高三物理專題復(fù)習(xí)攻略 第一部分專題二第1講 功與動能定理課件 新人教版（安徽專用）

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1、專題二功與能量專題二功與能量專題二功與能量專題二功與能量第第1講功與動能定理講功與動能定理專題二功與能量專題二功與能量重點(diǎn)知識歸納重點(diǎn)知識歸納一、功的分析與判斷一、功的分析與判斷1常見功的特點(diǎn)常見功的特點(diǎn)功功特點(diǎn)、計算公式特點(diǎn)、計算公式重力的功重力的功與路徑無關(guān)，只與初、末位與路徑無關(guān)，只與初、末位置有關(guān)置有關(guān)|WG|mgh(初、末初、末位置的高度差位置的高度差)靜摩擦力靜摩擦力的功的功可以做正功、負(fù)功、不做功可以做正功、負(fù)功、不做功一對靜摩一對靜摩擦力的功擦力的功總功為零總功為零功功特點(diǎn)、計算公式特點(diǎn)、計算公式滑動摩擦力的功滑動摩擦力的功可以做正功、負(fù)功、不做功可以做正功、負(fù)功、不做功一對滑

2、動摩擦力的功一對滑動摩擦力的功總功為負(fù)功，總功為負(fù)功，W總總Ffs(s為為路程路程)機(jī)車牽引力的功機(jī)車牽引力的功P不變時，不變時，WPt；F不變時，不變時，WFs電場力的功電場力的功與路徑無關(guān)，只與初、末位置與路徑無關(guān)，只與初、末位置有關(guān)有關(guān)W電電Uq電流的功電流的功實質(zhì)上是電場力的功實質(zhì)上是電場力的功WUIt洛倫茲力的功洛倫茲力的功永不做功永不做功2.正、負(fù)功的判斷正、負(fù)功的判斷(1)利用公式利用公式WFlcos判斷判斷當(dāng)當(dāng)90時，時，W0，F(xiàn)對物體做正功；對物體做正功；90時，時，W0，F(xiàn)對物體不做功；對物體不做功；當(dāng)當(dāng)90時，時，W0，F(xiàn)對物體做負(fù)功對物體做負(fù)功(2)利用利用F與速度與速

3、度v之間的夾角之間的夾角來判斷來判斷當(dāng)當(dāng)90時，力時，力F對物體做正功；對物體做正功；當(dāng)當(dāng)90時，力時，力F對物體不做功；對物體不做功；當(dāng)當(dāng)90時，時，力對物體做負(fù)功力對物體做負(fù)功(3)看物體之間是否有能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移看物體之間是否有能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移若有能量的轉(zhuǎn)化，則必定有力做功，此法常用若有能量的轉(zhuǎn)化，則必定有力做功，此法常用于兩個相聯(lián)系的物體物體能量增加，則力對于兩個相聯(lián)系的物體物體能量增加，則力對物體做了正功，物體能量減少，則力對物體做物體做了正功，物體能量減少，則力對物體做了負(fù)功了負(fù)功(2)當(dāng)當(dāng)v為某段位移為某段位移(時間時間)內(nèi)的平均速度時，則要內(nèi)的平均速度時，則要求這段位移求這段位

4、移(時間時間)內(nèi)內(nèi)F必須為恒力，對應(yīng)的必須為恒力，對應(yīng)的P為為F在該段時間內(nèi)的平均功率在該段時間內(nèi)的平均功率三、動能定理的理解及應(yīng)用三、動能定理的理解及應(yīng)用1對動能定理的理解對動能定理的理解(1)動能定理是功能關(guān)系中的一種重要表達(dá)方式，動能定理是功能關(guān)系中的一種重要表達(dá)方式，它包含的是合力做功對物體動能改變的情形，它包含的是合力做功對物體動能改變的情形，即即W1W2W合合Ek2Ek1.(2)不論物體做什么形式的運(yùn)動，受力如何，動不論物體做什么形式的運(yùn)動，受力如何，動能定理總是適用的能定理總是適用的(3)動能定理是計算物體位移或速度的簡捷公動能定理是計算物體位移或速度的簡捷公式當(dāng)題目中涉及位移時

