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复习目标深入理解功和功率的概念

专题五功和能复习目标:1.深入理解功和功率的概念,掌握重力做功与重力势能变化的关系,熟练应用动能定理求解有关问题。

2.应用机械能守恒定律解决实际问题,提高分析解决实际问题的能力复习重点:动能定理,机械能守恒定律及其应用复习难点:1.动能和动能定理2.机械能守恒定律及其应用一、考纲解读本专题涉及的考点有:功和功率,动能和动能定理,重力做功与重力势能,功能关系、机械能守恒定律及其应用。

《大纲》对本部分考点均为U类要求,即对所列知识要理解其确切含义及与其他知识的联系,能够进行叙述和解释,并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用。

功能关系一直都是高考的“重中之重” ,是高考的热点和难点,涉及这部分内容的考题不但题型全、分量重,而且还经常有高考压轴题。

考查最多的是动能定理和机械能守恒定律。

易与本部分知识发生联系的知识有:牛顿运动定律、圆周运动、带电粒子在电场和磁场中的运动等,一般过程复杂、难度大、能力要求高。

本考点的知识还常考查考生将物理问题经过分析、推理转化为数学问题,然后运用数学知识解决物理问题的能力。

所以复习时要重视对基本概念、规律的理解掌握,加强建立物理模型、运用数学知识解决物理问题的能力。

二、命题趋势本专题涉及的内容是动力学内容的继续和深化,是高中物理的重点,也是高考考查的热点。

要准确理解功和功率的意义,掌握正功、负功的判断方法;要深刻理解机械能守恒的条件,能够运用功能关系解决有关能量变化的综合题。

、内容标准(1)举例说明功是能量变化的量度,理解功和功率。

关心生活和生产中常见机械功率的大小及其意义。

例 1 分析物体移动的方向与力的方向不在一条直线上时力所做的功。

例 2 分析汽车发动机的功率一定时,牵引力与速度的关系。

(2)通过实验,探究恒力做功与物体动能变化的关系。

理解动能和动能定理。

用动能定理解释生活和生产中的现象。

例 3 用打点计时器或光电计时器探究恒力做功与物体动能变化的关系。

例 4 从牛顿第二定律导出动能定理。

(3)理解重力势能。

知道重力势能的变化与重力做功的关系。

(4)通过实验,验证机械能守恒定律。

理解机械能守恒定律。

用机械能守恒定律分析生活和生产中的有关问题。

(5)了解自然界中存在多种形式的能量。

知道能量守恒是最基本、最普遍的自然规律之一。

(6)通过能量守恒以及能量转化和转移的方向性,认识提高效率的重要性。

了解能源与人类生存和社会发展的关系,知道可持续发展的重大意义。

例5、设计实验,测量人在某种运动中的功率。

例6、通过查找资料、访问有关部门,收集汽车刹车距离与车速关系的数据,尝试用动能定理进行解释。

四、习题类型选讲热点五对能.守恒问题的综合分析五、考点基础练习(2^1 •质量为m 的物块静止在粗糙的水平面上,若静止物块受一水平拉力 F 的作用产生 位移为s 时,物块的动能为E i ;若静止物块受一水平拉力2F 的作用产生位移也为s 时,物 块的动能为E 2,则() A.E 2 E 1B . E 2 2E 1C . E 22E 1D .E 1 E 2 2E 14•在一种叫做“蹦极跳”的运动中,质量为 m 的游戏者身系一根长为L 、弹性优良的 轻质柔软的橡皮绳,从高处由静止开始下落时达到最低点,若不计空气阻力,则在弹性绳 从原长达最低点的过程中,以下说法正确的是()A .速度先减小后增大B .加速度先减小后增大 5. 质量为m 的汽车,发动机的功率恒为P ,摩擦阻力恒为R ,牵引力为F ,汽车由静 止开始,经过时间t 行驶了位移S 时,速度达到最大值V m,则发动机所做的功为A .摩擦力大小相同 B. F 做的功相同 C. 摩擦产生的热相同 D .物体获得的动能相同8.测定运动员体能的一种装置如图所示,过滑轮(不计滑轮摩擦、质量),悬挂重物m 2,人用力蹬传 而人的重心不动,使传送带上侧以速率v 向右运动,下面是 传送带做功的四种说法:C .动能增加了 mgLD .重力势能减少了 mgLA . PtB . FsC . ^mv m 222mP Ps五12订6. 如图所示,在光滑水平面上放一木板; 力F ,将物体由静止开始直到从木板右端拉出 木板未被固定,则这两种情况下木板的左端放一物体,对物体施加一水平恒 如果第一次木板被固定在地面上,第二次运动员质量m 1,绳拴在腰间沿水平方向跨送带 人对①人对传送带做功;②人对传送带不做功;③人对传送带做功的功率为 m 2gv ;④人对传送带做功的功率为(m i + m 2) gv以上说法正确的是10.在“验证机械能守恒定律”的实验中,已知打点计时器所用电源的频率为50Hz ,2查得当地的重力加速度g=s ,测得所用的重物的质量为kg 。

实验中得到一条点迹清晰的纸 带,把第一个点记作0,另选连续的4个点A 、B 、C 、D 作为测量的点。

经测量知道 A 、B 、 C 、D 各点到0点的距离分别为、、、•根据以上数据,可知重物由0点运动到C 点,重力势 能的减少量等于 ________ J ,动能的增加量等于 _________ J (取3位有效数字)211•在《验证机械能守恒定律》的实验中,若以 专为纵轴,以h 为横轴,根据实验数___________ ■勺数值。

