内容正文:
第四章 机械能和能源
JK·物理·必修2
菜 单
第四章 机械能和能源
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课标展示 内容 要求
功和功率 Ⅱ
动能和动能定理 Ⅱ
重力做功和重力势能 Ⅱ
功能关系、机械能守恒定律及其应用 Ⅱ
命题趋向 本章知识在高中物理中有极其重要的地位,是历年高考的重点,特别是变力做功、功率、动能定理、机械能守恒定律及功能关系,高考试题的重现率为100%,考查方式多样,选择、填空、计算中均有,且分值较重;本章内容还常与牛顿定律、圆周运动、电磁学等结合在一起进行综合考查。
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第一节 功
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一、做功与能量的变化
1.功的概念:物体受到力的作用,并在力的方向上发生了_______,那么力对物体做了功。
2.功的能量:功与________变化密切相关,做功过程就是________变化的过程。
位移
能量
能量
基础知识落实
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二、功的计算公式
1.力F与位移x同向时:W=Fx。
2.力F与位移x有夹角α时:W=Fxcos α,其中F、x、cos α分别表示_________、_________、_________________________。
3.各物理量的单位:F的单位是_______,x的单位是_____,W的单位是_______,即焦耳。
力的大小
位移的大小
力与位移夹角的余弦
牛顿
米
牛·米
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三、功的正负 合力的功
1.正功、负功的条件
>
W>0
=
W=0
<
W<0
α范围 cos α范围 W正负
0≤α<90° cos α____0 ________
α=90° cos α____0 ______
90°<α≤180° cos α____0 __________
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2.正功、负功的物理意义
图4-1-1
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(1)力F是动力,对物体做_______。
(2)力f是阻力,对物体做_______,或说物体克服f做_________。
(3)力N和G即不是动力,也不是阻力,_______。
3.合力的功
物体受多个力的作用发生了位移,_______对物体做的功等于各分力对物体所做功的_______。
正功
负功
正功
不做功
合力
代数和
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力F1对物体做了20 J的功,力F2对物体做了-100 J的功,F1、F2哪一个力对物体做的功多?
提示:功是标量,只有大小,没有方向,功的正负既不表示功有方向,也不表示功的数量的大小,所以F2对物体做的功多。
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1.下列说法中正确的是
A.功是矢量,正、负表示方向
B.功是标量,正、负表示外力对物体做功,还是物体克服外力做功
C.力对物体做正功还是做负功取决于力和位移的方向关系
D.力对物体做的功总是在某过程中完成的,所以功是一个过程量
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解析 功是标量,但有正功、负功之分,其正负由力和位移的方向关系决定,正功表示外力对物体做功,负功表示物体克服外力做功,力做功与物体运动过程有关,是个过程量,故A错误,B、C、D均正确。
答案 BCD
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2.水平面上的物体受水平推力F作用由静止前进了x,下列说法正确的是
A.有摩擦力时F做功多
B.无摩擦力时F做功多
C.上述两种情况下F做功一样多
D.无法确定
解析 由功的公式W=Fxcos α知力F做功的大小为W=Fx,与有无摩擦力无关,故C正确。
答案 C
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3.一人乘电梯从1楼到20楼,在此过程中经历了先加速、后匀速、再减速的运动过程,则电梯支持力对人做功的情况是
A.加速时做正功,匀速时不做功,减速时做负功
B.加速时做正功,匀速和减速时做负功
C.加速和匀速时做正功,减速时做负功
D.始终做正功
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解析 力对物体做功的表达式为W=Fxcos θ,当0°≤θ<90°时,F做正功;当θ=90°时,F不做功;当90°<θ≤180°时,F做负功,支持力始终竖直向上,与位移同向,θ=0°,故支持力始终做正功,D正确。
答案 D
第四章 机械能和能