三维设计高考物理二轮复习课件广东专版第一部分专题功和能市公开课金奖市赛课一等奖课件

专项四功和能抓基础探技法研考向提能力第1页第1页[备考方向要明了]主要问题应用功效关系和能量守恒定律处理物体运动问题主要考点①功和能计算；②动能定理；③机械能守恒定律；④功效关系、能量守恒主要办法①功计算中公式法、转换法、平均力法等；②动能定理和机械能守恒定律应用中整体法主要策略复习时要注重对基本概念和规律应用，在掌握动能定理、能量守恒基础上，加大与牛顿运动定律、运动合成与分解、圆周运动等关键内容综合训练，还要密切关注联系生活、生产实际、当代科技及能源环境保护问题第2页第2页第3页第3页第4页第4页第5页第5页第6页第6页(1)机车以恒定功率启动过程中牵引力是变力，发动机做功只能用W＝Pt计算，而以恒定加速度启动时，发动机功率在不断增大，因此发动机做功只能用W＝F·l计算。(2)P＝Fv中F仅是机动车牵引力，而非机动车所受合力。同时还要注意匀加速过程最大速度v1和全程最大速度vm区别及求解办法。第7页第7页二、对动能定理理解(1)动能定理中“外力”指作用在物体上包括重力在内所有外力。求功代数和时要注意功正、负。(2)无论物体做什么形式运动，其受力如何，动能定理总是合用。(3)动能定理表示式中“＝”表示一个因果联系数值上相等符号，阐明了功是引起物体动能改变原因。(4)动能定理以单个物体为研究对象，表示式W合＝ΔEk是个标量方程式。第8页第8页三、对功效关系和能量守恒定律理解1．常见功效关系第9页第9页第10页第10页2．对能量转化和守恒定律进一步理解(1)某种形式能量减少，一定存在另外形式能量增长，且减少许与增长量相等。(2)某个物体能量减少，一定存在别物体能量增长，且减少许与增长量相等。(3)机械能守恒定律是有条件，能量守恒定律是无条件。第11页第11页第12页第12页第13页第13页1.恒力功

W＝Flcosα。2．变力功(1)变力F功率P恒定，W＝Pt。(2)利用动能定理及功效关系等办法间接求解，即W合＝Δek

或W＝ΔE。(3)转换法也叫等效替换，即若某一变力做功和某一恒力

做功相等，能够通过计算该恒力做功来求变力做功。第14页第14页第15页第15页1．一滑块在水平地面上沿直线滑行，t＝0时速度为1m/s。从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力，力

F和滑块速度v随时间改变规律分别如图4－3甲和图乙所表示。设在第1s内、第2s内、第3s内力F对滑块做功分别为W1、W2、W3。如何比较这三个功大小关系？图4－3第16页第16页解析：在这三段时间内，拉力F均为恒力，可先由v－t图像求出各段时间内位移，再用恒力做功公式计算各功大小，即可得出W1<W2<W3。答案：见解析第17页第17页第18页第18页(1)对包括单个物体受力、位移及过程始、末速度问题分析，尤其不包括时间时，应优先考虑用动能定理求解。(2)若物体运动包含几个不同过程时，可分段利用动能定理列式，也能够全程列式(当所求解问题不包括中间速度时)。第19页第19页(3)应用动能定理解题思绪和普通环节①拟定研究对象和物理过程，找出始末状态速度情况；②分析研究对象受力情况(包括重力)，求出各力做功代数和，注意求功时，位移必须是相对地面；③拟定过程始、末状态动能，以及动能改变量；④利用动能定理列方程求解。要注意方程左边是功，右边是动能改变量。第20页第20页2．如图4－4，ABCD为一竖直平面轨道，其中BC水平，A点比BC高出H＝10m，BC长l＝1m，AB和CD轨道光滑。一质量为m＝1kg图4－4物体，从A点以v1＝4m/s速度开始运动，通过BC后滑到高出C点h＝10.3mD点时速度为零。求：(g＝10m/s2)(1)物体与BC轨道动摩擦因数。(2)物体第5次通过B点时速度。(3)物体最后停止位置(距B点)。第21页第21页解析：本题明确给出物体在A、D两点速度和高度，从A点到D点过程受力情况及其做功也容易分析，能够应用动能定理研究，直接得到物体与BC轨道动摩擦因数。滑动摩擦力做功与实际路径长短相关，尤其是研究多过程运动时(如从开始运动至物体第5次通过B点或物体最后停止)，往往全程考虑应用动能定理研究，克服摩擦力做功应表示为摩擦力与总路程乘积。第22页第22页第23页第23页答案：(1)0.5

