当前位置:首页 >> 其它课程 >>

2016新步步高一轮物理新课标版复习考点解读 第5章 机械能 第1课时学生版


考点内容 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 实验:探究动能定理

要求 Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ

考纲解读 1.从近几年高考来看,关于功和功率的考查, 多以选择题的形式出现,有时与电流及电磁感 应相结合命题. 2.功和能的关系一直是高考的“重中之重”, 是高考的热点和重点,涉及这部分内容的考题 不但题型全、分量重,而且还经常有压轴题, 考查最多的是动能定理和机械能守恒定律,且 多数题目是与牛顿运动定律、平抛运动、圆周 运动以及电磁学等知识相结合的综合性试题.

实验:验证机械能守恒定律

3.动能定理及能量守恒定律仍将是高考考查 的重点.高考题注重与生产、生活、科技相结 合,将对相关知识的考查放在一些与实际问题 相结合的情景中去,能力要求不会降低.

第 1 课时



功率

动能定理

W 考纲解读 1.会判断功的正负,会计算恒力的功和变力的功.2.理解功率的两个公式 P= 和 P=Fv,能利用 P=Fv t 计算瞬时功率.3.会分析机车的两种启动方式.4.掌握动能定理,能运用动能定理解答实际问题. 考点一 功的分析与计算 1.功的正负 (1)0≤α<90° ,力对物体做正功. (2)90° <α≤180° ,力对物体做负功,或者说物体克服这个力做了功. (3)α=90° ,力对物体不做功.
-1-

2.功的计算:W= (1)α 是力与 (2)该公式只适用于 (3)功是 例1 方向之间的夹角,l 为物体对地的位移. 做功.

(填“标”或“矢”)量. 如图 1 甲所示,一固定在地面上的足够长斜面,倾角为 37° ,物体 A 放在斜面底端挡板处,通过不可伸长的

轻质绳跨过光滑轻质滑轮与物体 B 相连接,B 的质量 M=1 kg,绳绷直时 B 离地面有一定高度.在 t=0 时刻,无初 速度释放 B,由固定在 A 上的速度传感器得到的数据绘出的物体 A 沿斜面向上运动的 v-t 图象如图乙所示.若 B 落地后不反弹,g 取 10 m/s2,sin 37° =0.6,cos 37° =0.8.求: (1)B 下落的加速度大小 a; (2)A 沿斜面向上运动的过程中,绳的拉力对 A 做的功 W; (3)A(包括传感器)的质量 m 及 A 与斜面间的动摩擦因数 μ; (4)在 0~0.75 s 内摩擦力对 A 做的功.

变式题组 1. [正、负功的判断 ]如图 2 所示,质量为 m 的物体置于倾角为 θ 的斜面上,物体与斜面间的动摩擦因数为 μ,在外 力作用下,斜面以加速度 a 沿水平方向向左做匀加速运动,运动中物体 m 与斜面体相对静止.则关于斜面对 m 的 支持力和摩擦力的下列说法中错误的是( A.支持力一定做正功 C.摩擦力可能不做功 )

B.摩擦力一定做正功 D.摩擦力可能做负功

2. [变力功、合力的功的计算]如图 3 所示,长为 L 的木板水平放置,在木板的 A 端放置一个质量为 m 的小物块,现 缓慢地抬高 A 端, 使木板以左端为轴转动, 当木板转到与水平面的夹角为 α 时小物块开始滑动, 此时停止转动木板, 小物块滑到底端的速度为 v,则在整个过程中,下列说法不正确的是( ) 1 2 A.木板对小物块做功为 mv B.摩擦力对小物块做功为 mgLsin α 2 1 C.支持力对小物块做功为 mgLsin α D.滑动摩擦力对小物块做功为 mv2-mgLsin α 2

