高三物理专题课件

1、第第5课时功与功率动能定理课时功与功率动能定理 “功与功率功与功率”为为类要求，虽然不是高考主要考点，类要求，虽然不是高考主要考点，但要求考生在理解该知识点的基础上，灵活运用并但要求考生在理解该知识点的基础上，灵活运用并能解决实际问题这部分知识的考查可与受力分析、能解决实际问题这部分知识的考查可与受力分析、运动学知识中速度、位移的计算、圆周运动、电场运动学知识中速度、位移的计算、圆周运动、电场力的计算、安培力的计算等知识结合起来历年高力的计算、安培力的计算等知识结合起来历年高考，不论新、旧教材都有涉及考，不论新、旧教材都有涉及动能定理在考纲中也是动能定理在考纲中也是类要求，历来高考中出现类要求

2、，历来高考中出现频率较高，既有选择题的形式，也会出现综合题，频率较高，既有选择题的形式，也会出现综合题，考生应足够重视这一内容考生应足够重视这一内容四、动能定理四、动能定理1内容及表达式内容及表达式内容：合外力对物体做的功等于物体动能的变内容：合外力对物体做的功等于物体动能的变化化表达式：表达式：W合合Ek2Ek1.2对动能定理的进一步理解对动能定理的进一步理解(1)W总总是所有外力对物体做的总功，这些力对是所有外力对物体做的总功，这些力对物体所做功的代数和等于物体动能的增量物体所做功的代数和等于物体动能的增量(2)动能定理与参考系的选取有关中学物理中动能定理与参考系的选取有关中学物理中一般取

3、地面为参考系一般取地面为参考系 (3)动能定理既适用于物体的直线运动，也适用于动能定理既适用于物体的直线运动，也适用于曲线运动；既适用于恒力的功，也适用于变力的曲线运动；既适用于恒力的功，也适用于变力的功力可以是各种性质的力，既可以同时作用，功力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分段作用；只要求出在作用过程中各力做也可以分段作用；只要求出在作用过程中各力做功的多少和正负即可动能定理是计算物体的位功的多少和正负即可动能定理是计算物体的位移或速率的简捷公式，当题目中涉及到位移时可移或速率的简捷公式，当题目中涉及到位移时可优先考虑动能定理这些正是运用动能定理解题优先考虑动能定理这些正是运用动

4、能定理解题的优越性所在的优越性所在(4)若物体的运动过程包含几个不同的过程，应用若物体的运动过程包含几个不同的过程，应用动能定理时，可以分段考虑，也可以全程作为一动能定理时，可以分段考虑，也可以全程作为一个整体考虑个整体考虑3一般应用步骤一般应用步骤(1)选取研究对象，明确它的运动过程选取研究对象，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，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然后求各个外力做功的代数和(3)明确物体运动过程中初、末状态的动能明确物体运动过程中初、末状态的动能Ek1和和Ek2.(4)列出动能定理的方程列出动能定理的方程W合合Ek2Ek

5、1，及其他，及其他必要的解题方程，进行求解必要的解题方程，进行求解一、求变力做功的几种方法一、求变力做功的几种方法功的计算在中学物理中占有重要的地位，中学阶功的计算在中学物理中占有重要的地位，中学阶段所学的功的计算公式段所学的功的计算公式WFscos只能用于恒力只能用于恒力做功情况，对于变力做功的计算则没有一个固定做功情况，对于变力做功的计算则没有一个固定公式可用，变力做功问题可归纳如下：公式可用，变力做功问题可归纳如下：(1)等值法等值法等值法即若某一变力的功和某一恒力的功相等，等值法即若某一变力的功和某一恒力的功相等，则可以通过计算该恒力的功，求出该变力的则可以通过计算该恒力的功，求出该变

6、力的功而恒力做功又可以用功而恒力做功又可以用WFscos计算，从而计算，从而使问题变得简单使问题变得简单 (2)微元法微元法当物体在变力的作用下作曲线运动时，若力的方当物体在变力的作用下作曲线运动时，若力的方向与物体运动的切线方向之间的夹角不变，且力向与物体运动的切线方向之间的夹角不变，且力与位移的方向同步变化，可用微元法将曲线分成与位移的方向同步变化，可用微元法将曲线分成无限个小元段，每一小元段可认为恒力做功，总无限个小元段，每一小元段可认为恒力做功，总功即为各个小元段做功的代数和功即为各个小元段做功的代数和(3)平均力法平均力法如果力的方向不变，力的大小对位移按线性规律如果力的方向不变，力

