高考物理第二轮专题复习方案课件 功与能量

1、第二单元功与能量第二单元功与能量知识网络构建知识网络构建第二单元第二单元 知识网络构建知识网络构建 考情分析预测考情分析预测第二单元第二单元 考情分析预测考情分析预测 本单元是力与运动单元的拓展和深化，力与运动单元侧重本单元是力与运动单元的拓展和深化，力与运动单元侧重于从动力学角度分析匀变速运动过程或某一瞬时状态，而本单于从动力学角度分析匀变速运动过程或某一瞬时状态，而本单元则从能量观点分析物理问题，且研究范围从直线运动、特殊元则从能量观点分析物理问题，且研究范围从直线运动、特殊曲线运动曲线运动(平抛运动和匀速圆周运动平抛运动和匀速圆周运动)拓展到一般曲线运动，从拓展到一般曲线运动，从匀变速运

2、动拓展到非匀变速运动匀变速运动拓展到非匀变速运动功与能量单元包括功和功率、动能定理、机械能守恒定律功与能量单元包括功和功率、动能定理、机械能守恒定律及能量守恒定律等高中物理主干内容本单元知识与平抛运动、及能量守恒定律等高中物理主干内容本单元知识与平抛运动、圆周运动、电磁感应等考点综合，以圆周运动、电磁感应等考点综合，以“选择题选择题”、“计算题计算题”的形式考查，是近年来课标高考命题的重点和热点之一的形式考查，是近年来课标高考命题的重点和热点之一第二单元第二单元 考情分析预测考情分析预测 功、功率与动能定理专题包括功和功率的概念、功和功率功、功率与动能定理专题包括功和功率的概念、功和功率图象、

3、各种求功的方法、机车功率问题及动能定理，其中动能图象、各种求功的方法、机车功率问题及动能定理，其中动能定理是高考考查的重点和难点定理是高考考查的重点和难点能量转化和守恒定律专题包括各种功能关系、机械能转化能量转化和守恒定律专题包括各种功能关系、机械能转化和守恒定律及能量转化和守恒定律重力的功和重力势能、弹和守恒定律及能量转化和守恒定律重力的功和重力势能、弹力的功和弹性势能等功能关系及用功能关系研究实际问题是高力的功和弹性势能等功能关系及用功能关系研究实际问题是高考热点能的转化和守恒定律是分析、解决一般问题的重要方考热点能的转化和守恒定律是分析、解决一般问题的重要方法，机械能守恒定律和能量守恒定

4、律更是本单元的主干知识和法，机械能守恒定律和能量守恒定律更是本单元的主干知识和重要规律，本单元知识密切联系生产和生活实际及现代科学技重要规律，本单元知识密切联系生产和生活实际及现代科学技术，常与牛顿运动定律、曲线运动、电磁学问题综合考查术，常与牛顿运动定律、曲线运动、电磁学问题综合考查第二单元第二单元 考情分析预测考情分析预测 力学综合专题包括实际运动情景下的摩擦力做功、摩擦生热、力学综合专题包括实际运动情景下的摩擦力做功、摩擦生热、传送带等物理模型中的能量问题的求解物体在实际运动所涉传送带等物理模型中的能量问题的求解物体在实际运动所涉及的物理过程常常较为复杂，对学生的能力要求较高，因此这及的

5、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，是高考计算题命题的热点类问题难度较大，是高考计算题命题的热点预测预测2012年高考涉及功与能量的考题主要表现为以下几种形年高考涉及功与能量的考题主要表现为以下几种形式：式：1联系生活和生产实际应用的有关功和功率概念等知识点联系生活和生产实际应用的有关功和功率概念等知识点组合考查的选择题或机车启动问题的选择题，注意结合图象命组合考查的选择题或机车启动问题的选择题，注意结合图象命题的题型；题的题型；第二单元第二单元 考情分析预测考情分析预测 2以体育竞技项目为背景考查动能定理或机械能守恒定以体育竞技项目为背景考查动能定理或机械能守恒