功的计算方法 (1)恒力做功:
-2-

(2)变力做功: 1 1 ①用动能定理:W= mv2 - mv2. 2 2 2 1 ②当变力的功率 P 一定时,可用 W=Pt 求功,如机车恒功率启动时. ③将变力做功转化为恒力做功: 当力的大小不变,而方向始终与运动方向相同或相反时,这类力的功等于力和路程(不是位移)的乘积.如滑动摩擦 力做功、空气阻力做功等. (3)总功的计算: ①先求物体所受的合外力,再求合外力的功; ②先求每个力做的功,再求各功的代数和. 考点二 功率的计算 W 1.公式 P= 和 P=Fv 的区别 t W P= 是功率的定义式,P= t 2.平均功率的计算方法 W (1)利用 P = . t (2)利用 P =F·v cos α,其中 v 为物体运动的 3.瞬时功率的计算方法 (1)利用公式 P=Fvcos α,其中 v 为 t 时刻的 速度.

是功率的计算式.

(2)P=F· vF,其中 vF 为物体的速度 v 在力 F 方向上的分速度. (3)P=Fv· v,其中 Fv 为物体受到的外力 F 在速度 v 方向上的分力. 例2 质量为 m 的物体静止在光滑水平面上,从 t=0 时刻开始受到水平力的作用.力的大小 F 与时间 t 的关系如 )

图 4 所示,力的方向保持不变,则( 5F2 0t0 A.3t0 时刻的瞬时功率为 m 15F2 0t0 B.3t0 时刻的瞬时功率为 m

23F2 0t0 C.在 t=0 到 3t0 这段时间内,水平力的平均功率为 4m 25F2 0t0 D.在 t=0 到 3t0 这段时间内,水平力的平均功率为 6m 变式题组 3. [对瞬时功率和平均功率的理解]把 A、B 两小球在离地面同一高度处以相同大小的初速度 v0 分别沿水平方向和竖 直方向抛出,不计空气阻力,如图 5 所示,则下列说法正确的是( A.两小球落地时速度相同 C.从开始运动至落地,重力对两小球做的功相同 )

B.两小球落地时,重力的瞬时功率相同 D.从开始运动至落地,重力对两小球做功的平均功率相同
-3-

4. [P=Fv 公式的应用]水平面上静止放置一质量为 m=0.2 kg 的物块, 固定在同一水平面上的小型电动机通过水平细 线牵引物块,使物块由静止开始做匀加速直线运动,2 秒末达到额定功率,其 v-t 图线如图 6 所示,物块与水平面 间的动摩擦因数为 μ=0.1,g=10 m/s2,电动机与物块间的距离足够长.求: (1)物块做匀加速直线运动时受到的牵引力大小; (2)电动机的额定功率; (3)物块在电动机牵引下,最终能达到的最大速度.

求解功率时应注意的“三个”问题 (1)首先要明确所求功率是平均功率还是瞬时功率,对应于某一过程的功率为平均功率,对应于某一时刻的功率为瞬 时功率. (2)求功率大小时要注意 F 与 v 方向的夹角 α 对结果的影响. (3)用 P=F v cos α 求平均功率时, v 应容易求得,如求匀变速直线运动中某力的平均功率. 考点三 动能定理及其应用 1 1 2 1.表达式:W= mv2 2- mv1= 2 2 2.理解:动能定理公式中等号表明了合外力做功与物体动能的变化具有等量代换关系.合外力做功是引起物体动 能变化的原因. 3.适用条件 (1)动能定理既适用于直线运动,也适用于 (2)既适用于恒力做功,也适用于 (3)力可以是各种性质的力,既可以同时作用,也可以 作用. 考虑. .

4.应用技巧:若过程包含了几个运动性质不同的分过程,既可以分段考虑,也可以 例3

我国第一艘航空母舰“辽宁号”已经投入使用.为使战斗机更容易起飞,“辽宁号”使用了跃飞技术,其甲

板可简化为如图 7 所示的模型:AB 部分水平,BC 部分倾斜,倾角为 θ.战斗机从 A 点开始滑跑,从 C 点离舰,此过 程中发动机的推力和战斗机所受甲板和空气阻力的合力大小恒为 F,ABC 甲板总长度为 L,战斗机质量为 m,离舰 时的速度为 vm,不计飞机在 B 处的机械能损失.求 AB 部分的长度.

