专题01 功和机械能（期中复习课件）高一物理下学期鲁科版

GREEN BUSINESS 专题01 功和机械能 物理 高一下学期期中考点大串讲 02 6.多物体组成的系统机械能守恒的应用（重点、难点） 1.功与功率的计算（基础） 2.动能定理的理解和基本应用（重点） 3.动能定理与图像结合的问题（重点） 4.动能定理在多过程问题中的应用（重点、难点） 5.单个物体的机械能守恒（重点） 高频考点梳理 02 1．定性判断力是否做功及做正、负功的方法 (1)看力F的方向与位移l的方向间的夹角α——常用于恒力做功的情形。(2)看力F的方向与速度v的方向间的夹角θ——常用于曲线运动的情形。(3)根据动能的变化判断：动能定理描述了合力做功与动能变化的关系，即W合＝ΔEk，当动能增加时合力做正功，当动能减少时合力做负功。 (4)根据功能关系或能量守恒定律判断。 考点透视 功与功率的计算（基础） 考法01 2．恒力做功的一般计算方法直接用W＝Fl cos α计算。恒力做功与物体的运动路径无关，只与初、末位置有关。 3．合力做功的计算方法方法一：先求合力F合，再用W合＝F合l cos α求功。方法二：先求各个力做的功W1、W2、W3…，再应用W合＝W1＋W2＋W3＋…求合力做的功。方法三：先求动能变化ΔEk，再利用动能定理W合＝ΔEk求功。 考点透视 4．瞬时功率的计算方法利用公式P＝F·v cos θ，其中v为该时刻的瞬时速度，θ为该时刻F与v的夹角。 5．平均功率的计算方法(1)利用。(2)利用，其中F必须为恒力，为物体沿F方向的平均速度。 考点透视 1．做功的过程就是能量转化的过程，动能定理表达式中的“＝”的意义是一种因果关系在数值上相等的符号。 2．动能定理中涉及的物理量有F、l、α、m、v、W、Ek，在处理含有上述物理量的问题时，优先考虑使用动能定理。 3．应用动能定理的注意事项 (1)应用动能定理解题应抓好“两状态，一过程”。“两状态”即明确研究对象的始、末状态的速度或动能情况，“一过程”即明确研究过程，确定这一过程研究对象的受力情况和位置变化或位移信息，明确各力做功的正、负，确实难以判断的先假定为正功，最后根据结果加以检验。 考点透视 动能定理的理解和基本应用（重点） 考法02 (2)动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系的，一般以地面或相对地面静止的物体为参考系。 (3)动能定理的表达式为标量式，不能在某一个方向上列动能定理方程。 考点透视 解决物理图像问题的基本步骤(1)观察题目给出的图像，弄清纵坐标、横坐标所对应的物理量及图线所表示的物理意义。(2)根据物理规律推导出纵坐标与横坐标所对应的物理量间的函数关系式。(3)将推导出的物理函数关系式与数学上与之相对应的标准函数关系式相对比，找出图线的斜率、截距、图线的交点，弄清图线与坐标轴围成的面积所表示的物理意义，分析解答问题，或者利用函数图线上的特定值代入函数关系式求物理量。 考点透视 动能定理与图像结合的问题（重点） 考法03 与动能定理结合紧密的几种图像(1)v－t图：由公式x＝vt可知，v－t图线与横坐标轴围成的面积表示物体的位移。(2)F－x图：由公式W＝Fx可知，F－x图线与横坐标轴围成的面积表示力所做的功。(3)P－t图：由公式W＝Pt可知，P－t图线与横坐标轴围成的面积表示力所做的功。(4)a－t图：由公式Δv＝at可知，a－t图线与横坐标轴围成的面积表示物体速度的变化量。(5)Ek­x图：由公式F合x＝Ek－Ek0可知，Ek­x图线的斜率表示合力。 考点透视 四.动能定理在多过程问题中的应用（重点、难点） 1．当物体的运动包含多个不同过程时，可分段应用动能定理求解；当所求解的问题不涉及中间的速度时，也可以全过程应用动能定理求解，这样更简便。2．当选择全部子过程作为研究过程，涉及重力、大小恒定的阻力或摩擦力做功时，要注意运用它们的做功特点：(1)重力做的功取决于物体的初、末位置，与路径无关；(2)始终与速度方向共线的大小恒定的阻力或摩擦力做的功等于力与路程的乘积。 考点透视 五.单个物体的机械能守恒（重点） 求解单个物体机械能守恒问题的基本思路(1)选取研究对象——物体及地球构成的系统。