2011届高考物理机械能和能源复习.ppt

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1、第五部分机械能和能源专题一　功和功率专题二　动能　动能定理专题三　机械能守恒定律专题四　功能关系　能量转化与守恒定律专题五　实验与探究：探究动能定理验证机械能守恒定律专题一　功和功率备考导航例题剖析（一）知识与技能1.在未来高考命题中涉及到本单元知识的内容可能有：①考查基础知识和基本概念的内容，主要模式为选择题；②同机械能转化、能量转化相关的命题；③同力、电、热、光及近代物理相关的命题；④从现实生活中提取信息的命题；⑤涉及到本单元内容的有关探究性命题.2.在复习本专题时要注意：①正确理解功的概念，知道在力的方向上发

2、生位移是做功的两个不可缺少的因素.②理解正功和负功不表示方向，要正确理解正功和负功的实质，知道功是标量，会求有多个力对物体做功时的总功，知道多个力对物体所做的总功等于这几个力对物体所做的功的代数和.掌握求变力做功的一般思维方法.③功率的概念虽然是从力学中引入的，但它是物理学中最常用的物理量，所有的物理领域中都离不开功率这个概念.（二）过程与方法在学习过程中一定要充分理解功率这个概念的广泛性、适用性，能从能量转化的快慢理解功率概念，正确区分平均功率、瞬时功率、额定功率、实际功率.要说明的是近年与功率相关涉及到寻找新能

3、源、原子物理、高新科技及从生活、生产实际中提取信息等方面的命题时有出现.同学们在学习过程中要注意相关能力方面的训练，以适应未来高考发展的需要.如下图所示，一个物体在拉力F1的作用下，水平向右移动位移为s，求各个力对物体做的功是多少?各个力对物体所做功的代数和如何?物体所受的合力是多少?合力所做的功是多少?【思路剖析】本题以历史上和高中物理中著名的伽利略理想斜面实验为依托，考查应用牛顿运动定律解题的能力，是典型的动力学题目.解题方法是将牛顿第二定律与运动规律相结合.如下图所示，一个物体在拉力F1的作用下，水平向右移动位移

4、为s，求各个力对物体做的功是多少?各个力对物体所做功的代数和如何?物体所受的合力是多少?合力所做的功是多少?【思路剖析】求合外力做功可以先求合力，再求合力做的功，也可以求每个分力所做的功，然后再求总功.【答案】W1=FscosαW2=-F2sF=F1cosα-F2W=(F1cosα-F2)s【思维拓展】当物体在几个恒力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的功可以用下述方法求解.（1）求出各个力所做的功，则总功等于各个力所做功的代数和.（2）求出各个力的合力，则总功等于合力所做的功.解析：解法一：物体受到拉

5、力F1、滑动摩擦力F2、重力G、支持力F3的作用.重力和支持力不做功，因为它们和位移的夹角为90°；F1所做的功为：W1=Fscosα，滑动摩擦力F2所做的功为：W2=F2scos180°=－F2s.各个力对物体所做功的代数和为：W=W1+W2=(F1cosα－F2)s.解法二：根据正交分解法求得物体所受的合力F=F1cosα－F2合力方向向右，与位移同向；合力所做的功为：W=Fs=(F1cosα－F2)s.如下图所示用轮轴提起重物时，用大小不变、方向始终与轮边缘相切的力F扳动轮边的摇把使轮转动.如轮半径为R，求转动

6、一圈过程中力F对轮轴做的功.【思路剖析】一定要明确变力做功计算方法.当力的大小不变，而方向始终与运动方向相同或相反时，这类力的功等于力和路程（不是位移）的乘积.解析:这时作用在轮边缘摇把上的力的大小不变，方向不断变化，属于变力.可根据上面所说的方法，把力的作用点所经历的路程（一个圆圈）分成很多小段（N段）.当小段分得足够小时，可以认为力F在这小段内方向几乎没变，且与这小段【思维拓展】功是过程量，是力对空间积累的结果，功是标量，不能运用矢量规律进行计算.内位移方向相同.所以，力F在这段位移Si内做功大小Wi=Fsi轮转

7、一圈时，这N小段运动力F做功的总和W=W1+W2+…+WN=Fs1+Fs2+…+FsN=F(s1+s2+…+sN)当N足够大时，上式中的每一小段位移可以认为与相应的弧长相等，所以s1+s2+…+sN=2πR即W=2πFR.【答案】2πFR求弹簧弹力所做的功.【思路剖析】注意假设条件以及平均力求变力做功和图象法的应用.解析:解法一：设弹簧原长处为O点，如图（1）所示，根据胡克定律，对于劲度系数为k的弹簧，当形变量为x时，弹力大小F=kx，弹力F随形变x变化的图线如图（2）所示.当图（1）所示的物体在弹簧弹力作用下

8、从弹簧伸长为x1处运动到弹簧伸长为x2处的过程中，弹力F对物体所做的功就应等于图（2）中直线F=kx下方x2和x1之间的梯形面积.即.2121))((2121221212kxkxxxkxkxW-=-+=解法二：对于线性变化的力的做功问题，还可以采用以平均力F作为恒力代替变力求功.由图（2）可知，在从弹簧伸长为x1处到伸长为x2处