5、可優(yōu)先考慮動能定式當(dāng)題目中涉及位移時可優(yōu)先考慮動能定理理(4)若若Ek2Ek1，即，即W總總0，合外力對物體做正，合外力對物體做正功，物體的動能增加；若功，物體的動能增加；若Ek2Ek1，即，即W總總0，合外力對物體做負(fù)功，物體的動能減少合外力對物體做負(fù)功，物體的動能減少2適用對象適用對象(1)涉及位移和速度變化的問題可優(yōu)先考慮應(yīng)用涉及位移和速度變化的問題可優(yōu)先考慮應(yīng)用動能定理動能定理(2)動能定理既適用于恒力，也適用于變力；既動能定理既適用于恒力，也適用于變力；既適用于直線運(yùn)動，也適用于曲線運(yùn)動適用于直線運(yùn)動，也適用于曲線運(yùn)動(3)動能定理既可以針對整個物理過程，也可以動能定理既可以針對整個

6、物理過程，也可以分段應(yīng)用分段應(yīng)用熱點(diǎn)題型示例熱點(diǎn)題型示例功的計算計算功的常用功的計算計算功的常用方法歸納方法歸納1公式法：公式公式法：公式WFlcos適于求恒力的適于求恒力的功功2動能定理：動能定理：WEk2Ek1求恒力、變力的求恒力、變力的功均可功均可3勢能的變化：重力、彈簧彈力、電場力的勢能的變化：重力、彈簧彈力、電場力的功均可用對應(yīng)勢能的變化來表示功均可用對應(yīng)勢能的變化來表示4平均力法：當(dāng)力隨位移按線性規(guī)律變化平均力法：當(dāng)力隨位移按線性規(guī)律變化時時5圖象法：利用力和位移、壓強(qiáng)和體積、功率圖象法：利用力和位移、壓強(qiáng)和體積、功率和時間的關(guān)系圖線與橫軸所圍和時間的關(guān)系圖線與橫軸所圍“面積面積”

7、求功求功6微元法：適用于力的大小、方向時刻變化的微元法：適用于力的大小、方向時刻變化的情況，如滑動摩擦力、空氣阻力做功情況，如滑動摩擦力、空氣阻力做功7功與功率的關(guān)系：適用于機(jī)械功率一定，牽功與功率的關(guān)系：適用于機(jī)械功率一定，牽引力大小變化的情況引力大小變化的情況8功能關(guān)系：根據(jù)做功與能量變化的對應(yīng)關(guān)系功能關(guān)系：根據(jù)做功與能量變化的對應(yīng)關(guān)系求功求功 如圖如圖211所示，質(zhì)量為所示，質(zhì)量為m的小球用的小球用長長L的細(xì)線懸掛而靜止在豎直位置在下列三種的細(xì)線懸掛而靜止在豎直位置在下列三種情況下，分別用水平拉力情況下，分別用水平拉力F將小球拉到細(xì)線與豎將小球拉到細(xì)線與豎直方向成直方向成角的位置在此過程

8、中，拉力角的位置在此過程中，拉力F做的做的功各是多少？功各是多少？(1)用用F緩慢地拉；緩慢地拉；(2)F為恒力；為恒力；(3)若若F為恒力，而且拉到該位置時小球的速度剛好為恒力，而且拉到該位置時小球的速度剛好為零可供選擇的答案有為零可供選擇的答案有圖圖211AFLcos BFLsinCFL(1cos) DmgL(1cos)【自主解答自主解答】(1)若用若用F緩慢地拉，則顯然緩慢地拉，則顯然F為為變力，只能用動能定理求解變力，只能用動能定理求解F做的功等于該過做的功等于該過程中克服重力做的功故選項程中克服重力做的功故選項D正確正確(2)若若F為恒力，則可以直接按定義求功故選項為恒力，則可以直接

9、按定義求功故選項B正確正確(3)若若F為恒力，而且拉到該位置時小球的速度剛為恒力，而且拉到該位置時小球的速度剛好為零，那么按定義直接求功和按動能定理求好為零，那么按定義直接求功和按動能定理求功都是正確的故選項功都是正確的故選項B、D正確正確【答案答案】(1)D(2)B(3)BD強(qiáng)化訓(xùn)練強(qiáng)化訓(xùn)練1(2011年押題卷年押題卷)一物體在合外力的一物體在合外力的作用下從靜止開始做直線運(yùn)動，合外力方向不變，作用下從靜止開始做直線運(yùn)動，合外力方向不變，大小隨時間的變化如圖大小隨時間的變化如圖212所示設(shè)該物體所示設(shè)該物體在在t0和和2t0時刻相對于出發(fā)點(diǎn)的位移分別是時刻相對于出發(fā)點(diǎn)的位移分別是x1和和x2