机械能守恒定律研究的是物体系统，如果是一个物体与地球构成的系统，一般只对物体进行研究。(2)根据物体所经历的物理过程，进行受力、做功分析，判断机械能是否守恒。(3)恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程的初、末状态时的机械能。(4)选取方便的机械能守恒定律方程形式(Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2、ΔEk＝－ΔEp)进行求解。 考点透视 六.多物体组成的系统机械能守恒的应用（重点、难点） 多物体系统机械能守恒问题的分析方法(1)正确选取研究对象，合理选取物理过程。(2)对多个物体组成的系统要注意判断物体运动过程中，系统的机械能是否守恒。(3)注意寻找用轻绳、轻杆或轻弹簧相连接的物体间的速度关系和位移关系。(4)列机械能守恒方程时，从三种表达式中选取方便求解问题的形式。 考点透视 02 【典例1】关于作用力与反作用力做功的关系，下列说法正确的是（　　） A．当作用力做正功时，反作用力一定做负功 B．当作用力不做功时，反作用力也不做功 C．作用力与反作用力所做的功一定是大小相等 D．作用力做负功时，反作用力也可以做负功 D 经典试题欣赏 【素养提升1】站在向左运行的汽车上的人手推车的力为F，脚对车向后的摩擦力为f，下列说法中正确的是（　　） A．当车匀速运动时F和f对车做功的代数和不为零 B．当车加速运动时F和f对车做功的代数和为正 C．当车减速运动时F和f对车做功的代数和为正 D．不管车做何种运动F和f对车的总功和总功率都为零 C 经典试题欣赏 02 【典例2】某次网球训练时，运动员将网球从离水平地面高1.8m处以12m/s的速度水平击出，已知网球的质量为0.06kg。取重力加速度大小g=10m/s2，不计空气阻力。关于网球从刚被击出到落地的过程，下列说法正确的是（　　） C A．该过程中网球受到的重力做的功为7.2J B．网球落到地面时的速度大小为18m/s C．网球在空中运动过程中重力做功的平均功率为1.8W D．网球落到水平地面前瞬间受到的重力做功的功率为 经典试题欣赏 02 【素养提升2】一辆汽车以某一恒定功率爬上一倾角为的斜坡，如图甲所示，车内的传感器记录了汽车从坡底爬到坡顶的图像，如图乙中实线AD所示，AB是曲线最左端A点的切线，CD是曲线AD的渐近线，已知汽车质量m=2000kg，汽车行驶过程中受到的阻力可视为不变，重力加速度为10m/s2，对于此次爬坡过程，下列说法正确的是（    ） A．汽车受到的阻力Ff=20000N B．汽车的功率P=32kW C．该斜坡长为160m D．当汽车速度为10m/s时，汽车的加速度为2.2m/s2 C 经典试题欣赏 02 【典例3】如图为杭州亚运会体操赛场场景，“单臂大回环”是体操运动中的高难度动作，运动员单臂抓杠，以单杠为轴完成圆周运动，不考虑手和单杠之间的摩擦和空气阻力，将人视为处于重心的质点，将“单臂大回环”看成竖直平面内的圆周运动，等效半径为，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A．若运动员恰好能完成此圆周运动，则运动员在最高点速度大小是 B．若运动员恰好能完成此圆周运动，则运动员在最高点处时，手臂与单杠之间无作用力 C．若运动员恰好能够完成圆周运动，则运动员在最低点受单杠作用力大小为5mg D．从最高点到最低点的过程中，单杠对人的作用力做正功 C 经典试题欣赏 02 【素养提升3】如图1所示，固定斜面的倾角，一物体（可视为质点）在沿斜面向上的恒定拉力作用下，从斜面底端由静止开始沿斜面向上滑动，经过距斜面底端x0处的A点时撤去拉力F。该物体的动能Ek与它到斜面底端的距离x的部分关系图像如图2所示。已知该物体的质量m=1kg，该物体两次经过A点时的动能之比为4：1，该物体与斜面间动摩擦因数处处相同，，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。则（  ） A．物体与斜面间动摩擦因数为0.3 B．物体与斜面间动摩擦因数为0.45 C．