6、定律、能量守恒定律等，求解多种运动组合的多运动过程问题，律、能量守恒定律等，求解多种运动组合的多运动过程问题，题型为计算题题型为计算题(或选择题或选择题)；3与电场、磁场联系的综合问题，以能量守恒为核心考与电场、磁场联系的综合问题，以能量守恒为核心考点考查重力、摩擦力、静电力、磁场力的做功特点，以及动能点考查重力、摩擦力、静电力、磁场力的做功特点，以及动能定理、机械能守恒定律和能量守恒定律的应用，可能涉及弹簧定理、机械能守恒定律和能量守恒定律的应用，可能涉及弹簧问题，题型一般为计算题问题，题型一般为计算题(或选择题或选择题).近年高考纵览近年高考纵览第二单元第二单元 近年高考纵览近年高考纵览考

7、点考点2011年年2010年年2009年年功、功率功、功率山东卷山东卷18，海，海南卷南卷9全国课标卷全国课标卷16，四川卷四川卷23宁夏卷宁夏卷17、21，广东卷广东卷20，动能定理动能定理全国课标卷全国课标卷15、广东卷广东卷36、北京、北京卷卷22上海卷上海卷18，福建，福建卷卷22，山东卷，山东卷24，浙江卷浙江卷22广东卷广东卷10，福，福建卷建卷21，四川卷，四川卷23第二单元第二单元 近年高考纵览近年高考纵览考点考点2011年年2010年年2009年年功能关系功能关系四川卷四川卷21，浙，浙江卷江卷24上海卷上海卷8，山东，山东卷卷22江苏卷江苏卷9，山东，山东卷卷22，安徽卷，

8、安徽卷18，天津卷天津卷4机械能守恒机械能守恒定律定律全国课标卷全国课标卷16、福建卷福建卷21、上海、上海卷卷33等等上海卷上海卷5，安徽，安徽14，江苏卷，江苏卷14，重庆卷重庆卷24，北京，北京卷卷22，福建卷，福建卷17浙江卷浙江卷24，山，山东卷东卷24，广东卷，广东卷7，江苏卷，江苏卷9专题五专题五 功、功率与动能定理功、功率与动能定理主干知识整合主干知识整合专题五专题五 主干知识整合主干知识整合 一、功的计算一、功的计算功的类型功的类型求解方法求解方法恒力的功恒力的功WFxcos，是恒力是恒力F与位移与位移x之间的夹角之间的夹角变力的功变力的功1.若若Fx成线性关系，可用平均力求

9、功；若已知成线性关系，可用平均力求功；若已知Fx图象，可用图象法求功图象，可用图象法求功2机车类功率恒定情况：机车类功率恒定情况：WPt3将变力做功转化为与其等效的恒力将变力做功转化为与其等效的恒力4动能定理动能定理专题五专题五 主干知识整合主干知识整合 功的类型功的类型求解方法求解方法合力的功合力的功1. W合合Fxcos，是合力是合力F与位移与位移x之间的夹角之间的夹角2W合合W1W2(代数和代数和)3W合合Ek2Ek1专题五专题五 主干知识整合主干知识整合 二、功率的计算二、功率的计算专题五专题五 主干知识整合主干知识整合 三、动能定理三、动能定理1动能定理动能定理合力在一个过程中对物体

10、所做的功，等于物体在这个过程中合力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化动能的变化W合合Ek2Ek1或或W合合2对动能定理的理解对动能定理的理解(1)合力指作用在物体上的包括重力、弹力、摩擦力、电场力、合力指作用在物体上的包括重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力等所有外力的合力磁场力等所有外力的合力(2)W合合是合力对物体做的功，即是合力对物体做的功，即W合合F合合xcos，也是所有外，也是所有外力对物体做的总功，即力对物体做的总功，即W合合W1W2Wn，注意功的正负，注意功的正负要点热点探究要点热点探究专题五专题五 要点热点探究要点热点探究 探究点一变力做功问题探究点一变力

11、做功问题1当力的方向不变，大小随位移做线性变化时，可先求当力的方向不变，大小随位移做线性变化时，可先求力对位移的平均值力对位移的平均值再由恒力做功的公式再由恒力做功的公式WFxcos求功，如弹簧弹力做的功求功，如弹簧弹力做的功2大小不变、方向变化的力做的功大小不变、方向变化的力做的功(如滑动摩擦力、空气如滑动摩擦力、空气阻力等在曲线运动或往复运动中做的功阻力等在曲线运动或往复运动中做的功)：WFs，s为运动质为运动质点通过的路程点通过的路程专题五专题五 要点热点探究要点热点探究3与势能对应的力与势能对应的力(如重力、弹簧的弹力、电场力如重力、弹簧的弹力、电场力)做的做的功等于运动质点相应势能的

