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2019-2020年高考物理 第五章 機械能教案 知識網絡 專題要點 1.做功的兩個重要因素：有力作用在物體上且使物體在力的方向上發(fā)生了位移。功的求解可利用求，但F為恒力；也可以利用F-l圖像來求；變力的功一般應用動能定理間接求解。 2.功率是指單位時間內的功，求解公式有，，當時，即F與v方向相同時，P=FV。 3.常見的幾種力做功的特點 ⑴重力、彈簧彈力，電場力、分子力做功與路徑無關 ⑵摩擦力做功的特點 ①單個摩擦力（包括靜摩擦力和滑動摩擦力）可以做正功，也可以做負功，還可以不做功。②相互作用的一對靜摩擦力做功的代數(shù)和總等于零，在靜摩擦力做功的過程中，只有機械能的轉移，沒有機械能的轉化為其他形式的能；相互作用的一對滑動摩擦力做功的代數(shù)和不為零，且總為負值，在一對滑動摩擦力做功的過程中，不僅有相互摩擦物體間機械能的轉移，還有機械能轉化為內能。轉化為內能的量等于系統(tǒng)機械能的減少，等于滑動摩擦力與相對路程的乘積。 ③摩擦生熱，是指動摩擦生熱，靜摩擦不會生熱 4.幾個重要的功能關系 ⑴重力的功等于重力勢能的變化，即 ⑵彈力的功等于彈性勢能的變化，即 ⑶合力的功等于動能的變化，即 ⑷重力之外的功（除彈簧彈力）的其他力的功等于機械能的變化，即 ⑸一對滑動摩擦力做功等于系統(tǒng)中內能的變化， ⑹分子力的功等于分子勢能的變化。 典例精析 題型1.（功能關系的應用）從地面豎直上拋一個質量為m的小球，小球上升的最大高度為H。設上升過程中空氣阻力為F恒定。則對于小球上升的整個過程，下列說法錯誤的是（ ） 小球動能減少了mgH 小球機械能減少了FH 小球重力勢能增加了mgH 小球加速度大于重力加速度g 解析：由動能定理可知，小球動能的減小量等于小球克服重力和阻力F做的功為（mg+F）H，A錯誤；小球機械能的減小等于克服阻力F做的功，為FH，B正確；小球重力勢能的增加等于小球小球克服重力做的功，為mgH，C正確；小球的加速度，D正確。 規(guī)律總結：功是能量轉化的量度，有以下幾個功能關系需要理解并牢記 ⑴重力做功與路徑無關，重力的功等于重力勢能的變化 ⑵滑動摩擦力（或空氣阻力）做的功與路徑有關，并且等于轉化成的內能 ⑶合力做功等于動能的變化 ⑷重力（或彈力）以外的其他力做的功等于機械能的變化 題型2.（功率及機車啟動問題） 審題指導：1.在汽車勻加速啟動時，勻加速運動剛結束時有兩大特點 ⑴牽引力仍是勻加速運動時的牽引力，即仍滿足 ⑵ 2.注意勻加速運動的末速度并不是整個運動過程的最大速度 題型3.（動能定理的應用）如圖所示，豎直平面內的軌道ABCD由水平軌道AB與光滑的四分之一圓弧軌道CD組成，AB恰與圓弧CD在C點相切，軌道固定在水平面上。一個質量為m的小物塊（可視為質點）從軌道的A端以初動能E沖上水平軌道AB，沿著軌道運動，由DC弧滑下后停在水平軌道AB的中點。已知水平軌道AB長為L。求： （1）小物塊與水平軌道的動摩擦因數(shù) 解析：（1）小物塊最終停在AB的中點，在這個過程中，由動能定理得 得 規(guī)律總結：應用動能定理要比動力學方法方便、簡潔。只有應用動力學方法可以求解的勻變速直線運動問題，一般應用動能定理都可以求解。盡管動能定理是應用動力學方法推導出來的，但它解決問題的范圍更廣泛。 針對典型精析的例題題型，訓練以下習題 1. 如圖，一輕繩的一端系在固定粗糙斜面上的O點，另一端系一小球．給小球一足夠大的初速度，使小球在斜面上做圓周運動．在此過程中， O A．小球的機械能守恒 B．重力對小球不做功 C．繩的張力對小球不做功 D．在任何一段時間內，小球克服摩擦力所做的功總是等于小球動能的減少 點撥：此題屬于功能關系的應用。由于摩擦力做功，機械能不守恒，任一時間內小球克服摩擦力所做的功總是等于小球機械能的減少。轉動過程重力做功，繩的張力總與運動方向垂直，不做功。此題選C。 O /sm－1 F/N 6103 2103 2. 如圖是汽車牽引力F和車速倒數(shù)的關系圖像，若汽車質量為2103kg，由靜止開始沿平直公路行駛，阻力恒定，最大車速為30m/s，則在車速為15m/s時汽車發(fā)動機功率為__________W；該汽車作勻加速運動的時間為________s. 點撥：功率及機場啟動問題。 由圖知當v=15m/s時，F(xiàn)=4103N<6104N,因此仍處在額定功率階段，勻加速運動末速度，又v=at，， F=6103N，解之得t=5s. 2、（09年全國卷Ⅱ）20. 以初速度v0豎直向上拋出一質量為m的小物體。假定物塊所受的空氣阻力f大小不變。已知重力加速度為g，則物體上升的最大高度和返回到原拋出點的速率分別為 A．和 B．和 C．和 D．和