10、，速度分別是速度分別是v1和和v2，合外力從開始至，合外力從開始至t0時刻做的時刻做的功是功是W1，從，從t0至至2t0時刻做的功是時刻做的功是W2，則，則()圖圖212機(jī)車啟動問題分析機(jī)車啟動問題分析圖圖213圖圖214 (2011年上海高三綜合測試年上海高三綜合測試)車在水平專車在水平專用測試道上進(jìn)行測試，該車總質(zhì)量為用測試道上進(jìn)行測試，該車總質(zhì)量為m1103 kg，由靜止開始沿水平測試道運(yùn)動傳，由靜止開始沿水平測試道運(yùn)動傳感設(shè)備記錄其運(yùn)動的速度感設(shè)備記錄其運(yùn)動的速度時間圖象時間圖象(vt圖象圖象)如圖如圖215所示該車運(yùn)動中受到的摩擦阻力所示該車運(yùn)動中受到的摩擦阻力(含空氣阻力含空氣阻力

11、)恒定，且摩擦力與車對路面壓力的恒定，且摩擦力與車對路面壓力的比值為比值為0.2.賽車在賽車在05 s的的vt圖線為直線，圖線為直線，5 s末達(dá)到該車發(fā)動機(jī)的額定牽引功率并保持該末達(dá)到該車發(fā)動機(jī)的額定牽引功率并保持該功率行駛，在功率行駛，在5 s50 s之間，賽車的之間，賽車的vt圖線圖線是一段曲線，是一段曲線，50 s以后為直線以后為直線g取取10 m/s2，求：求：圖圖215(1)該車發(fā)動機(jī)牽引力的額定功率該車發(fā)動機(jī)牽引力的額定功率(2)該車行駛中的最大速度該車行駛中的最大速度vmax.(3)該車出發(fā)后，前該車出發(fā)后，前50 s內(nèi)的位移內(nèi)的位移【自主解答自主解答】(1)由題圖可知，賽車在由

12、題圖可知，賽車在05 s內(nèi)內(nèi)(t15 s)做勻加速直線運(yùn)動，做勻加速直線運(yùn)動，5 s末的速度是末的速度是v20 m/s由由vat1得得a4 m/s2根據(jù)牛頓第二定律得：根據(jù)牛頓第二定律得：F牽牽F阻阻ma又又P額額F牽牽v可求得可求得P額額1.2105 W.(2)當(dāng)賽車勻速運(yùn)動時，速度最大，此時當(dāng)賽車勻速運(yùn)動時，速度最大，此時F牽牽F阻阻2103 N而且而且P額額F牽牽vF阻阻vmax可得：可得：vmax60 m/s.(3)賽車在賽車在05 s內(nèi)發(fā)生的位移為內(nèi)發(fā)生的位移為x1vt1/250 m.設(shè)賽車在設(shè)賽車在5 s50 s內(nèi)內(nèi)(t245 s)發(fā)生的位移為發(fā)生的位移為x2由動能定理得由動能定理

13、得【答案答案】(1)1.2105 W(2)60 m/s(3)1950 m強(qiáng)化訓(xùn)練強(qiáng)化訓(xùn)練2(2011年浙江模擬年浙江模擬)汽車在平直公路汽車在平直公路上以速度上以速度v0勻速行駛，發(fā)動機(jī)功率為勻速行駛，發(fā)動機(jī)功率為P.快進(jìn)入鬧快進(jìn)入鬧市區(qū)時，司機(jī)減小了油門，使汽車的功率立即市區(qū)時，司機(jī)減小了油門，使汽車的功率立即減小一半并保持該功率繼續(xù)行駛下面四個圖減小一半并保持該功率繼續(xù)行駛下面四個圖象中，哪個圖象正確表示了從司機(jī)減小油門開象中，哪個圖象正確表示了從司機(jī)減小油門開始，汽車的速度與時間的關(guān)系始，汽車的速度與時間的關(guān)系()圖圖216動能定理的應(yīng)用動能定理的應(yīng)用2動能定理的表述及理解動能定理的表述

14、及理解(1)合外力做的功等于物體動能的變化合外力做的功等于物體動能的變化(這里的這里的合外力指物體受到的所有外力的合力，包括重力合外力指物體受到的所有外力的合力，包括重力)表達(dá)式為表達(dá)式為WEk.(2)動能定理建立起過程量動能定理建立起過程量(功功)和狀態(tài)量和狀態(tài)量(動能動能)間間的聯(lián)系這樣，無論求合外力做的功還是求物體的聯(lián)系這樣，無論求合外力做的功還是求物體動能的變化，就都有了兩條可供選擇的途徑動能的變化，就都有了兩條可供選擇的途徑(3)功和動能都是標(biāo)量，動能定理表達(dá)式是一個標(biāo)功和動能都是標(biāo)量，動能定理表達(dá)式是一個標(biāo)量式，不能在某一個方向上應(yīng)用動能定理量式，不能在某一個方向上應(yīng)用動能定理3運(yùn)

