专题二功和能（一）.doc

（2010届大江中学二轮复习）专题二 功和能（一） 课时 1 授课时间_【教学目标】知识与技能深刻理解功、功率的概念，熟练掌握功的各种计算方法；能熟练应用功率公式和动力学知识解决相关动力学问题；理解动能定理，能熟练应用动能定理解决有关变力做功与多过程类力学问题。过程与方法用动能定理解决实际问题，体会与牛顿定律解决问题的不同。情感态度与价值观通过动能定理的应用体会物理学解决问题方法的多样性。【教学重点、难点】功的常用计算方法和动能定理的应用【复习提纲】1、功的常用计算方法有以下几种： （1）功的公式： W=Fscos 。该公式主要用于求恒力做功和F随s做线性变化的变力功（此时F须取平均值） （2）公式W=Pt，适用于求恒力做功，也适用于求以恒定功率做功的变力功。 （3）由动能定理可以求恒力功，也可以求变力功。 （4）根据F-s图象的物理意义计算力对物体做的功， F-s图线与s轴所围的面积数值等于功的大小，但要注意，横轴上方的面积表示做正功，横轴下方的面积表示做负功。（5）功是能量转化的量度，由此，对于大小、方向都随时变化的变力F所做的功，可以通过对物理过程的分析，从能量转化多少的角度来求解。2、关于功率的几个注意点（1）由公式求得的一般是平均功率。由公式求得的既可以是平均功率（v为平均速度），也可以是瞬时功率（v为瞬时速度）。对汽车等运输工具，求牵引功率（发动机功率）时，应注意式中的F指的是牵引力而不是合外力，且。（2）发动机铭牌上的额定功率，指的是该发动机正常工作时的输出功率.并不是任何时候发动机的功率都等于额定功率.实际输出功率可在零和额定值之间取值.3、 动能定理（1）动能定理：作用在物体上的外力的总功等于物体动能的增量（变化），。外力的总功亦即各个外力对物体所做功的代数和.这里我们所说的外力，既可以是重力、弹力、摩擦力，也可以是电场力、磁场力或其他的力.物体动能的变化指的是物体的末动能和初动能之差.即。动能定理反映了力对空间的积累效应。（2）应用动能定理解题的基本步骤：选取研究对象，明确它的运动过程.分析研究对象的受力情况和各个力做功情况：受哪些力?每个力是否做功?做正功还是做负功?做多少功?然后求各个外力做功的代数和.明确物体在过程的始末状态的动能Ek1和Ek2.列出动能定理的方程Ek2Ek1，及其他必要的解题方程，进行求解.并对解得的结果进行必要的讨论或检验.(3)动能定理最佳应用范围：动能定理主要用于解决变力做功、曲线运动和多过程的动力学问题，对于未知加速度和时间t ，或不需求加速度和时间的动力学问题，一般用动能定理求解为最佳解法。【前提测评】1、如图所示，木板长为l，板的A端放一质量为m的小物块，物块与板间的动摩擦因数为。开始时板水平，在绕O点缓慢转过一个小角度的过程中，若物块始终保持与板相对静止。对于这个过程A中各力做功的情况，下列说法正确的是 ( ) A.摩擦力对物块所做的功为mglsin(1-cos)OB.弹力对物块所做的功为mglsincosC.木板对物块所做的功为mglsinD.合力对物块所做的功为mgl cos2、质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t=0时刻开始受到水平力的作用。力的大小F与时间t的关系如图所示，力的方向保持不变，则 （ ）A.3t0时刻的瞬时功率为B.3t0时刻的瞬时功率为C.在t=0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为D.在t=0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为3、如图所示，用竖直向下的恒力F通过跨过光滑定滑轮的细线拉动光滑水平面上的物体，物体沿水平面移动过程中经过A、B、C三点，设AB=BC，物体经过A、B、C三点时的动能分别为EKA，EKB，EKC，则它们间的关系应是：AEKB-EKA=EKC-EKB BEKB-EKAEKC-EKB DEKC 0）的滑块从距离弹簧上端为s0处静止释放，滑块在运动过程中电量保持不变，设滑块与弹簧接触过程没有机械能损失，弹簧始终处在弹性限度内，重力加速度大小为g。（1）求滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间t1（2）若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度大小为vm，求滑块从静止释放到速度大小为vm过程中弹簧的弹力所做的功W；（3）从滑块静止释放瞬间开始计时，请在乙图中画出滑块在沿斜面向下运动的整个过程中速度与时间关系v-t图象。