12、减少量功等于运动质点相应势能的减少量4作出变力作出变力F随位移随位移x变化的图象，图线与坐标轴所围的变化的图象，图线与坐标轴所围的“面积面积”表示变力做的功如图表示变力做的功如图251所示，图线下方的对应所示，图线下方的对应面积等于变力做的功面积等于变力做的功专题五专题五 要点热点探究要点热点探究5当变力的功率一定时当变力的功率一定时(如机车以恒定功率运行如机车以恒定功率运行)，变力，变力做的功做的功WPt；当变力的功率变化时，可利用平均功率求功，；当变力的功率变化时，可利用平均功率求功，W6利用动能定理求变力做的功，或用功能关系利用动能定理求变力做的功，或用功能关系WE求求变力做的功，即用能

13、量的增量等效变换变力所做的功，如求变力做的功，即用能量的增量等效变换变力所做的功，如求重力、弹簧弹力做的功重力、弹簧弹力做的功专题五专题五 要点热点探究要点热点探究专题五专题五 要点热点探究要点热点探究A拉力拉力F的大小为的大小为4 N，且保持不变，且保持不变B物体的质量为物体的质量为2 kgC06 s内物体克服摩擦力做功内物体克服摩擦力做功24 J D06 s内拉力做的功为内拉力做的功为156 J专题五专题五 要点热点探究要点热点探究专题五专题五 要点热点探究要点热点探究【点评】【点评】 本题综合考查了运动图象、功率图象、牛顿第本题综合考查了运动图象、功率图象、牛顿第二定律、功率及变力做功等

14、相关知识对分段图象问题，要二定律、功率及变力做功等相关知识对分段图象问题，要在明确题意的基础上，对各段分别进行研究，并找出联系相在明确题意的基础上，对各段分别进行研究，并找出联系相邻两段的物理量对函数图象问题，还特别要注意函数方程邻两段的物理量对函数图象问题，还特别要注意函数方程和函数图象是一一对应的关系和函数图象是一一对应的关系专题五专题五 要点热点探究要点热点探究 探究点二功率的计算问题探究点二功率的计算问题专题五专题五 要点热点探究要点热点探究例例2 20112 2011海南卷海南卷 一质量为一质量为1 kg的质点静止于光滑水平的质点静止于光滑水平面上，从面上，从t0时起，第时起，第1

15、s内受到内受到2 N的水平外力作用，第的水平外力作用，第2 s内内受到同方向的受到同方向的1 N的外力作用下列判断正确的是的外力作用下列判断正确的是()A02 s内外力的平均功率是内外力的平均功率是B第第2 s内外力所做的功是内外力所做的功是 C第第2 s末外力的瞬时功率最大末外力的瞬时功率最大D第第1 s内与第内与第2 s内质点动能增加量的比值是内质点动能增加量的比值是专题五专题五 要点热点探究要点热点探究专题五专题五 要点热点探究要点热点探究【点评】【点评】 本题求本题求2 s内外力做的功可从以下两个基本途径内外力做的功可从以下两个基本途径求解：第一，分别求出外力在两个时间段内对质点做功情

16、况，求解：第一，分别求出外力在两个时间段内对质点做功情况，然后求代数和；第二，根据动能定理求解本题选项然后求代数和；第二，根据动能定理求解本题选项D也涉及也涉及多种分析方法，而选项多种分析方法，而选项A、C则要求区分开平均功率和瞬时功则要求区分开平均功率和瞬时功率下面的变式题则涉及图象问题率下面的变式题则涉及图象问题专题五专题五 要点热点探究要点热点探究20102010课标全国卷课标全国卷 如图如图253所示，在外力所示，在外力作用下某质点运动的作用下某质点运动的vt图象为正弦曲线从图中可以判断图象为正弦曲线从图中可以判断()A在在0t1时间内，外力做正功时间内，外力做正功B在在0t1时间内，

17、外力的功率逐渐增大时间内，外力的功率逐渐增大C在在t2时刻，外力的功率最大时刻，外力的功率最大D在在t1t3时间内，外力做的总功为零时间内，外力做的总功为零专题五专题五 要点热点探究要点热点探究例例2变式题变式题AD【解析】【解析】 在在0t1时间内，质点速度时间内，质点速度逐渐增大，动能逐渐增大，由动能定理可知，外力在逐渐增大，动能逐渐增大，由动能定理可知，外力在0t1时时间内一直在做正功，选项间内一直在做正功，选项A正确；由正确；由vt图象可知：在图象可知：在0t1时时间内质点的加速度逐渐减小到零，据牛顿第二定律可知，合间内质点的加速度逐渐减小到零，据牛顿第二定律可知，合外力也减小到零，而