7、的大小对位移按线性规律变化时，可用力的算术平均值变化时，可用力的算术平均值(恒力恒力)代替变力，利代替变力，利用功的定义式求功用功的定义式求功(4)用动能定理求变力做功用动能定理求变力做功例例1 用铁锤将一铁钉击入木块，设木块对铁钉的用铁锤将一铁钉击入木块，设木块对铁钉的阻力与铁钉进入木块内的深度成正比在铁锤击阻力与铁钉进入木块内的深度成正比在铁锤击第一次时，能把铁钉击入木块内第一次时，能把铁钉击入木块内1cm.问击第二次问击第二次时，能击入多少深度？时，能击入多少深度？(设铁锤每次做功相等设铁锤每次做功相等)二、求某力的平均功率和瞬时功率二、求某力的平均功率和瞬时功率例例2 质量为质量为m0

8、.5 kg的物体从高处以的物体从高处以v05 m/s的初的初速度水平抛出，求：抛出后速度水平抛出，求：抛出后2 s内重力对物体做的功内重力对物体做的功是多少？这是多少？这2 s内重力对物体做功的平均功率是多少？内重力对物体做功的平均功率是多少？2 s末重力对物体做功的瞬时功率是多少？末重力对物体做功的瞬时功率是多少？(g取取10m/s2)三、机车起动问题三、机车起动问题例例3 汽车在平直的公路上由静止启动，开始做直线汽车在平直的公路上由静止启动，开始做直线运动，题中两图分别表示汽车运动的速度、功率和运动，题中两图分别表示汽车运动的速度、功率和时间的关系设汽车在运动过程中阻力不变，在时间的关系设

9、汽车在运动过程中阻力不变，在16 s末汽车的速度恰好达到最大末汽车的速度恰好达到最大(1)定性描述汽车的运动状态；定性描述汽车的运动状态；(2)求汽车受到的阻力和最大牵引力；求汽车受到的阻力和最大牵引力；(3)求汽车的质量；求汽车的质量；(4)求汽车从静止到开始做匀速运动的总位移求汽车从静止到开始做匀速运动的总位移【命题立意【命题立意】本题考查了汽车起动过程中的一些本题考查了汽车起动过程中的一些问题，例如当汽车达到最大速度时的受力情况，问题，例如当汽车达到最大速度时的受力情况，变力做功的求法等等，要求学生对汽车起动的模变力做功的求法等等，要求学生对汽车起动的模型有较清晰地理解型有较清晰地理解【

10、分析与解答【分析与解答】(1)由速度图象可看出，汽车开始由速度图象可看出，汽车开始时做初速度为时做初速度为0的匀加速直线运动，的匀加速直线运动，6 s末再做加速末再做加速度减小的变加速运动，度减小的变加速运动，16 s末后做匀速运动末后做匀速运动四、用动能定理解题四、用动能定理解题(1)利用动能定理巧解机车脱钩问题利用动能定理巧解机车脱钩问题例例4 总质量为总质量为M的列车，沿水平直线轨道匀速前的列车，沿水平直线轨道匀速前进，其末节车厢质量为进，其末节车厢质量为m，中途脱钩，司机发觉，中途脱钩，司机发觉时，机车已行驶时，机车已行驶L的距离，于是立即关闭油门，的距离，于是立即关闭油门，除去牵引力

11、，如图所示设运动的阻力与重量成除去牵引力，如图所示设运动的阻力与重量成正比，机车的牵引力是恒定的当列车的两部分正比，机车的牵引力是恒定的当列车的两部分都停止时，它们的距离是多少？都停止时，它们的距离是多少？ (2)利用动能定理解答变力做功问题利用动能定理解答变力做功问题例例5 一辆车通过一根跨过定滑轮的绳一辆车通过一根跨过定滑轮的绳PQ提升井中提升井中质量为质量为m的物体，如图所示绳的的物体，如图所示绳的P端拴在车后的端拴在车后的挂钩上，挂钩上，Q端拴在物体上设绳的总长不变，绳端拴在物体上设绳的总长不变，绳的质量、定滑轮的质量和尺寸、滑轮上的摩擦都的质量、定滑轮的质量和尺寸、滑轮上的摩擦都忽略

