高考物理专题04功能关系在力学中的应用教学案

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1、专题4功能关系在力学中的应用【2018年高考考纲解读】1.动能定理是高考的重点，经常与直线运动、曲线运动等综合起来进行考查。2.功能关系和能量守恒是高考的重点，更是高考的热点。高考试题往往与电场、磁场以及典型的运动规律相联系，并常作为压轴题出现。在试卷中以计算题的形式考查的较多，也有在选择题中出现，难度中等偏难。3.2017年高考中把选修3－5改为必考，动量和能量的综合问题要特别关注。(1)功、功率的理解及定量计算，往往与图象相结合(2)动能定理的应用(3)机械能守恒定律的应用(4)滑动摩擦力做功情况下的功能关系问题【命题趋势】(1)结合直线运动考查功、功率的理解及计算．(2)

2、对动能定理的考查，可能出现以下情景：①物体在单一过程中受恒力作用，确定物体动能的变化．②物体经历多个过程，受多个力的作用，且每个过程中所受力的个数可能不同，确定物体动能的变化．③在一个复杂的综合问题的某一过程，应用牛顿第二定律与动能定理相结合，分析力的做功或物体的动能变化情况．(3)对机械能守恒定律的考查，可能出现以下两种情景：①结合物体的典型运动进行考查，如平抛运动、圆周运动、自由落体运动．②在综合问题的某一过程中遵守机械能守恒定律时进行考查．(4)对功能关系的考查，可能出现以下情景：①功能关系结合曲线运动及圆周运动进行考查．②功能关系结合多个物体间的相对运动进行考查．③物体

3、经历多个过程，有多个力做功，涉及多种形式的能量转化的考查.【重点、难点剖析】专题的高频考点主要集中在功和功率的计算、动能定理、机械能守恒定律、功能关系的应用等几个方面，难度中等，本专题知识还常与曲线运动、电场、磁场、电磁感应相联系进行综合考查，复习时应多注意这些知识的综合训练和应用。1．必须精通的几种方法(1)功(恒力功、变力功)的计算方法(2)机车启动问题的分析方法(3)机械能守恒的判断方法(4)子弹打木块、传送带等，模型中内能增量的计算方法。2．必须明确的易错易混点(1)公式W＝Flcosα中，l不一定是物体的位移(2)混淆平均功率和瞬时功率；计算瞬时功率时，直接应用公式W

4、＝Fv，漏掉了F与v之间的夹角(3)功、动能、重力势能都是标量，但都有正负，正负号的意义不同(4)机车启动时，在匀加速阶段的最大速度并不是机车所能达到的最大速度(5)ΔE内＝Ffl相对中l相对为相对滑动的两物体间相对滑行路径的总长度3.功和功率(1)计算功时，要注意分析受力情况和能量转化情况，分清是恒力的功还是变力的功，选用合适的方法进行计算。(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的平均功率。(3)对于图象问题要首先看懂图象的物理意义，根据图象求出加速度、位移并明确求哪个力的功或功率，是合力的功率还

5、是某个力的功率。4.应用动能定理解题的基本步骤5．应用动能定理解题时需注意的问题(1)动能定理适用于物体做直线运动，也适用于曲线运动；适用于恒力做功，也适用于变力做功，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功的多少和正负即可。这正是动能定理解题的优越性所在。(2)动能定理是计算物体的位移或速率的简捷方法，当题目中涉及到力和位移时可优先考虑动能定理。(3)若物体运动的过程中包含几个不同过程，应用动能定理时，可以分段考虑，也可以把全过程作为一个整体来处理。6.机械能守恒定律的三种表达式及用法(1)守恒观点：Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2或E

6、1＝E2，运用此法求解只有一个物体(实际是单个物体与地球组成的系统)的问题较方便，注意选好参考平面；(2)转化观点：ΔEp＝－ΔEk，此法的优点是不用选取参考平面；(3)转移观点：ΔE增＝－ΔE减，此法适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组成的系统)的问题。【高频考点】题型1、功、功率的理解与计算【例1】【2017·天津卷】“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮，是天津市的地标之一。摩天轮悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列叙述正确的是A．摩天轮转动过程中，乘客的机械能保持不变B．在最高点，乘客重力大于座椅对他的支持力C．摩天轮转

7、动一周的过程中，乘客重力的冲量为零D．摩天轮转动过程中，乘客重力的瞬时功率保持不变【答案】B【变式探究】(多选)(2016·全国卷Ⅱ，21)如图1所示，小球套在光滑的竖直杆上，轻弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连。现将小球从M点由静止释放，它在下降的过程中经过π了N点。已知在M、N两点处，弹簧对小球的弹力大小相等，且∠ONM<∠OMN<2。在小球从M点运动到N点的过程中()图1A．弹力对小球先做正功后做负功B．有两个时刻小球的加速度等于重力加速度C．弹簧长度最短时，弹力对小球做功的功率为零