-4-

应用动能定理解题的基本思路 (1)选取研究对象,明确它的运动过程; (2)分析研究对象的受力情况和各力的做功情况: 受哪些力→各力是否做功→做正功还是负功→做多少功→各力做功的代数和 (3)明确研究对象在过程的初、末状态的动能 Ek1 和 Ek2; (4)列动能定理的方程 W 合=Ek2-Ek1 及其他必要的解题方程,进行求解. 递进题组 5. [对动能定理的理解]如图 8 所示,电梯质量为 M,在它的水平地板上放置一质量为 m 的物体.电梯在钢索的拉力 作用下竖直向上加速运动,当电梯的速度由 v1 增加到 v2 时,上升高度为 H,则在这个过程中,下列说法或表达式 正确的是( ) 1 A.对物体,动能定理的表达式为 WFN= mv2 ,其中 WFN 为支持力的功 2 2 B.对物体,动能定理的表达式为 W 合=0,其中 W 合为合力的功 1 1 C.对物体,动能定理的表达式为 WFN-mgH= mv2 - mv2 2 2 2 1 1 1 D.对电梯,其所受合力做功为 Mv2 - Mv2 2 2 2 1 6.[动能定理的应用]如图 9 甲所示,一质量为 m=1 kg 的物块静止在粗糙水平面上的 A 点,从 t=0 时刻开始物块 受到如图乙所示规律变化的水平力 F 的作用并向右运动, 第 3 s 末物块运动到 B 点时速度刚好为 0, 第 5 s 末物块刚 好回到 A 点,已知物块与粗糙水平面间的动摩擦因数 μ=0.2,求:(g=10 m/s2) (1)A 与 B 间的距离; (2)水平力 F 在前 5 s 内对物块做的功.

-5-

考点四 用动能定理巧解多过程问题 例4 如图 10 所示装置由 AB、BC、CD 三段轨道组成,轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接,其中轨道 AB、CD

段是光滑的,水平轨道 BC 的长度 s=5 m,轨道 CD 足够长且倾角 θ=37° ,A、D 两点离轨道 BC 的高度分别为 h1 =4.3 m、h2=1.35 m.现让质量为 m 的小滑块自 A 点由静止释放.已知小滑块与轨道 BC 间的动摩擦因数 μ=0.5, 重力加速度 g 取 10 m/s2,sin 37° =0.6,cos 37° =0.8,求: (1)小滑块第一次到达 D 点时的速度大小; (2)小滑块第一次与第二次通过 C 点的时间间隔; (3)小滑块最终停止的位置距 B 点的距离.

变式题组 7.[多过程问题的分析与计算]如图 11 所示,一滑块(可视为质点)经水平轨道 AB 进入竖直平面内的四分之一圆弧形 轨道 BC.已知滑块的质量 m=0.5 kg,滑块经过 A 点时的速度 vA=5 m/s,AB 长 x=4.5 m,滑块与水平轨道间的动 摩擦因数 μ=0.1,圆弧形轨道的半径 R=0.5 m,滑块离开 C 点后竖直上升的最大高度 h=0.1 m.取 g=10 m/s2. 求: (1)滑块第一次经 B 点时速度的大小; (2)滑块刚刚滑上圆弧形轨道时,对轨道上 B 点压力的大小; (3)滑块在从 B 运动到 C 的过程中克服摩擦力所做的功.

