2012高考专题讲座-功和能 学生版 解析.doc

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1、（2012）高考专题功和能导学案学科：物理03撰稿教师：魏森使用日期：2012年2月28日星期二一、必备知识和方法：二、重要补充：变力功的计算例题1解析：取平行于弹簧的x轴，指向弹簧伸长的方向，取弹簧原长时质点所在的位置为原点，下面计算物体从x1到x2时，弹力对物体所做的功.如图所示.因为弹力F随位置x的变化关系为F=－kx，其中负号表示受力方向与位移方向相反，则在F－x图中画出此关系如图4所示.然后将x1x2这段距离分成很多小段，则在每小段上的力为Fi，每小段的长度为，对每小段求乘积Fi，然后将所有这些乘积加起来，容易看出就是图4中阴影部分的面积，亦即弹力在x1到x2上所做的功

2、，其值为W为负值，表示弹力阻碍质点运动并对质点做负功.实际上，如果力和位移在同一条直线上，力随位移的变化关系比较复杂，如图5所示，那么力在x1至x2路径上所作的功仍是F－x函数曲线下的面积（注意它的正负）.只是这时的面积不像上面的直角梯形那样容易求出来.像图5这样可以用面积来表达功的F－x图又称为示功图.例题2解析：此题不知道力F的值要求力F做的功，显然不能用功的定义来计算。而F浮在此过程中又是变力，但它是随位移而变，故可借助于图像来求它的功。对木块受力分析可知：重力mg，浮力F浮，外力F根据功能关系设木块下缘与水面间距为x，此时ρ0为水的密度则WF浮=“阴影面积”=解得木块全部

3、压进水里后到池底过程F浮为恒力故解得而拓展训练1解析：如图所示。运动员的始末速度均为零，设全过程中重力作功为WG，水的浮力作功为Wf，水的阻力作功为WF，由功能关系得①设水池中水的深度为h，则W=mg（H+h）②运动员从位置B到C，水的浮力随入水深度线性增加，其作功为③从位置C到D，水的浮力作功为④水的阻力作功为图3中曲线下的面积=⑤将②、③、④、⑤式代入①式，得求解得：=4.9m拓展练习2解析：将R1至R2这一位移分为n段.则在ri→ri+1段上，引力的功为因，－（ri+1－ri）=ri－[ri+（ri+1－ri）]∴∴即注：计算时可使用微积分：三、题型例析题型1变力作用下直线

4、运动问题例1解析：（1）汽车牵引力与输出功率的关系将，v1=90km/h=25m/s代入得N当轿车匀速行驶时，牵引力与阻力大小相等，有N（2）在减速过程中，注意到发动机只有用于汽车的牵引，根据动能定理有，代入数据得J电源获得的电能为J（3）根据题设，轿车在平直公路上匀速行驶时受到的阻力仍为N。此过程中，由能量转化及守恒定律可知，仅有电能用于克服阻力做功，代入数据得m拓展训练1解析：（1）由v-t图可知，起跳后前2s内运动员的运动近似是匀加速运动，其加速度a=v1/t1=9.0m/s2设运动员所受平均阻力为f，根据牛顿第二定律有m总g-f=m总a解得f=m总（g-a）=80N（2）

5、v-t图可知，运动员脚触地时的速度v2=5.0m/s，经时间t2=0.2s速度减为0设此过程中运动员所受平均冲击力大小为F，根据动量定理有（mg-F）t2=0-mv2解得F=2.4×103N（3）由v-t图可知，10s末开伞时的速度v=40m/s，开伞前10s内运动员下落的高度约为h=30×10m=300m设10s内空气阻力对运动员所做功为W，根据动能定理有m总gh+W=m总v2解得W=-1.8×105J题型2　几个重要的功能关系应用例2（2010·江苏卷·8）解析：　前一过程，从A到P，所受摩擦力较大，下滑加速度较小，位移较小，故在P点的动能较小；后一过程，从B到P，下滑加速度

6、较大,位移较大，故在P点的动能大，所以A正确；两过程中，前者摩擦力大，位移小，后者摩擦力小，位移大，无法比较产生热量的大小，故B不正确；物块滑到底端的两过程合外力的功相同，根据动能定理，滑到底端的速度相等，即C不正确；由牛顿第二定律，结合两次加速度变化特点，两过程的v－t图如图所示，两过程的位移相等，故前一过程时间较长，D正确．以题说法　1．本题要注意几个功能关系：重力做功等于重力势能的变化；重力以外其他力做的功等于机械能的变化；合力的功等于动能的变化．2．要注意把握重力和摩擦力做功的区别，滑动摩擦力做功应是力和路程的乘积，把机械能转化为内能．题型3动能定理与动力学方法的应用例3

7、（2010年福建22．20分）解析：【解析】（1）物体A在水平方向上受到向右的摩擦力，由牛顿第二定律得μ1mAg=mAaA，K^S*5U.C#代入数据解得aA=0.5m/s2（2）t=1.0s时，木板B的速度大小为v=aBt=1m/s，K^S*5U.C#木板B所受拉力F，由牛顿第二定律有F-μ1mAg-μ2(mA+mB)g=mBaB，K^S*5U.C#解得：F=7N，电动机输出功率P=Fv=7w。（3）电动机的输出功率调整为5W时，设细绳对木板B的拉力为FB，则PB=FBv，解得