最后由E減=E增列式求解. 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破57繼續(xù)學(xué)習(xí)【考法示例16】 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破58繼續(xù)學(xué)習(xí) 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破59繼續(xù)學(xué)習(xí) 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破60繼續(xù)學(xué)習(xí)【

52、考法示例17】 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破61繼續(xù)學(xué)習(xí) 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律題型全突破62返回目錄 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律能力大提升能力大提升1繼續(xù)學(xué)習(xí)方法1 動(dòng)能定理求變力做功 動(dòng)能定理既適用于直線運(yùn)動(dòng)動(dòng)能定理既適用于直線運(yùn)動(dòng),也適用于曲線運(yùn)動(dòng)也適用于曲線運(yùn)動(dòng),既適用于求恒力做功既適用于求恒力做功,也適用于求變力也適用于求變力做功做功.因?yàn)槭褂脛?dòng)能定理可由動(dòng)能的變化來求功因?yàn)槭褂脛?dòng)能定理可由動(dòng)能的變化來求功,所以動(dòng)能定理是求變力做功的首選所以動(dòng)能定理是求變力做功的首選.【示例18】 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律能力大提升2繼續(xù)學(xué)習(xí) 物理 專題六 機(jī)械

53、能及其守恒定律能力大提升3應(yīng)用動(dòng)能定理求變力做功時(shí)應(yīng)注意的問題1.所求的變力做的功不一定為總功,故所求的變力做的功不一定等于Ek.2.合外力對(duì)物體所做的功對(duì)應(yīng)物體動(dòng)能的變化,而不是對(duì)應(yīng)物體的動(dòng)能.3.若有多個(gè)力做功時(shí),必須明確各力做功的正負(fù),待求的變力做的功若為負(fù)功,可以設(shè)克服該力做的功為W,則表達(dá)式中應(yīng)用-W;也可以設(shè)變力做的功為W,則字母W本身含有負(fù)號(hào).返回目錄方法探究方法探究 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律能力大提升4 將物體的位移分割成許多小段將物體的位移分割成許多小段,因小段很小因小段很小,每一小段上作用在物體上的力可以視為恒每一小段上作用在物體上的力可以視為恒力力,這樣就將變力做

54、功轉(zhuǎn)化為在無(wú)數(shù)多個(gè)無(wú)窮小的位移上的恒力所做功的代數(shù)和這樣就將變力做功轉(zhuǎn)化為在無(wú)數(shù)多個(gè)無(wú)窮小的位移上的恒力所做功的代數(shù)和.此法在此法在中學(xué)階段中學(xué)階段,常應(yīng)用于求解大小不變、方向改變的變力做功問題常應(yīng)用于求解大小不變、方向改變的變力做功問題.繼續(xù)學(xué)習(xí)方法2 用微元法求變力做功【示例19】 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律能力大提升5返回目錄 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律能力大提升6繼續(xù)學(xué)習(xí)示例20如圖所示,固定的光滑豎直桿上套著一個(gè)滑環(huán),用輕繩系著滑環(huán)繞過光滑的定滑輪,以大小恒定的拉力F拉繩,使滑環(huán)從A點(diǎn)起由靜止開始上升.若從A點(diǎn)上升至B點(diǎn)和從B點(diǎn)上升至C點(diǎn)的過程中拉力F做的功分別為W1和W

55、2,滑環(huán)經(jīng)B、C兩點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為EkB和EkC,圖中AB=BC,則A.W1W2B.W1W2,故A正確.參考答案參考答案A返回目錄 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律能力大提升8方法4 利用平均力求變力做功【示例21】示例21用錘子擊打釘子,設(shè)木板對(duì)釘子的阻力跟釘子進(jìn)入木板的深度成正比,每次擊打釘子時(shí)錘子對(duì)釘子做的功相同.已知第一次擊打釘子時(shí),釘子進(jìn)入的深度為1cm,則第二次擊打時(shí),釘子在第二次擊打作用下進(jìn)入的深度是多少?繼續(xù)學(xué)習(xí) 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律能力大提升9返回目錄 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律能力大提升10繼續(xù)學(xué)習(xí) 在在F-x圖像中圖像中,圖線與圖線與x軸所圍軸所圍“面積

56、面積”的代數(shù)和就表示力的代數(shù)和就表示力F在這段位移所做的功在這段位移所做的功,且位且位于于x軸上方的軸上方的“面積面積”為正為正,位于位于x軸下方的軸下方的“面積面積”為負(fù)為負(fù).方法5 利用F-x圖像求變力做功【示例22】示例22一物體所受的力F隨位移x變化的圖像如圖所示,求在這一過程中,力F對(duì)物體做的功為多少? 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律能力大提升11返回目錄 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律能力大提升12繼續(xù)學(xué)習(xí)這是一種等效代換的觀點(diǎn)這是一種等效代換的觀點(diǎn),用用W=Pt計(jì)算功時(shí)計(jì)算功時(shí),必須滿足變力的功率是一定的這一條件必須滿足變力的功率是一定的這一條件.方法6 利用W=Pt求變力做功【示例23】示例23汽車的質(zhì)量為m,輸出功率恒為P,沿平直公路前進(jìn)距離s的過程中,其速度由v1增至最大速度v2.假定汽車在運(yùn)動(dòng)過程中所受阻力恒定,求汽車通過距離s所用的時(shí)間. 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律能力大提升13返回目錄 物理 專題六 機(jī)械能及其守恒定律能力大提升14繼續(xù)學(xué)習(xí) 易錯(cuò)點(diǎn)擊易錯(cuò)點(diǎn)擊:因?qū)C(jī)械能守恒條件把握不準(zhǔn)而導(dǎo)致錯(cuò)誤因?qū)C(jī)械能守恒條件把握不準(zhǔn)而導(dǎo)致錯(cuò)誤易錯(cuò)點(diǎn)1 守恒條件理解錯(cuò)誤【示例24】示例24如圖所示,一輕彈簧左端固定在長(zhǎng)木板M的左端,右端與小木塊m連接,且m與M及M與地面間接觸光滑,開始時(shí),m與M均靜止,現(xiàn)同時(shí)對(duì)m、M施加等大反向的水平恒力F1和F2.在