1.运用动能定理解决问题时,选择合适的研究过程能使问题得以简化.当物体的运动过程包含几个运动性质不同 的子过程时,可以选择一个、几个或全部子过程作为研究过程.
-6-

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,要注意运用它们的功能特点:(1) 重力的功取决于物体的初、末位置,与路径无关;(2)大小恒定的阻力或摩擦力的功等于力的大小与路程的乘积. 高考模拟 明确考向 1.(2014· 重庆· 2)某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶,受到的阻力分别为车重的 k1 和 k2 倍,最大速率 分别为 v1 和 v2,则( A.v2=k1v1 ) k1 B.v2= v1 k2 k2 C.v2= v1 k1

D.v2=k2v1

2.(2014· 新课标Ⅱ· 16)一物体静止在粗糙水平地面上.现用一大小为 F1 的水平拉力拉动物体,经过一段时间后其速 度变为 v.若将水平拉力的大小改为 F2,物体从静止开始经过同样的时间后速度变为 2v.对于上述两个过程,用 WF1、 WF2 分别表示拉力 F1、F2 所做的功,Wf1、Wf2 分别表示前后两次克服摩擦力所做的功,则( A.WF2>4WF1,Wf2>2Wf1 B.WF2>4WF1,Wf2=2Wf1 C.WF2<4WF1,Wf2=2Wf1 )

D.WF2<4WF1,Wf2<2Wf1

3.(2014· 大纲全国· 19)一物块沿倾角为 θ 的斜坡向上滑动.当物块的初速度为 v 时,上升的最大高度为 H,如图 12 v 所示.当物块的初速度为 时,上升的最大高度记为 h.重力加速度大小为 g.物块与斜坡间的动摩擦因数和 h 分别为 2 ( ) H A.tan θ 和 2 v2 H B.?2gH-1?tan θ 和 2 ? ? H C.tan θ 和 4 v2 H D.?2gH-1?tan θ 和 4 ? ?

4. 质量为 10 kg 的物体,在变力 F 作用下沿 x 轴做直线运动,力随位移 x 的变化情况如图 13 所示.物体在 x=0 处 速度为 1 m/s,一切摩擦不计,则物体运动到 x=16 m 处时,速度大小为( A.2 2 m/s B.3 m/s C.4 m/s D. 17 m/s )

5. 如图 14 所示,QB 段是半径为 R=1 m 的光滑圆弧轨道,AQ 段是长度为 L=1 m 的粗糙水平轨道,两轨道相切于 Q 点,Q 在圆心 O 的正下方,整个轨道位于同一竖直平面内.物块 P 的质量 m=1 kg(可视为质点),P 与 AQ 间的 动摩擦因数 μ=0.1,若物块 P 以速度 v0 从 A 点滑上水平轨道,到 C 点又返回 A 点时恰好静止.(取 g=10 m/s2)求: (1)v0 的大小; (2)物块 P 第一次刚通过 Q 点时对圆弧轨道的压力.

练出高分 一、单项选择题 1. 生活中有人常说在车厢内推车是没用的,如图 1,在水平地面上运动的汽车车厢内一人用力推车,当车在倒车时

-7-

刹车的过程中( A.人对车做正功

) B.人对车做负功 C.人对车不做功 D.车对人的作用力方向水平向右

2.物体在恒定阻力作用下,以某初速度在水平面上沿直线滑行直到停止.以 a、Ek、x 和 t 分别表示物体运动的加 速度大小、动能、位移的大小和运动的时间,则以下各图象中,能正确反映这一过程的是( )

3. 如图 2 所示,光滑水平平台上有一个质量为 m 的物块,站在地面上的人用跨过定滑轮的绳子向右拉动物块,不 计绳和滑轮的质量及滑轮的摩擦,且平台边缘离人手作用点竖直高度始终为 h.当人以速度 v 从平台的边缘处向右匀 速前进位移 x 时,则( ) mv2x2 B.在该过程中,人对物块做的功为 2 2 2?h +x ? vh D.人前进 x 时,物块的运动速率为 2 2 h +x