拉力F的大小为9.6N D．拉力F的大小为19.2N BD 经典试题欣赏 02 【典例4】如图所示，在竖直平面内有一半径为R的固定半圆轨道BC，与两个竖直轨道AB和CD相切，轨道均光滑。现有长也为R的轻杆，两端固定质量分别为3m、m的小球a、b（可视为质点），用某装置控制住小球a，使轻杆竖直且小球b与B点等高，然后由静止释放。b球能到达的最大高度h为（　　） A．2R B． C． D． B 经典试题欣赏 02 【素养提升4】（23-24高一下·河北石家庄·阶段练习）如图所示，质量均匀的链条放在光滑的水平桌面上，链条全长为l，质量为m，有三分之一的长度悬于桌面下。链条由静止开始下滑，设桌面的高度大于l，则从链条开始下滑到刚离开桌面的过程中（重力加速度大小为g）（1）求重力做的功为多少；（2）该过程中链条重心下降了多少；（3）链条刚离开桌面时速度是多大。 【答案】（1） 经典试题欣赏 02 【素养提升5】如图所示，圆心在O点、半径为R的光滑圆弧轨道ABC竖直固定在水平桌面上，OC与OA的夹角为60°，轨道最低点A与桌面相切。一足够长的轻绳两端分别系着质量为m1和m2的两小球（均可视为质点），挂在圆弧轨道光滑边缘C的两边，开始时m1位于C点，然后从静止释放，则下列说法正确的是（　　） A．在m1由C点下滑到A点的过程中两球速度大小始终相等 B．在m1由C点下滑到A点的过程中，重力对m1做功功率先增大后减小 C．在m1由C点下滑到A点的过程中，m1机械能守恒 D．若m1恰好能沿圆弧轨道下滑到A点，则m1=2m2 BD 02 【素养提升6】（23-24高一下·四川成都·期中）如图所示，轻质弹簧一端固定在水平面上的光滑转轴O上，另一端与套在粗糙固定直杆A处质量为m的小球（可视为质点）相连。A点距水平面的高度为h，直杆与水平面的夹角为30°，OA=OC，B为AC的中点，OB等于弹簧原长。小球从A处由静止开始下滑，经过B处的速度为v，并恰能停在C处。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．小球与圆环组成的系统机械能守恒 B．小球通过B点时的加速度为 C．弹簧具有的最大弹性势能为 D．小球通过AB段比BC段摩擦力做功少 C 经典试题欣赏 02 解决机车启动问题时的四点注意(1)首先弄清是匀加速启动还是恒定功率启动。(2)若是匀加速启动过程，机车功率是不断改变的，但该过程中的最大功率是额定功率，匀加速直线运动阶段的最大速度小于机车所能达到的最大速度，达到额定功率后做加速度减小的加速运动。(3)若是恒定功率启动过程，机车做加速度减小的加速运动，匀变速直线运动的规律不适用，速度最大值等于，牵引力是变力，牵引力做的功可用W＝P额t计算，但不能用W＝Fl cos α计算。(4)无论哪种启动方式，最后达到最大速度时，均满足P额＝F阻vm，P额为机车的额定功率。 1.功与功率的计算（基础） 解题方法与技巧 02 2.动能定理的理解和基本应用（重点） 应用动能定理解题的一般思路 解题方法与技巧 02 3.动能定理在多过程问题中的应用（重点、难点） 应用动能定理求解多过程问题的基本思路 解题方法与技巧 02 4.单个物体的机械能守恒（重点） 用机械能守恒定律解决非质点问题(1)在应用机械能守恒定律处理实际问题时，经常遇到像“链条”“液柱”类的物体，其在运动过程中将发生形变，其重心位置相对物体也发生变化，因此这类物体不能再看成质点来处理。(2)这类物体虽然不能看成质点来处理，但若只有重力做功，则物体整体机械能守恒。一般情况下，可将物体分段处理，确定质量分布均匀的规则物体各部分的重心位置，根据初、末状态物体重力势能的变化列式求解。 解题方法与技巧 02 5.多物体组成的系统机械能守恒的应用（重点、难点） 多物体系统机械能守恒问题的分析方法(1)正确选取研究对象，合理选取物理过程。(2)对多个物体组成的系统要注意判断物体运动过程中，系统的机械能是否守恒。(3)注意寻找用轻绳、轻杆或轻弹簧相连接的物体间的速度关系和位移关系。(4)列机械能守恒方程时，从三种表达式中选取方便求解问题的形式。 解题方法与技巧 GREEN BUSINESS 汇报：xxx 谢谢 聆听 $$