15、用動能定理解題的基本思路運(yùn)用動能定理解題的基本思路(1)選取研究對象，明確它的運(yùn)動過程；選取研究對象，明確它的運(yùn)動過程；(2)分析研究對象的受力情況和各力做功的情況，分析研究對象的受力情況和各力做功的情況，求出合外力所做的功；求出合外力所做的功；(3)明確物體在初、末狀態(tài)的動能明確物體在初、末狀態(tài)的動能Ek1和和Ek2.(4)列出動能定理的方程列出動能定理的方程W合合Ek2Ek1，及其他，及其他必要的方程，求解結(jié)果必要的方程，求解結(jié)果 (2011年高考預(yù)測卷年高考預(yù)測卷)在在“極限極限”運(yùn)動會中，運(yùn)動會中，有一個在鋼索橋上的比賽項目如圖有一個在鋼索橋上的比賽項目如圖217所所示，總長為示，總長

16、為L的均勻粗鋼絲繩固定在等高的的均勻粗鋼絲繩固定在等高的A、B處，鋼絲繩最低點(diǎn)與固定點(diǎn)處，鋼絲繩最低點(diǎn)與固定點(diǎn)A、B的高度差為的高度差為H，動滑輪起點(diǎn)在動滑輪起點(diǎn)在A處，并可沿鋼絲繩滑動，處，并可沿鋼絲繩滑動，圖圖217(1)滑輪與鋼絲繩間的摩擦力是多大？滑輪與鋼絲繩間的摩擦力是多大？(2)若參賽者不依靠外界幫助要到達(dá)若參賽者不依靠外界幫助要到達(dá)B點(diǎn)，則人點(diǎn)，則人在在A點(diǎn)處抓住掛鉤時至少應(yīng)該具有多大的初動能？點(diǎn)處抓住掛鉤時至少應(yīng)該具有多大的初動能？(3)比賽規(guī)定參賽者須在鋼絲繩最低點(diǎn)脫鉤并到比賽規(guī)定參賽者須在鋼絲繩最低點(diǎn)脫鉤并到達(dá)與鋼絲繩最低點(diǎn)水平相距為達(dá)與鋼絲繩最低點(diǎn)水平相距為4a、寬度為、

17、寬度為a、厚度不計的海綿墊上若參賽者由厚度不計的海綿墊上若參賽者由A點(diǎn)靜止滑下，點(diǎn)靜止滑下，會落在海綿墊左側(cè)的水中為了能落到海綿墊會落在海綿墊左側(cè)的水中為了能落到海綿墊上，參賽者在上，參賽者在A點(diǎn)抓住掛鉤時應(yīng)具有初動能的范點(diǎn)抓住掛鉤時應(yīng)具有初動能的范圍圍強(qiáng)化訓(xùn)練強(qiáng)化訓(xùn)練3(2010年高考山東理綜卷年高考山東理綜卷)如圖如圖218所示，四分之一圓軌道所示，四分之一圓軌道OA與水平軌道與水平軌道AB相相切，它們與另一水平軌道切，它們與另一水平軌道CD在同一豎直面內(nèi)，在同一豎直面內(nèi)，圓軌道圓軌道OA的半徑的半徑R0.45 m，水平軌道，水平軌道AB長長s13 m，OA與與AB均光滑均光滑圖圖218一滑塊從一滑塊從O點(diǎn)由靜止釋放，當(dāng)滑塊經(jīng)過點(diǎn)由靜止釋放，當(dāng)滑塊經(jīng)過A點(diǎn)時，點(diǎn)時，靜止在靜止在CD上的小車在上的小車在F1.6 N的水平恒力作用的水平恒力作用下啟動，運(yùn)動一段時間后撤去力下啟動，運(yùn)動一段時間后撤去力F.當(dāng)小車在當(dāng)小車在CD上運(yùn)動了上運(yùn)動了s23.28 m時速度時速度v2.4 m/s，此時，此時滑塊恰好落入小車中，已知小車質(zhì)量滑塊恰好落入小車中，已知小車質(zhì)量M0.2 kg，與與CD間的動摩擦因數(shù)間的動摩擦因數(shù)0.4.(取取g10 m/s2)求求(1)恒力恒力F的作用時間的作用時間t；(2)AB與與CD的高度差的高度差h.答案：答案：(1)1 s(2)0.8 m