A.在该过程中,物块的运动可能是匀速的 1 C.在该过程中,人对物块做的功为 mv2 2

4.用水平力 F 拉一物体,使物体在水平地面上由静止开始做匀加速直线运动,t1 时刻撤去拉力 F,物体做匀减速直 线运动,到 t2 时刻停止,其速度—时间图象如图 3 所示,且 α>β.若拉力 F 做的功为 W1,平均功率为 P1;物体克服 摩擦阻力 Ff 做的功为 W2,平均功率为 P2,则下列选项正确的是( A.W1>W2,F=2Ff B.W1=W2,F>2Ff C.P1<P2,F>2Ff D.P1=P2,F=2Ff 二、多项选择题 5. 如图 4 所示,物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带,传送带以图示方向匀速运转,则传送带对物体做 功情况可能是( ) )

A.始终不做功 B.先做负功后做正功 C.先做正功后不做功 D.先做负功后不做功 6.汽车从静止匀加速启动,最后做匀速运动,其速度随时间及加速度、牵引力和功率随速度变化 的图象如图所示,其中正确的是( )

7. 如图 5 所示,在倾角为 θ 的光滑斜面上有一轻质弹簧,其一端固定在斜面下端的挡板上,另一端与质量为 m 的 物体接触(未连接),物体静止时弹簧被压缩了 x0,现用力 F 缓慢沿斜面向下推动物体,使弹簧在弹性限度内再被压 缩 2x0 后保持物体静止,然后撤去 F,物体沿斜面向上运动的最大距离为 4.5x0,则在撤去 F 后到物体上升到最高点的过程中( )

A.物体的动能与重力势能之和不变 B.弹簧弹力对物体做的功为 2mgx0sin θ

-8-

C.弹簧弹力对物体做的功为 4.5mgx0sin θD.物体从开始运动到速度最大的过程中克服重力做的功为 2mgx0sin θ 8.如图 6 甲所示,物体受到水平推力 F 的作用,在粗糙水平面上做直线运动.通过力传感器和速度传感器监测到 推力 F 和物体速度 v 随时间 t 变化的规律如图乙所示.取 g=10 m/s2.则( A.物体的质量 m=1 kg B.物体与水平面间的动摩擦因数 μ=0.2 )

C.第 2 s 内物体克服摩擦力做的功 W=2 J D.前 2 s 内推力 F 做功的平均功率 P =1.5 W 三、非选择题 9.如图 7 甲所示,一半径 R=1 m、圆心角等于 143° 的竖直圆弧形光滑轨道,与斜面相切于 B 点,圆弧轨道的最高 点为 M,斜面倾角 θ=37° ,t=0 时刻有一物块沿斜面上滑,其在斜面上运动的速度变化规律如图乙所示,若物块恰 能到达 M 点,取 g=10 m/s2,sin 37° =0.6,cos 37° =0.8,求:(计算结果可以保留根号) (1)物块经过 M 点的速度大小; (2)物块经过 B 点的速度大小; (3)物块与斜面间的动摩擦因数.

10. 在赛车场上,为了安全起见,车道外围都固定上废旧轮胎作为围栏,当车碰撞围栏时起缓冲器作用.为了检验 废旧轮胎的缓冲效果,在一次模拟实验中用轻弹簧来代替废旧轮胎,实验情景如图 8 所示,水平放置的轻弹簧左侧 固定于墙上,处于自然状态,开始赛车在 A 处且处于静止状态,距弹簧自由端的距离 L1=1 m.当赛车启动时,产 生水平向左的恒为 F=24 N 的牵引力使赛车向左匀加速前进,当赛车接触轻弹簧的瞬间立即关闭发动机,赛车继续 压缩轻弹簧,最后被弹回到 B 处停下.已知赛车的质量 m=2 kg,A、B 之间的距离 L2=3 m,赛车被弹回的过程中 离开弹簧时的速度大小 v=4 m/s,方向水平向右.取 g=10 m/s2.求: (1)赛车和地面间的动摩擦因数; (2)弹簧被压缩的最大距离.

