2018年高考物理二轮复习专题04功能关系在力学中的应用讲学案

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1、专题04功能关系在力学中的应用本专题主要用功能的观点解决物体的运动和带电体、带电粒子、导体棒在电场或磁场中的运动问题.考查的重点有以下几方面：①重力、摩擦力、静电力和洛伦兹力的做功特点和求解；②与功、功率相关的分析与计算；③儿个重要的功能关系的应用；④动能定理的综合应用；⑤综合应用机械能守恒定律和能量守恒定律分析问题.本专题是高考的重点和热点，命题情景新，联系实际密切，综合性强，侧重在计算题中命题，是高考的压轴题.本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、功能关系的应用等儿个方而，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

2、查，复习时应多注意这些知识的综合训练和应用。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屮之重，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，功、能、能量守恒考查的特点是：①灵活性强，难度较大，

3、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，在高考川所占份量相当大.一、求功的方法比较1.恒力做功的求法⑴应用公式Fscosa其中a是F、s间的夹角.(2)用动能定理(从做功的效果)求功：W=E/-E=丄加/一丄加/kk222*此公式可以求恒力做功也可以求变力做功.特别提醒：(1)应用动能定理求的功是物体所受合外力的功，而不是某一个力的功.(2)合外力的功也可用W含=F合scosa或"2=£sicosa+^s2cosa+…求解.2.变力做功的求法名称适

4、用条件求法平均值法变力尸是位移S的线性函数ll—Fscosci图彖法已知力F与位移S的F—S图象图象下方的面积表示力做的功功率法已知力F做功的功率恒定W=Pt转换法力的大小不变，方向改变，如阻力做功，通过滑轮连接将拉力对物体做功转换为力对绳子做功，阻力做功W=-Ff・s功能法一般变力、曲线运动、直线运动«合=AEk或W其他=AE特别提醒：(1)摩擦力既可以做正功，也可以做负功，还可以不做功.(2)相互摩擦的系统内：一对静摩擦力做功的代数和总为零，静摩擦力起着传递机械能的作用，而没有机械能转化为其他形式的能；一对滑动摩擦力做功的代数和等于摩擦力与相对路程的乘积，其值为负值，*'=

5、—Ff•s相対,且Ff・s相对=卜E柚=Q内能.二、两种功率表达式的比较1.功率的定义式：所求岀的功率是时间广内的平均功率.2.功率的计算式：宀F/cos0，其中〃是力与速度间的夹角，该公式有两种用法：(1)求某一时刻的瞬时功率.这时厂是该时刻的作用力大小，收瞬时值，对应的P为尸在该时刻的瞬时功率；(2)当y为某段位移(时间)内的平均速度时，则要求这段位移(时间)内F必须为恒力，对应的P为尸在该段时间内的平均功率.特别提醒：公式P=Fvcose在高屮阶段常用于机车类问题的处理，此时"指发动机的输出功率，尸为F—Ff牵引力，局为阻力，则任一时刻都满足P=F・v,机车任一状态的加速

6、度臼=——，当机车匀速运动时，Fm=Ff,P=F*v=Ft-•v.三、对动能定理的理解1.对公式的理解(1)计算式为标量式，没有方向性，动能的变化为末动能减去初动能.(2)研究对象是单一物体或可以看成单一物体的整体.(3)公式屮的位移和速度必须是相对于同一-参考系，一般以地面为参考系.2.动能定理的优越性(1)适用范围广：应用于直线运动，曲线运动，单一过程，多过程，恒力做功，变力做功.(1)应用便捷：公式不涉及物体运动过程的细节，不涉及加速度和时间问题，应用时比牛顿运动定律和运动学方程方便，而且能解决牛顿运动定律不能解决的变力问题和曲线运动问题高频考点突破考点一力学中的几个重要

7、功能关系的应用例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【解析】机械能等于动能和重力势能之和，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动，动能不变，重力势能时刻发生变化，则机械能在变化，故A错误