(2)13.3m/s

(3)0.4m第24页第24页第25页第25页1.应注意问题(1)研究对象选取。有问题选单个物体为研究对象，机械能不守恒，但选此物体与其它几种物体构成系统为研究对象，机械能却是守恒，如图4－5所表示，单选A机械能减少，但A、B二者构成系统机械能守恒。图4－5第26页第26页(2)研究过程选取。有些问题研究对象运动过程分几种阶段，有阶段机械能守恒，而有阶段机械能不守恒，因此在应用机械能守恒定律解题时要注意过程选取。第27页第27页(3)表示式选取。机械能守恒表示式有三种不同形式①系统初、末态总机械能相等，即E1＝E2。②系统降低总重力势能ΔEp减等于系统增加总动能ΔEk增，即ΔEp减＝ΔEk增或ΔEp增＝ΔEk减。③若系统只有A、B两物体，则A降低机械能ΔEA减等于B增加机械能ΔEB增。第一个表示式是从“守恒”角度反应机械能守恒，解题必须选取参考平面，而后两种表示式都是从“转化”角度来反应机械能守恒，无须选取参考平面。第28页第28页2．机械能守恒鉴定(1)利用机械能定义判断，分析动能和势能和是否改变。(2)用做功判断，若物体或系统只有重力做功(或弹簧弹力做功，或有其它力做功但其它力做功代数和为零)，则机械能守恒。(3)依据能量转化来判断，若系统中只有动能与势能互相转化，则系统机械能守恒。(4)对一些绳子忽然绷紧，物体间非弹性碰撞等问题机械能普通不守恒，尤其阐明除外。第29页第29页3．一质量为50kg男孩在距离河流40m高桥上作“蹦极跳”，未跳前长度AB为14m弹性绳一端缚着他双脚，另一端则固定在桥上A点，如图4－6甲所表示，然后男孩从桥面下坠直至贴近水面最低点D。男孩速率v跟下坠距离s改变关系如图乙所表示，假定绳在整个运动过程中遵守胡克定律(不考虑空气阻力、男孩大小和绳质量)。求：第30页第30页图4－6(1)当男孩在D点时，绳所储存弹性势能；(2)弹性绳劲度系数。(3)讨论男孩在AB、BC和CD期间运动时作用于男孩力情况。第31页第31页解析：依据图像可知，男孩运动可分为三个不同阶段，分别为自由落体运动、加速度减小加速运动、加速度增大减速运动。(1)整个运动过程中，只有重力和弹力做功，系统机械能守恒，故绳储存弹性势能为：Ep＝mgh＝50×10×40J＝2×104J。第32页第32页答案：(1)2×104J

(2)62.5N/m

(3)见解析第33页第33页第34页第34页第35页第35页第36页第36页第37页第37页[命题视角2][双选]如图4－7所表示，物体受到水平推力F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监测到推力F、物体速图4－7度v随时间t改变规律如图4－8所表示。取g＝10m/s2。则(