18、外力也减小到零，而0时刻的速度为零，据此可定性判断在时刻的速度为零，据此可定性判断在0t1时间内外力的功率应先增大后减小，选项时间内外力的功率应先增大后减小，选项B错误；在错误；在t2时时刻，质点的速度为零，根据刻，质点的速度为零，根据PFv可知此时外力的功率为零，可知此时外力的功率为零，选项选项C错误；在错误；在t1和和t3两个时刻，质点速度大小相等，动能相两个时刻，质点速度大小相等，动能相等，据动能定理易知选项等，据动能定理易知选项D正确正确专题五专题五 要点热点探究要点热点探究【高考命题者说】【高考命题者说】 本题考查考生对图象的理解和从图象本题考查考生对图象的理解和从图象中获取信息来分

19、析问题和解决问题的能力试题要求考生能够中获取信息来分析问题和解决问题的能力试题要求考生能够从从vt图象中了解质点的运动过程试题对考生应用数学知识图象中了解质点的运动过程试题对考生应用数学知识解决物理问题的能力有一定的要求解决物理问题的能力有一定的要求在在0t1时间内，质点做加速度减小的加速运动，速度、外时间内，质点做加速度减小的加速运动，速度、外力、位移都为正值，外力做正功，所以正确选项为力、位移都为正值，外力做正功，所以正确选项为A.也可用动也可用动能定理对能定理对A选项进行分析：外力所做的功选项进行分析：外力所做的功W等于动能的增加等于动能的增加Ek，因为因为Ek0，所以，所以W0，选项，

20、选项A正确正确专题五专题五 要点热点探究要点热点探究在在0t1时间内，只要比较时间内，只要比较0t1时间段内，某一时刻的功率时间段内，某一时刻的功率和和tt1时刻的功率即可做出判断在时刻的功率即可做出判断在tt1时刻外力的功率时刻外力的功率P10，在其他时刻外力的功率不为零，在其他时刻外力的功率不为零，B选项错误选项错误在在t2时刻，从图中可见时刻，从图中可见v20，所以，所以P20，C选项错误选项错误在在t1t3时间内，力的方向没有改变，位移大小相等、方向时间内，力的方向没有改变，位移大小相等、方向相反，所以相反，所以W总总0，D选项正确选项正确专题五专题五 要点热点探究要点热点探究本题抽样

21、统计难度为本题抽样统计难度为0.441，区分度为，区分度为0.517，对全体考生，对全体考生有较好的区分度有有较好的区分度有23%的考生选择了正确选项，但有的考生选择了正确选项，但有31%的的考生仅选了考生仅选了A项，项，11%的考生仅选了的考生仅选了C项有项有14%的考生错选的考生错选了了B项项(引自教育部考试中心引自教育部考试中心2011课程标准实验高考理科试题分课程标准实验高考理科试题分析第析第145页页)专题五专题五 要点热点探究要点热点探究 探究点三机车启动问题探究点三机车启动问题1 1求解机车发动机类问题的关键是要明确机车的功率是求解机车发动机类问题的关键是要明确机车的功率是牵引力

22、的功率，不是机车受到的合力的功率发动机允许输牵引力的功率，不是机车受到的合力的功率发动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间工作的最大功率专题五专题五 要点热点探究要点热点探究2 2机车两种启动方式的运动对比机车两种启动方式的运动对比启动方式启动方式以恒定功率启动以恒定功率启动匀加速启动匀加速启动vt图象图象专题五专题五 要点热点探究要点热点探究启动方式启动方式以恒定功率启动以恒定功率启动匀加速启动匀加速启动运动过程运动过程比较比较分为加速度减小的加速分为加速度减小的加速直线运动和匀速直线运直线运动和匀

