高考物理二轮复习精品资料ⅰ专题5 功、功率与动能定理教学案(教师版)

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1、功、功率与动能定理【2012命题趋向】功、能、能量守恒是近几年高考理科综合物理命题的重点、热点和焦点,也是广大考生普遍感到棘手的难点之一.能量守恒贯穿于整个高中物理学习的始终,是联系各部分知识的主线.它不仅为解决力学问题开辟了一条重要途径,同时也为我们分析问题和解决问题提供了重要依据.守恒思想是物理学中极为重要的思想方法,是物理学研究的极高境界,是开启物理学大门的金钥匙,同样也是对考生进行方法教育和能力培养的重要方面.因此,功、能、能量守恒可谓高考物理的重中之重,常作为压轴题出现在物理试卷中.纵观近几年高考理科综合试题

2、,功、能、能量守恒考查的特点是:①灵活性强,难度较大,能力要求高,内容极丰富,多次出现综合计算;②题型全,不论是从内容上看还是从方法上看都极易满足理科综合试题的要求,经常与牛顿运动定律、圆周运动、电磁学和近代物理知识综合运用,在高考中所占份量相当大.从考题逐渐趋于稳定的特点来看,我们认为:2009年对功、能、能量守恒的考查重点仍放在分析问题和解决问题的能力上.因此在第二轮复习中,还是应在熟练掌握基本概念和规律的同时,注重分析综合能力的培养,训练从能量守恒的角度分析问题的思维方法.【考点透视】1.功的计算:(1)恒力做功

3、的计算一般根据公式W=FScosα,注意S严格的讲是力的作用点的位移.(2)将变力做功转化为恒力做功,常见的方法有三种:①如力是均匀变化的可用求平均力的方法将变力转化为恒力.②耗散力(如空气阻力)在曲线运动(或往返运动)过程中,所做的功等于力和路的乘积,不是力和位移的乘积,可将方向变化大小不变的变力转化为恒力来求力所做的功.③通过相关连点的联系将变力做功转化为恒力做功.2.摩擦力做功的特点(1)静摩擦力做功的特点①静摩擦力可以对物体做正功,也可以对物体做负功,还可以不做功.②在静摩擦力做功的过程中,只有机械能的相互转移

4、(静摩擦力起着传递机械能的作用),而没有机械能转化为其它形式的能(如:没有内能的产生).③相互摩擦的系统内,一对静摩擦力所做功的总和等于零.(2)滑动摩擦力做功的特点①滑动摩擦力可以对物体做正功,也可以对物体做负功,还可以不做功.②滑动摩擦力做功的过程中,能量的转化有两个方面:一是相互摩擦的物体之间机械能的转移;二是机械能转化为内能,转化为内能的量值等于机械能的减少量.③相互摩擦的系统内,一对滑动摩擦力所做功的总和总是负值,其绝对值等于滑动摩擦力与相对位移的乘积,即恰好等于系统损失的机械能,也等于系统增加的内能,表达式

5、为Q=F•滑动s相对.(s为这两个物体间相对移动的路程).3.机动车的两种特殊起动过程分析(1)以恒定的功率起动:机车以恒定的功率起动后,若运动过程中所受阻力F´不变,由于牵引力,随v增大,F减小,根据牛顿第二定律,当速度v增大时,加速度a减小,其运动情况是做加速度减小的加速动,直至F=F′时,a减小至零,此后速度不再增大,速度达到最大值而做匀速运动,做匀速直线运动的速度是,这一过程的v-t关系如图所示.(2)车以恒定的加速度a运动:由知,当加速度a不变时,发动机牵引力F恒定,再由P=Fv知,F一定,发动机实际输出功率

6、P随v的增大而增大,但当P增大到额定功率以后不再增大,此后,发动机保持额定功率不变,v继续增大,牵引力F减小,直至F=F´时,a=0,车速达到最大值,此后匀速运动.在P增至P额之前,车匀加速运动,其持续时间为(这个v0必定小于vm,它是车的功率增至P额之时的瞬时速度).计算时,利用F-F´=ma,先算出F;再求出,最后根据v=at求t0;在P增至P额之后,为加速度减小的加速运动,直至达到vm.这一过程的v/t关系如图所示:注意:P=Fv中的F仅是机车的牵引力,而非车辆所受合力,这一点在计算题目时极易出错.4.动能定理及

7、其应用(1)对动能定理的理解:①W总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,即W总=W1+W2+……(代数和).或先将物体的外力进行合成,求出合外力F合后,再用W总=F合scosα进行计算.②因为动能定理中功和能均与参照物的选取有关,所以动能定理也与参照物的选取有关.中学物理中一般取地球为参照物.③不论物体做什么形式的运动,受力如何,动能定理总是适用的.④动能定理是计算物体位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.⑤做功的过程是能量转化的过程,动能定理表达式中的“=”

8、的意义是一种因果联系的数值上相等的符号,它并不意味着“功就是动能增量”,也不意味着“功转变成了动能”,而是意味着“功引起物体动能的变化”.⑥动能定理公式两边每一项都是标量,因此动能定理是个标量方程.⑦若,即,合力对物体做正功,物体的动能增加;若,即,合力对物体做负功,物体的动能送减少.(2)应用动能定理应该注意:①明确研究对象和研

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