12.在《验证机械能守恒定律》的实验中,质量 m 为的重物自由下落,带动纸带打出 一系列的点,如图所示。

相邻计数点间的时间间隔为,距离单位为cm 。

(1) _________________ 纸带的 与重物相连;(2) 打点计时器打下计数点B 时,物体的V B = __________ m /s ;(3) ___________________________________________________________ 从起点O到打下计数点B 的过程中物体的动能增加量△ E K = _____________________ J,势能减 少量 A E P = _______ J (g=s 2);(4) ____________________________________________________________________ 通过计算,数值上A E K —AE P (填“大于”,“等于”或“小于”),这是因为_____________________________________________________________________________ ;A •①③B •①④C .只有①D •只有②据给出的 2-—h 图象应是2才能验证机械能守恒定律。

2-—h 图线的斜率等于2速(5) _______________________________________________________ 实验的结论是。

【例6】如图所示,光滑坡道顶端距水平面高度为h,质量为m的小物块A从坡道顶端由静止滑下,进入水平面上的滑道时无机械能损失,为使A制动,将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线M处的墙上,另一端恰位于滑道的末端O点。

已知在OM段,物块A与水平面间的动摩擦因数均为卩,其余各处的摩擦不计,重力加速度为g,求:(1)物块速度滑到 o 点时的速度大 (2) 弹簧为最大压缩量d 时的弹性势 处于原长时弹性势能为零)(3) 若物块A 能够被弹回到坡道上, 【例6】如图所示,竖直平面内的轨道 ABCD 由水平轨道AB 与光滑的四分之一圆弧轨道CD 组成,AB 恰与圆弧CD 在C 点相切,轨道固定在水平面上。

一个质量为 m 的小 物块(可视为质点)从轨道的 A 端以初动能E 冲上水平轨道AB ,沿着轨道运动,由DC 弧滑下后停在水平轨道 AB 的中点。

已知水 AB 长为L 。

求:(1)小物块与水平轨道的动摩擦因数(2)为了保证小物块不从轨道的 D 端离开轨道,圆弧轨道的半径 R 至少是多大? (3)若圆弧轨道的半径R 取第(2)问计算出的最小值,增大小物块的初动能,使得 小物块冲上轨道后可以达到最大高度是处,试求物块的初动能并分析物块能否停在水平轨 道上。

如果能,将停在何处?如果不能,将以多大速度离开水平轨道?13. 长为L 的轻绳,一端系一质量为 m 的小球,一端固定于O 点,在O 点正下方距O 点h 处有一枚钉子C ,现将绳拉到水平位置,将小球由静止 图所示,欲使小球到达最低点后以 C 为圆心做完整的圆周 h 应满足什么条件?接着两个质量均为m=12kg 的物体A 、B 。

开始时物体A 、B 和轻弹簧竖立静止在水平地面 上,现要在上面物体 A 上加一竖直向上的力F ,使物体A 开始向上做匀加速运动,经物体 B 刚要离开地面,设整个过程中弹簧都处于弹性限度内,取 g=10m/s 2,求:此过程中外力 F 所做的功则它能够上升的最大高度是多少?释放,如 运动,则端各焊 14.如图所示,一劲度系数为 k=800N/m 的轻弹簧两 平轨道■c* J 、■ *15.如图所示,倾角为 的光滑斜面上放有两个质量均为 m 和B ,两球之间用一根长为L 的轻杆相连,下面的小球 B 离斜高度为h 。

两球从静止开始下滑,不计球与地面碰撞时的机械 且地面光滑,求:(1) 两球在光滑水平面上运动时的速度大小;(2) 此过程中杆对A 球所做的功; (3)分析杆对A 球做功的情况 六考点提升练习:见第二教材P36--41考点精练参考答案1 . C (根据动能定理 E i Fs fs , E2 2Fs fs 2(Fs fs ) 2E i ,故 C 项正确) 2. B (由由动能定理 fsmv 2 /2, f mg , s 20 m ,故B 项正确)3. ACD (提示:手对物体做功等于物体机械能的增量;合外力对物体做功等于物体动 能的增量;物体克服重力做功等于物体重力势能的增量)4. B (开始一段,物体变加速下落,a 减小,v 增大;后来一段,物体变减速下落,a 增大,v 减小。

故选项B 正确。

)5. AD (发动机的功率恒为P ,经过时间t ,发动机做的功为 W=Pt ;当达到最大速度PP时,有P Fv Fv m 解得:F 1 —,v m;从功能关系的角度,整个过程中发动机做的v mF 1功应等于克服阻力做的功与物体获得的动能之和,则 W 丄mv ; hs 竺更。

)22F 1 v m6. AC (对物体施加一水平恒力F ,将物体由静止开始直到从木板右端拉出,如果第一 次木板被固定在地面上,第二次木板未被固定,这两种情况下摩擦力大小相同,但两次物 体对地的位移不同,F 做的功不同,第二次木板未被固定时 F 做的功多,物体获得的动能 大。

摩擦产生的热等于相互作用的摩擦力与相对位移的乘积,两次的相对位移相同,两次的小球A 面底端的 能损失,A摩擦产生的热量相同。

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