)图4－8第38页第38页第39页第39页第40页第40页[冲关锦囊](1)计算功时，要注意分析受力情况和能量转化情况，分清是恒力功还是变力功，选取适当办法进行计算。(2)计算功率时，要明确是求瞬时功率还是平均功率，若求瞬时功率应明确是哪一时刻或位置，若求平均功率则应明确是哪段时间内平均功率。(3)对于图像问题要首先看懂图像物理意义，依据图像求出加速度、位移并明确求哪个力功或功率是合力功率还是某个力功率。第41页第41页第42页第42页[命题视角1]如图4－9所表示，用轻质细绳悬挂一质量为m＝0.5kg小圆球，圆球套在可沿水平方向移动框架槽内，框架槽竖直放置在水平面上。自细绳静止在竖直位置开始，框架槽在水平力F＝20N恒力作用图4－9下移至图中位置，此时细绳与竖直方向夹角为θ＝30°，绳长L＝0.2m，不计一切摩擦，g取10m/s2。第43页第43页(1)求水平力F做功；(2)若不计框架槽质量，求小球在此位置速度大小；(3)若框架槽质量为0.2kg，求小球在此位置速度大小。第44页第44页第45页第45页[答案]

(1)2J

(2)2.73m/s

(3)2.40m/s第46页第46页[命题视角2](·宜昌模拟)如图4－11所表示是游乐场中过山车实物图片及过山车模型图。在模型图中半径分别为R1＝2.0m和R2＝8.0m两个光滑圆形轨道，固定在倾角为α＝37°斜轨道面上Q、Z两点，且两圆形轨道最高点A、B均与P点平齐，圆形轨道与斜轨道之间圆滑连接，现使小车(视做质点)从P点以一定初速度沿斜面向下运动。已知斜轨道面与小车间动摩擦因数为μ＝1/24，g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。问：第47页第47页图4－11(1)若小车正好能通过第一个圆形轨道最高点A处，则其在P点初速度应为多大？(2)若小车在P点初速度为10m/s，则小车能否安全通过两个圆形轨道。第48页第48页第49页第49页第50页第50页[冲关锦囊]利用动能定理时应注意(1)对于单个物体，若运动过程为多阶段应用动能定理列式时，要注意运动过程选取以及运动过程中各力做功情况。(2)对于物体做往复运动问题，尤其要注意滑动摩擦力做功情况，计算滑动摩擦力做功，应用路程计算而不是用位移。第51页第51页第52页第52页[命题视角1]

(·北京高考)如图4－12所表示，长度为l轻绳上端固定在O点，下端系一质量为m小球(小球大小能够忽略)。(1)在水平拉力F作用下，轻绳与竖直方向夹角为α，小球保持静止。画出此时小球受力图，并求力F大小；图4－12(2)由图示位置无初速释放小球，求当小球通过最低点时速度大小及轻绳对小球拉力。不计空气阻力。第53页第53页[规范解题]

(1)受力图如图4－13所表示。依据平衡条件，应满足Tcosα＝mg，Tsinα＝F拉力大小F＝mgtanα图4－13第54页第54页第55页第55页第56页第56页[命题视角2]如图4－14所表示，倾角为θ光滑斜面上放有两个质量均为m小球A和B，两球之间用一根长为L轻杆相连，下面小球图4－14B离斜面底端高度为h。两球从静止开始下滑，不计球与地面碰撞时机械能损失，且地面光滑，求：(1)两球在光滑水平面上运动时速度大小；(2)整个运动过程中杆对A球所做功。第57页第57页第58页第58页[冲关锦囊]机械能守恒定律三种表示式及使用办法(1)守恒观点：

＋

＝

＋

或E1＝E2，利用此法求解只有一个物体(实际是单个物体与地球构成系统)问题较以便，注意选好参考平面；(2)转化观点：ΔEp＝－ΔEk，此法长处是不用选取参考平面；(3)转移观点：ΔE增＝－ΔE减，此法适合用于求解两个或两个以上物体(实际是两个或两个以上物体与地球构成系统)问题。第59页第59页第60页第60页[命题视角1]如图4－15所表示，一平直传送带以