高考物理二轮复习课件专题3功和能

1、从能量的角度分析处理物理问题是高中物理中处理问题的三条基本途径之一，它不仅为解决力学问题开辟了一条新的重要途径，同时也是分析电磁学、热学等领域中问题的重要依据,鉴于能量在现代物理中的重要地位，用能量的观点解决物理问题必定是今后高考的热点，主要集中在各种功的计算及对应的能量转化情况，各类功率的计算方法及机车启动模型的灵活运用，利用动能定理研究单过程、多过程、直线及曲线运动问题，机械能守恒的条件及相关计算，功能关系和能量守恒的综合运用由于本专题的知识与牛顿运动定律、圆周运动、抛体运动、电磁学联系密切，高考考查的灵活性强，综合面广，理解能力和逻辑能力要求较高在现在强调考查学生综合能力的形势下，能量的

2、观点作为物理学科和其他学科知识联系沟通的桥梁，更是高考考查的重点,一、功的计算 1恒力F做功：WFscos. 两种理解：(1)力F与在力F的方向上通过的位移scos的乘积；(2)在位移s方向的分力Fcos与位移s的乘积,警示(1)摩擦力既可以做正功，也可以做负功 (2)相互摩擦的系统内：一对静摩擦力的功的代数和总为零，静摩擦力起着传递机械能的作用，而没有机械能转化为其他形式的能；一对滑动摩擦力的功的代数和等于摩擦力与相对路程的乘积，其值为负值 WF滑s相对，且F滑s相对E损Q内能 (3)变力F的功率P恒定，WPt. (4)利用动能定理及功能关系等方法间接求解即W合Ek或WE.,3合力的功W合

3、W合F合scos，F合是恒力； W合W1W2Wn，要注意各功的正负,友情提示对机车而言，其功率PFv，其中F为机车的牵引力,图甲图乙,(2)恒定加速度启动：速度图象如图乙所示 机车先做匀加速直线运动，当功率达到额定功率后获得匀加速的最大速度v1.若再加速，应保持功率不变做变加速运动，直至达到最大速度vm后匀速运动,警示解决问题的关键是明确所研究的问题是处在哪个阶段上以及匀加速过程的最大速度v1和全程的最大速度vm的区别和求解方法,警示(1)总功是指各力做功的代数和，但要特别注意各功的正负 (2)正功表示该力作为动力对物体做功，负功表示该力作为阻力对物体做功,2适用对象：涉及单个物体(或可看成单

4、个物体的物体系)的受力和位移问题，或求解变力做功的问题 3运用动能定理解题的基本思路： (1)选取研究对象，明确它的运动过程 (2)分析研究对象的受力情况和各力做功情况，然后求各个外力做功的代数和 (3)明确物体在过程初、末状态的动能Ek1和Ek2. (4)列出动能定理的方程W合Ek2Ek1，及其他必要的解题方程，进行求解,友情提示表达式(1)必须选零势能参考平面，表达式(2)、(3)不需要选零势能参考平面,2守恒条件：只有重力(或系统内的弹力)做功，没有摩擦和介质阻力做功 其实质是：只发生机械能内部的(即动能或弹性势能)互相转化，而没有与其他形式的能相互转化,3机械能守恒定律解题的基本思路：

5、 (1)选取研究对象物体系或物体 (2)根据研究对象所经历的物理过程，进行受力、做功分析，判断机械能是否守恒 (3)恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程的初、末态时的机械能 (4)根据机械能守恒定律列方程，进行求解,五、功能关系,友情提示做功的过程就是能量转化的过程，做了多少功，就表示有多少能量发生了转化，所以说功是能量转化的量度功能关系是联系功和能的“桥梁”,答案AD,(2011上海)如图，一长为L的轻杆一端固定在光滑铰链上，另一端固定一质量为m的小球一水平向右的拉力作用于杆的中点，使杆以角速度匀速转动，当杆与水平方向成60时，拉力的功率是(),答案C,例2某同学使用传感器收集小车运动数据

6、，通过电脑处理获得如图所示的vt图象，除15s时间段内的图象为曲线外，其余图象均为直线已知小车在17s内功率保持不变，在7s末关闭发动机让小车自由滑行小车的质量为2kg，在整个过程中小车受到的阻力大小不变求：,(1)小车受到的阻力大小； (2)小车匀加速运动阶段的牵引力大小； (3)小车做变加速运动(15s内)的位移大小,答案(1)8N(2)12N(3)14.5m,(2011浙江)节能混合动力车是一种可以利用汽油及所储存电能作为动力来源的汽车有一质量m1000kg的混合动力轿车，在平直公路上以v190km/h匀速行驶，发动机的输出功率为P50kW.当驾驶员看到前方有80km/h的限速标志时，保

7、持发动机功率不变，立即启动利用电磁阻尼带动的发电机工作给电池充电，使轿车做减速运动，运动L72m后，速度变为v272km/h.,(1)轿车以90km/h在平直公路上匀速行驶时，所受阻力F阻的大小； (2)轿车从90km/h减速到72km/h过程中，获得的电能E电； (3)轿车仅用其在上述减速过程中获得的电能E电维持72km/h匀速运动的距离L. 答案(1)2103 N(2)6.3104 J(3)31.5 m,(3)根据题设，轿车在平直公路上匀速行驶时受到的阻力仍为F阻2103 N在此过程中，由能量转化及守恒定律可知，仅有电能用于克服阻力做功 E电F阻L 代入数据得L31.5 m.,例3(201

8、1福建)如图所示为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图，其下半部AB是一长为2R的竖直细管，上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管，管口沿水平方向，AB管内有一原长为R、下端固定的轻质弹簧投饵时，每次总将弹簧长度压缩到0.5R后锁定，在弹簧上端放置一粒鱼饵，解除锁定，弹簧可将鱼饵弹射出去,设质量为m的鱼饵到达管口C时，对管壁的作用力恰好为零不计鱼饵在运动过程中的机械能损失，且锁定和解除锁定时，均不改变弹簧的弹性势能已知重力加速度为g.求： (1)质量为m的鱼饵到达管口C时的速度大小v1； (2)弹簧压缩到0.5R时的弹性势能Ep；,(2011大连模拟)如图所示，用半径为0.4m的电动滚轮在长

9、薄铁板的上表面压轧一道浅槽薄铁板的长为 2m、质量为10kg.已知滚轮与铁板、铁板与工作台面间的动摩擦因数分别为0.3和0.1.铁板从一端放入工作台的滚轮下，工作时滚轮对铁板产生恒定的竖直向下的压力为100N，在滚轮的摩擦作用下铁板由静止向前运动并被压轧出一浅槽已知滚轮转动的角速度恒为5rad/s，取g10m/s2，求：,(1)铁板和滚轮分离时铁板的速度； (2)加工一块这样的铁板，电动机要消耗多少电能？(不考虑电动机自身的能耗) 答案(1)2m/s(2)120J,解析(1)开始滚轮给铁板向前的滑动摩擦力：F11FN10.3100N30N 工作台给铁板的摩擦阻力：F22FN20.1(10010

10、10)N20N 设加速过程铁板达到的最大速度为v，由动能定理得,解得v2m/s 又滚轮速度v0r2m/s 即铁板正好向前滑行2m时达到滚轮速度，因而在铁板和滚轮分离时恰好与滚轮速度相同，为2m/s. (2)在铁板向前滑行2m过程中，电动机消耗的电能转化为三部分：铁板和滚轮的相对滑动产生的内能、铁板与地面的相对滑动产生的内能及铁板增加的动能,A两球同时落地 B相遇时两球速度大小相等 C从开始运动到相遇，球a动能的减少量等于球b动能的增加量 D相遇后的任意时刻，重力对球a做功功率和对球b做功功率相等,相遇后的任意时刻，a、b球的速度均不等，重力大小相同，所以重力的功率不等，选项D错误 答案C,(2

11、011课标全国)一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是() A运动员到达最低点前重力势能始终减小 B蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加,C蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒 D蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关 答案ABC 解析运动员到达最低点前，重力始终做正功，重力势能始终减小，选项A正确；蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力沿绳往上，故弹力做负功，弹性势能增加，选项B正确；由机械能守恒的条件可知，选项C正确；重力势能大小与重力势能零点的选取有关，但重力

12、势能的改变与势能零点的选取无关，选项D错误.,例5(2011苏北四市模拟)如图所示装置由AB、BC、CD三段轨道组成，轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接，其中轨道AB、CD段是光滑的，水平轨道BC的长度s5m，轨道CD足够长且倾角37，A、D两点离轨道BC的高度分别为h14.30m、h21.35m.现让质量为m的小滑块自A点由静止释放已知小滑块与轨道BC间的动摩擦因数0.5，重力加速度g取10m/s2，sin370.6、cos370.8.求：,(1)小滑块第一次到达D点时的速度大小； (2)小滑块第一次与第二次通过C点的时间间隔； (3)小滑块最终停止的位置距B点的距离,(3)对小物块运动全过程利用动理定理，设小滑块在水平轨道运动的总路程为s总 有：mgh1mgs总 将h1、g代入得s总8.6m 故小物块最终停止的位置距B点的距离为2ss总1.4m. 答案(1)3m/s(2)2s(3)1.4m,(2011琼海模拟)如图所示，抗震救灾运输机在某场地