图中横坐标轴上的t1、t2及t3分别表示滑块第一次与弹簧上端接触、第一次速度达到最大值及第一次速度减为零的时刻，纵坐标轴上的v1为滑块在t1时刻的速度大小，vm是题中所指的物理量。（本小题不要求写出计算过程）专题二 功和能（一）【展示与点评】fOA1、 提示：支持力对物体做正功 ，重力对物体做负功；由于静摩擦力始终与运动方向垂直，故摩擦力不做功，三力对物体做的总功为零。因重力对物体做功为-mglsin，所以木板对物体支持力做功为mglsin。故只有选项C正确。答案：C 答案：BD3、提示：该题考查了功的概念及功能关系，难点在于比较Wl和W2，关键是要理解功是力在位移上的累积的本质；功的大小既可视为力F与力的方向上的位移S的乘积，又可视为位移S与位移方向上的力的乘积；因此，可以将力F在位移方向上进行分解，由于力F在AB段的分力均大于在BC段的分力，则不难判断出WlW2，根据动能定理得：EKB-EKAEKC-EKB所以C正确。移项后得D正确答案：CD4、提示:上升的过程中,重力做负功,阻力做负功,由动能定理得 解得对全过程,重力做功为零,故有解得 答案：CD题后反思：用动能定理分析处理一个实际问题时，要做到三个“明确”，即明确研究对象（研究哪个物体的运动情况），明确研究过程（从初状态到末状态）及明确各个力做功的情况，包括做功的正负及大小。 另外在处理空气阻力或其他摩擦阻力做功问题时，要注意与重力、匀强电场的电场力这样的恒力的区别。即空气阻力、摩擦阻力做功与路径有关。5、 提示：依据公式P=Fv计算拉力功率时，既要注意到拉力特点，又要看清速度是否变化。本题中物体由加速变为匀速的瞬间拉力突变、功率突变的分析，是解决整个题目的关键。答案：B6、解（1）由动能定理得：则（2）（3）设克服摩擦力做的功为Wf由动能定理得：，解得7、解：（1）物体P从A下滑经B到C过程中根据动能定理：(2)从C到E机械能守恒：E与D间高度差(3)物体P最后在B与其等高的圆弧轨道上来回运动时，经C点压力最小，由B到C根据机械能守恒8、（1）0.8s (2)41J (3)3J9、本题考查的是电场中斜面上的弹簧类问题。涉及到匀变速直线运动、运用动能定理处理变力功问题、最大速度问题和运动过程分析。（1）滑块从静止释放到与弹簧刚接触的过程中作初速度为零的匀加速直线运动，设加速度大小为a，则有 qE+mgsin=ma 联立可得 （2）滑块速度最大时受力平衡，设此时弹簧压缩量为，则有 从静止释放到速度达到最大的过程中，由动能定理得 联立可得 （3）如图 规律总结：当堂反馈：BSAFFh1、如图所示，质量为m的物块在水平恒力F的推动下，从山坡（粗糙）底部A处由静止起运动至高为h的坡顶B，获得的速度为v，AB之间水平距离为s，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）A 物块克服重力所做的功是mghB 合力对物块做的功是C 推力对物块做的功是D 摩擦阻力对物块做的功是2、如图所示，斜面上除了AB段粗糙外，其余部分均是光滑的，小物体与AB段的动摩擦因数处处相等。今使该物体从斜面的顶端由静止开始下滑，经过A点时的速度与经过C点时的速度相等，已知AB=BC，则下列说法正确的是（ ）A物体在BC段的加速度比在AB段的加速度大B物体在AB段与BC段的运动时间相等C物体在B点的机械能比在C点的机械能大D物体在AB段与BC段的动能变化大小相等3、冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目，比赛场地示意如图。比赛时，运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线AB处放手让冰壶以一定的速度滑出，使冰壶的停止位置尽量靠近圆心O。为使冰壶滑行得更远，运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面，使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小。设冰壶与冰面间的动摩擦因数为=0.008，用毛刷擦冰面后动摩擦因数减少至=0.004。在某次比赛中，运动员使冰壶C在投掷线中点处以2m/s的速度沿虚线滑出。为使冰壶C能够沿虚线恰好到达圆心O点，运动员用毛刷擦冰面的长度应为多少？（g取10m/s2）4、如图所示，一水平轨道与一光滑的弧形轨道在A处相连接，并且在相接处两轨道相切，圆弧轨道对应的圆心角为90，轨道半径为R，在空间存在一有界匀强电场，以圆形轨道的圆心O和两轨道相接处A处所在竖直平面为界，在右侧空间存