23、速直线运动两个运动阶段动两个运动阶段分为匀加速直线运动、分为匀加速直线运动、加速度减小的加速直线加速度减小的加速直线运动和匀速直线运动三运动和匀速直线运动三个阶段个阶段运动过程运动过程联系联系以恒定功率启动的运动过程与以恒定加速度启动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相似过程的后两个阶段相似专题五专题五 要点热点探究要点热点探究3.机车两种启动方式流程图机车两种启动方式流程图(1)以恒定功率启动以恒定功率启动专题五专题五 要点热点探究要点热点探究(2)匀加速度启动匀加速度启动专题五专题五 要点热点探究要点热点探究专题五专题五 要点热点探究要点热点探究专题五专题五 要点热

24、点探究要点热点探究专题五专题五 要点热点探究要点热点探究专题五专题五 要点热点探究要点热点探究【点评】【点评】 本题是机车发动机功率问题的综合计算题，结本题是机车发动机功率问题的综合计算题，结合生活实际和节能减排，重点考查了减速过程中的能量转换，合生活实际和节能减排，重点考查了减速过程中的能量转换，通过用于轿车的机械功和克服安培力做功的比例关系间接求通过用于轿车的机械功和克服安培力做功的比例关系间接求解减速过程中产生的电能，进一步计算减速过程产生的电能解减速过程中产生的电能，进一步计算减速过程产生的电能能够维持轿车匀速前进的距离能够维持轿车匀速前进的距离专题五专题五 要点热点探究要点热点探究当

25、前我国当前我国“高铁高铁”事业发展迅猛，假设一辆高速列事业发展迅猛，假设一辆高速列车在机车牵引力和恒定阻力作用下，在水平轨道上由静止开车在机车牵引力和恒定阻力作用下，在水平轨道上由静止开始启动，其始启动，其vt图象如图图象如图254所示，已知在所示，已知在0t1时段为过时段为过原点的倾斜直线，原点的倾斜直线，t1时刻达到额定功率时刻达到额定功率P，此后保持功率，此后保持功率P不变，不变，在在t3时刻达到最大速度时刻达到最大速度v3，以后匀速运动，则下列判断正确的，以后匀速运动，则下列判断正确的是是()专题五专题五 要点热点探究要点热点探究A从从0至至t3时间内一直做匀加速直线运动时间内一直做匀

26、加速直线运动B在在t2时刻的加速度大于时刻的加速度大于t1时刻的加速度时刻的加速度C在在t3时刻以后，机车的牵引力为零时刻以后，机车的牵引力为零D该列车所受的恒定阻力大小为该列车所受的恒定阻力大小为专题五专题五 要点热点探究要点热点探究专题五专题五 要点热点探究要点热点探究 探究点四动能定理在曲线运动中的应用探究点四动能定理在曲线运动中的应用1 1动能定理既适用于做直线运动的物体，也适用于做曲线动能定理既适用于做直线运动的物体，也适用于做曲线运动的物体运动的物体2 2动能定理既适用于恒力做功，也适用于变力做功；力既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

27、可以是各种性质的力可以同时作用，也可以分段作用；力可以是各种性质的力3 3如果在某个运动过程中包含有几个不同运动性质的阶段如果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、减速阶段如加速、减速阶段) )，可以分段应用动能定理，也可以对全程，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应用动能定理，一般对全程列式更简单4 4因为动能定理中功和动能均与参考系的选取有关，所以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一般取地面为动能定理也与参考系的选取有关在中学物理中一般取地面为参考系参考系专题五专题五 要点热点探究要

28、点热点探究5 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它是求解变力做功的有效方法能的变化求总功它是求解变力做功的有效方法6 6动能定理通常适用于单个物体或可看成单个物体的系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，重在中学阶段可以先分别对系统内每一个物体应用动能

29、定理，然后再联立求解然后再联立求解专题五专题五 要点热点探究要点热点探究例例4 4 如图如图255所示，竖直固定放置的粗糙斜面所示，竖直固定放置的粗糙斜面AB的下端的下端与光滑的圆弧与光滑的圆弧BCD的的B点相切，圆弧轨道的半径为点相切，圆弧轨道的半径为R，圆心，圆心O与与A、D在同一水平面上，在同一水平面上，COB.现有质量为现有质量为m的小物体从距的小物体从距D点点为为的高处无初速释放，已知物体恰能从的高处无初速释放，已知物体恰能从D点进入圆轨道，点进入圆轨道，求：求：专题五专题五 要点热点探究要点热点探究(1)为使小物体不会从为使小物体不会从A点冲出斜面，小物体与斜面间的动摩点冲出斜面，小物体与斜面间的动摩擦因数至少为多少？擦因数至少为多少？(2