-9-

11.由相同材料的木板搭成的轨道如图 9 所示,其中木板 AB、BC、CD、DE、EF?长均为 L=1.5 m,木板 OA 和 其他木板与水平地面的夹角都为 β=37° (sin 37° =0.6,cos 37° =0.8),一个可看成质点的物体在木板 OA 上从图中离 地高度 h=1.8 m 处由静止释放,物体与木板的动摩擦因数都为 μ=0.2,在两木板交接处都用小曲面相连,使物体能 顺利地经过,既不损失动能,也不会脱离轨道.在运动过程中,重力加速度 g 取 10 m/s2,问: (1)若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,物体能否静止在斜面上?物体从 O 运动到 A 所用时间是多少? (2)物体运动的总路程是多少? (3)物体最终停在何处?并作出解释.

- 10 -


相关文章:
2016新步步高一轮物理新课标版复习考点解读 第11章 热...
2016新步步高一轮物理新课标版复习考点解读 第11章 热学 第2课时_理化生_高中教育_教育专区。第 2 课时 固体、液体和气体 考纲解读 1. 知道晶体、非晶体的区别...
2016新步步高一轮物理新课标版复习考点解读 第12章 机...
2016新步步高一轮物理新课标版复习考点解读 第12章 机械振动与机械波 第4课时_理化生_高中教育_教育专区。第 4 课时 光的干涉、衍射和偏振 考纲解读 1.理解光...
2016新步步高一轮物理新课标版复习考点解读 第12章 机...
2016新步步高一轮物理新课标版复习考点解读 第12章 机械振动与机械波 第2课时_理化生_高中教育_教育专区。文档贡献者 这里真是迷人 贡献于2015-05-05 专题推荐...
2016新步步高一轮物理新课标版复习考点解读 第13章 动...
2016新步步高一轮物理新课标版复习考点解读 第13章 动量守恒定律 第1课时_理化...本题中子弹射入木块瞬 间有部分机械能转化为内能(发热),所以系统的机械能不...
2016新步步高一轮物理新课标版复习考点解读 第12章 机...
2016新步步高一轮物理新课标版复习考点解读 第12章 机械振动与机械第5课时_理化生_高中教育_教育专区。第 5 课时 电磁波与相对论 考纲解读 1.掌握麦克斯韦电...
【新步步高】2016年高考物理大一轮总复习(江苏专版 )题...
新步步高2016年高考物理大一轮总复习(江苏专版 )题库 第六章 静电场 第1课时_理化生_高中教育_教育专区。考点内容 静电现象 电荷;电荷守恒定律 点电荷;库仑...
步步高2016年高考物理人教版一轮复习《第七章 恒定电流...
步步高2016年高考物理人教版一轮复习《第七章 恒定电流》 第1课时_理化生_高中教育_教育专区。考点内容 欧姆定律 电阻定律 电阻的串、并联 电源的电动势和内阻 ...
步步高2016年高考物理人教版一轮复习《第九章 电磁感应...
步步高2016年高考物理人教版一轮复习《第九章 电磁感应》 第1课时_理化生_高中教育_教育专区。考点内容 电磁感应现象 磁通量 法拉第电磁感应定律 楞次定律 要求 Ⅰ...
步步高2016年高考物理人教版一轮复习《第五章 机械能守...
步步高2016年高考物理人教版一轮复习第五章 机械能守恒定律》 第3课时_理化生_高中教育_教育专区。第 3 课时 功能关系 能量守恒定律 考纲解读 1.知道功是能量...
2016届高三物理《考点归纳总结》人教版一轮复习 第九章...
2016届高三物理考点归纳总结》人教版一轮复习 第九章 电磁感应 第1课时[来源...机械能或其他形式的能转化为电能, 该过程遵循能量守恒定律. 例1 如图 1 所示...
更多相关标签: