板块二功和能专题五

1、高三物理二轮复习教学案主备人吕利影组长徐健主任孙重社课 时板块二 功和能专题五 功 功率与动能定理时间2011年4月知识网络构建：考情分析预测：1.本讲主要包括vt图象、牛顿第二定律、匀变速直线运动规律等知识。直线运动是最基本的运动形式，牛顿运动定律是物理学的核心内容，它们与生产、生活实际(如公路、铁路、航海、航空等交通问题)联系紧密，本讲内容是高考命题的重点之一。2从近年来的高考题可看出，本讲知识考查的重点是：匀变速直线运动的规律、牛顿定律、运动和力问题。这部分知识单独命题较少，且常以选择题的形式出现，但与动能定理、机械能守恒定律及电磁知识结合综合考查的题目在新课标考区的高考中却是每年必考题

2、型。总体难度中上，对能力的要求较高。3预计2011年高考涉及本讲的考点应是：(1)涉及vt图象的问题；(2)连接体问题；(3)本讲知识点与功能综合的问题；(4)本讲知识点与电学知识综合的问题。专题 五功、功率与动能定理考情分析预测2010年2009年2008年功、功率全国课标卷16，四川卷23宁夏卷17、21，广东卷20等江苏卷5，宁夏卷18，广东卷17等动能定理上海卷18，福建卷22，山东卷24，浙江卷22等广东卷10，福建卷21山东卷24，江苏卷9考情分析预测 ：1.从近年来的高考题看出，对本讲的考查，题型有“选择题”、“计算题”，难度中等偏上。2功和功率、动能和动能定理、重力的功和重力势

3、能、弹力的功和弹性势能等功能关系是历年高考的必考内容，其中动能定理更是高考考查的重点和难点。另外，高考还比较注重考查对功概念的理解及用功能关系研究物理问题。由于所涉及的物理过程常常较为复杂，对学生的能力要求较高，因此这类问题难度较大。3预计2011年高考涉及本讲的考点应是： (1)功、功率与图象结合的问题； (2)功、功率与其他知识点结合的问题； (3)动能定理的应用问题。主干知识整合：一、 功的计算 功的类型求解方法恒力的功WFxcos，是恒力F与位移x的夹角变力的功1.若Fx成线性关系，可用平均力求功；若已知Fx图象，可用图象法求功2WPt(功率恒定)3化变力为与之等效的恒力4动能定理合力

4、的功1.WF合xcos，是合力F合与位移x的夹角2.W合 WlW2(代数和)3W合Ek2 Ek1二、功率的计算三、动能定理(1)文字表述：合力在一个过程中对物体做功，等于在这个过程中物体动能的变化(动能变化是指末动能减去初动能)。(2)公式：W合Ek2Ek1或W合mvmv证明：由牛顿第二定律F合ma和运动学公式vv2ax ，联立解得F合xmv mv，即W合Ek2 Ek1 。 W合是合力对物体做的功，即W合F合xcos。也是所有外力对物体做的总功，即W合WlW2W高三物理二轮复习教学案主备人吕利影组长徐健主任孙重社课 时专题五功 功率与动能定理时间2011年4月探究一功与图象综合的问题 在近年来

5、的高考中常常将功和vt图象、Ft图象等函数图象综合在一起考查。一般可通过vt图象求得位移，Ft图象读出力，然后利用功的公式WFxcos求解。例1 质量为2 kg的物体，放在动摩擦因数0.1的水平面上，在水平拉力的作用下由静止开始运动，水平拉力做的功W和物体发生的位移x之间的关系如图252所示，重力加速度g取10 m/s2，则此物体 ()A在OA段运动的加速度是2.5 m/s2 B在OA段运动的加速度是1.5 m/s2C在位移为x9 m时的速度是5 m/sD. 在位移为x9 m时的速度是3 m/s探究点二功率与图象综合的问题 功率公式PFvcos中有速度、力，因此常常将功率和vt图象、Ft图象等

6、综合在一起考查。例2 如图253所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。通过力传感器和速度传感器测得推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图254所示。取g 10 m/s2。则 A物体的质量m 1.0 kgB物体与水平面间的动摩擦因数0.2C第2s内物体克服摩擦力做的功W 2.0 JD前2s内推力F做功的平均功率 1.5 W探究点三机车启动问题 1求解这类问题的关键是要明确机车的功率是牵引力的功率，不是机车受的合力的功率。 2起重机允许输出的最大功率即为其额定功率，它是在正常条件下可以长时间工作的最大功率。3机车两种启动方式的对比 以恒定功率启动以恒定加速度启动vt图

7、象                                                  

8、0;                                                 

9、0;                                                  

10、60;            运动过程比较分为加速度减小的加速直线运动和匀速直线运动两个运动阶段分为匀加速直线运动、加速度减小的加速直线运动和匀速直线运动三个阶段运动过程联系以恒定功率启动的运动过程，与以恒定加速度启动过程的后两个阶段完全相同。例3 2009·四川卷修建高层建筑常用塔式起重机。在起重机将质量m5×103 kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a0.2 m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率

11、直到重物做vm1.02 m/s的匀速运动。取g10 m/s2，不计额外功。求：(1)起重机允许输出的最大功率。(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率。探究点四动能定理的应用 1动能定理既适用于物体做直线运动，也适用于物体做曲线运动。 2动能定理既适用于恒力做功，也适用于变力做功；力既可以同时作用，也可以分段作用；力可以是各种性质的力。 3如果物体在某个运动过程中包含有几个不同运动性质的阶段(如加速、减速阶段)，可以分段应用动能定理，也可以对全程应用动能定理，一般对全程列式更简单。4因为动能定理中功和动能均与参考系的选取有关，所以动能定理也与参考系的选取有关。在中学物理中

12、一般取地面为参考系。 5动能定理建立的是外力做的总功和物体动能变化之间的一个双向关系：既可以由总功求物体动能的变化，又可以由动能的变化求总功等。它是求解变力做功的有效方法。6动能定理通常适用于单个物体或可看成单个物体的系统。如果涉及系统，因为要考虑内力做的功，所以要十分慎重。在中学阶段可以先分别对系统内每一个物体应用动能定理，然后再联立求解。高三物理二轮复习教学案主备人吕利影组长徐健主任孙重社课 时专题五功 功率与动能定理时间2011年4月例4 一竖直平面内的轨道由粗糙斜面 AB、光滑圆弧轨道 BC 、粗糙水平直道CD组成(如图256a所示，其中AB 与 BC相切于 B点，C 为圆轨道的最低点

13、，且为BC圆弧与CD相切点)。将小球置于轨道 ABC 上离地面高为 H处由静止下滑，用力传感器测出其经过 C 点时对轨道的压力FN，改变 H 的大小，可测出相应的FN的大小，FN随 H 的变化关系如图b折线 EFG所示(EF 与 FG 两直线相连接于F点)，FG反向延长交纵轴于一点的坐标是(0,5.8)，重力加速度g取 10m/s2，求： (1)圆弧轨道的半径及轨道BC所对圆心角(可用角度的三角函数值表示)； (2)小球与斜面AB间的动摩擦因数课堂练习：1(基础题)物体沿直线运动的vt关系如图所示，已知在第1秒内合力对物体做的功为W，则 ()A从第1秒末到第3秒末合力做功为4W B从第3秒末到

14、第5秒末合力做功为2W C从第5秒末到第7秒末合力做功为W D从第3秒末到第4秒末合力做功为0.75W2(基础题)如图为质量相等的两个质点A、B在同一直线上运动的vt图象，由图可知 ()A在t时刻两个质点在同一位置 B在t时刻两个质点速度相等 C在0t时间内质点B比质点A位移大 D在0t时间内合力对两个质点做功相等 3(能力题) 如图，固定于竖直面内的粗糙斜杆，在水平方向夹角为30°，质量为m的小球套在杆上，在大小不变的拉力作用下，小球沿杆由底端匀速运动到顶端，为使拉力做功最小，拉力F与杆的夹角a_，拉力大小F_，拉力做功的最小值_。4(综合题)纯电动概念车E1是中国馆的镇馆之宝之一。若E1概念车的总质量为920 kg，在16 s内从静止加速到100km/h(即27.8m/s)，受到恒定的阻力为1500 N，假设它做匀加速直线运动，其动力系统提供的牵引力为_N。当E1概念车以最高时速120 km/h(即33.3 m/s)做匀速直线运动时，其动力系统输出的功率为_