12、不计开始时，车在忽略不计开始时，车在A点，左右两侧绳都已点，左右两侧绳都已绷紧并且是竖直的，左侧绳长为绷紧并且是竖直的，左侧绳长为H.提升时，车加提升时，车加速向左运动，沿水平方向从速向左运动，沿水平方向从A经过经过B驶向驶向C.设设A到到B的距离也为的距离也为H，车过，车过B点时的速度为点时的速度为vB.求在车由求在车由A移到移到B的过程中，绳的过程中，绳Q端的拉力对物体做的功端的拉力对物体做的功1如图所示，在加速运动的车厢中，一人用力如图所示，在加速运动的车厢中，一人用力向前推车厢，人相对车厢未移动，则向前推车厢，人相对车厢未移动，则( )A人对车不做功人对车不做功B人对车做负功人对车做负

13、功C推力对车做负功推力对车做负功D车对人做负功车对人做负功B【解析【解析】人对车的推力做正功，人对车的摩擦力做负人对车的推力做正功，人对车的摩擦力做负功因人所受的合外力向左，故车厢对人的合力做正功因人所受的合外力向左，故车厢对人的合力做正功选项功选项C、D错静摩擦力大于推力，故人对车做错静摩擦力大于推力，故人对车做负功，选项负功，选项B对，对，A错错2如图所示，在倾角为如图所示，在倾角为30的斜面上，一条轻的斜面上，一条轻绳的一端固定在斜面上，绳子跨过连在滑块上绳的一端固定在斜面上，绳子跨过连在滑块上的定滑轮，绳子另一端受到一个方向总是竖直的定滑轮，绳子另一端受到一个方向总是竖直向上，大小恒为

14、向上，大小恒为F100 N的拉力，使物块沿斜的拉力，使物块沿斜面向上滑行面向上滑行1 m(滑轮右边的绳子始终与斜面平滑轮右边的绳子始终与斜面平行行)的过程中，拉力的过程中，拉力F做的功是做的功是( )A100 J B150 JC200 J D条件不足，无法确定条件不足，无法确定B【解析【解析】拉力拉力F做的功等效为图中做的功等效为图中F1、F2两个恒两个恒力所做功的代数和即力所做功的代数和即WF1sF2s，而而F1F100 N，F2Fcos60所以所以WFs(1cos60)150 J.即即B选项正确选项正确AC【解析【解析】m受的摩擦力沿斜面向下，受的摩擦力沿斜面向下，m的运动方的运动方向与细

15、线垂直，这样两者夹角小于向与细线垂直，这样两者夹角小于90，故摩擦，故摩擦力对力对m做正功做正功M与与m间相互作用的弹力是一对间相互作用的弹力是一对作用力与反作用力，在移动过程中，作用力与反作用力，在移动过程中，m沿垂直于沿垂直于斜面方向的位移等于斜面体沿垂直于斜面方向上斜面方向的位移等于斜面体沿垂直于斜面方向上的位移，相互作用的弹力对的位移，相互作用的弹力对m做正功，对做正功，对M做负做负功，但绝对值相等故功，但绝对值相等故AC正确正确BC【解析【解析】依题意，人静止不动，重物速度为零，依题意，人静止不动，重物速度为零，人对重物不做功，人对重物不做功，A错；由力的平衡条件和牛错；由力的平衡条

16、件和牛顿第三定律，顿第三定律，B对；人对传送带的摩擦力为对；人对传送带的摩擦力为G，相对速度为相对速度为v，在，在t时间内人对传送带做功为时间内人对传送带做功为Gvt(使化为内能使化为内能)，增大传送带速度，做功功率，增大传送带速度，做功功率也增大，也增大，C对，对，D错错ABCAAD10某日有雾的清晨，一艘质量为某日有雾的清晨，一艘质量为m500 t的轮的轮船，从某码头由静止起航做直线运动，并保持发船，从某码头由静止起航做直线运动，并保持发动机的输出功率等于额定功率且保持不变，经动机的输出功率等于额定功率且保持不变，经t010 min后，达到最大行驶速度后，达到最大行驶速度vm20 m/s，雾，雾也恰好散开，此时船长突然发现航线正前方也恰好散开，此时船长突然发现航线正前方s480 m处，有一只拖网渔船以处，有一只拖网渔船以v5 m/s的速度沿的速度沿垂直航线方向匀速运动，且此时渔船船头恰好位垂直航线方向匀速运动，且此时渔船船头恰好位于轮船的航线上，轮船船长立即下令采取制动措于轮船的航线上，轮船船长立即下令采取制动措施，附加了恒定