高考物理一轮专题 功、功率与动能定理突破课件 鲁科.ppt

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1、专题五功、功率与动能定理专题五功、功率与动能定理2021/8/11 星期三1主干知识整合主干知识整合一、功的计算一、功的计算功的功的类类型型求解方法求解方法恒力的功恒力的功WFxcos，是恒力是恒力F与位移与位移x之之间间的的夹夹角角变变力的功力的功1.若若Fx呈呈线线性性关关系系，可可用用平平均均力力求求功功；若若已已知知Fx图图象，可用象，可用图图象法求功象法求功2机机车类车类功率恒定情况：功率恒定情况：WPt3将将变变力做功力做功转转化化为为与其等效的恒力与其等效的恒力4动动能定理能定理2021/8/11 星期三2功的功的类类型型求解方法求解方法合力的功合力的功1.W合合Fxcos，是合

2、力是合力F与位移与位移x之之间间的的夹夹角角2W合合W1W2(代数和代数和)3W合合Ek2Ek12021/8/11 星期三32021/8/11 星期三42021/8/11 星期三5要点热点探究要点热点探究探究点一功率及机车的启动问题探究点一功率及机车的启动问题2021/8/11 星期三62021/8/11 星期三72021/8/11 星期三82021/8/11 星期三92021/8/11 星期三102021/8/11 星期三11变式题近近年年来来我我国国的的高高铁铁发发展展迅迅速速，而而提提速速要要解解决决许许多多具具体体的的技技术术问问题题，其其中中提提高高机机车车牵牵引引功功率率是是一一个

3、个重重要要问问题题已已知知匀匀速速行行驶驶时时，列列车车所所受受阻阻力力f与与速速度度v的的一一次次方方成成正正比比，即即fkv.当当福福州州至至上上海海的的“和和谐谐号号”动动车车分分别别以以240 km/h和和120 km/h的的速速度度在在水水平平轨轨道道上上匀匀速速行行驶驶时时，机机车车的的牵牵引引功功率率之之比比为为()A11B21C41 D无法确定无法确定2021/8/11 星期三122021/8/11 星期三13探究点二动能定理在多过程中的应用探究点二动能定理在多过程中的应用物体在多物体在多过过程中运程中运动时动时，应应用用动动能定理解能定理解题题的思路：的思路：1确定确定对对象

4、，分析物体的各个运象，分析物体的各个运动过动过程；程；2分分析析每每一一个个过过程程中中物物体体的的受受力力情情况况，列列出出各各个个力力在在各各过过程中做功的表达式；程中做功的表达式；3对对每每一一个个过过程程运运用用动动能能定定理理列列方方程程(或或对对全全过过程程运运用用动动能定理列方程能定理列方程)2021/8/11 星期三14 例例2 2冰冰壶壶比比赛赛是在水平冰面上是在水平冰面上进进行的体育行的体育项项目，比目，比赛场赛场地示意如地示意如图图251所示比所示比赛时赛时，运，运动员动员从起滑架从起滑架处处推着冰推着冰壶壶出出发发，在投，在投掷线掷线AB处处放手放手让让冰冰壶壶以一定的

5、速度滑出，使冰以一定的速度滑出，使冰壶壶的停止位置尽量靠近的停止位置尽量靠近圆圆心心O.为为使冰使冰壶壶滑行得更滑行得更远远，运，运动员动员可可以用毛刷擦冰以用毛刷擦冰壶壶运行前方的冰面，使冰运行前方的冰面，使冰壶壶与冰面与冰面间间的的动动摩擦因摩擦因数减小数减小设设冰冰壶壶与冰面与冰面间间的的动动摩擦因数摩擦因数为为10.008，用毛刷擦，用毛刷擦冰面后冰面后动动摩擦因数减少至摩擦因数减少至20.004.在某次比在某次比赛赛中，运中，运动员动员使使冰冰壶壶C在投在投掷线掷线中点中点处处以以2 m/s的速度沿虚的速度沿虚线线滑出滑出为为使冰使冰壶壶C能能够够沿虚沿虚线线恰好到达恰好到达圆圆心心

6、O点，运点，运动员动员用毛刷擦冰面的用毛刷擦冰面的长长度度应应为为多少？多少？(g取取10 m/s2)2021/8/11 星期三152021/8/11 星期三16【点点评评】应应用用动动能能定定理理解解答答多多过过程程的的运运动动问问题题时时，需需要要准准确确分分析析物物体体在在每每一一过过程程的的受受力力情情况况和和运运动动情情况况，明明确确各各阶阶段运动的联系和能量变化情况段运动的联系和能量变化情况2021/8/11 星期三17变式题 如如图图252所示，所示，AB为为水平水平轨轨道，道，A、B间间距离距离x2.25 m，BCD是半径是半径为为R0.40 m的的竖竖直半直半圆圆形形轨轨道，

7、道，B为为两两轨轨道的道的连连接点，接点，D为轨为轨道的最高点一小物道的最高点一小物块质块质量量为为m1.2 kg，它与水平，它与水平轨轨道和半道和半圆圆形形轨轨道道间间的的动动摩擦因数均摩擦因数均为为0.20.小物小物块块在在F12 N的水平力作用下从的水平力作用下从A点由静止开始运点由静止开始运动动，到达，到达B点点时时撤去力撤去力F，小物，小物块刚块刚好能到达好能到达D点，点，g取取10 m/s2，试试求：求：(1)撤去撤去F时时小物小物块块的速度大小；的速度大小；(2)在半在半圆圆形形轨轨道上小物道上小物块块克服摩擦力做的功克服摩擦力做的功2021/8/11 星期三182021/8/1

8、1 星期三192021/8/11 星期三20探究点三动能定理在系统中的应用探究点三动能定理在系统中的应用1动动能能定定理理既既适适用用于于做做直直线线运运动动的的物物体体，也也适适用用于于做做动动量量与能量与能量的物体的物体2动动能能定定理理既既适适用用于于恒恒力力做做功功，也也适适用用于于变变力力做做功功；力力既既可以同可以同时时作用，也可以分段作用；力可以是各种性作用，也可以分段作用；力可以是各种性质质的力的力3如如果果在在某某个个运运动动过过程程中中包包含含有有几几个个不不同同运运动动性性质质的的阶阶段段(如如加加速速、减减速速阶阶段段)，可可以以分分段段应应用用动动能能定定理理，也也可

9、可以以对对全全程程应应用用动动能定理，一般能定理，一般对对全程列式更全程列式更简单简单2021/8/11 星期三214因因为为动动能能定定理理中中功功和和动动能能均均与与参参考考系系的的选选取取有有关关，所所以以动动能能定定理理也也与与参参考考系系的的选选取取有有关关在在中中学学物物理理中中一一般般取取地地面面为为参参考系考系5动动能能定定理理建建立立的的是是外外力力做做的的总总功功和和物物体体动动能能变变化化之之间间的的一一个个双双向向关关系系：既既可可以以由由总总功功求求物物体体动动能能的的变变化化，又又可可以以由由动动能能的的变变化求化求总总功它是求解功它是求解变变力做功的有效方法力做功

10、的有效方法6动动能能定定理理通通常常适适用用于于单单个个物物体体或或可可看看成成单单个个物物体体的的系系统统如如果果涉涉及及系系统统，因因为为要要考考虑虑内内力力做做的的功功，所所以以要要十十分分慎慎重重在在中中学学阶阶段段可可以以先先分分别别对对系系统统内内每每一一个个物物体体应应用用动动能能定定理理，然然后后再再联联立求解立求解2021/8/11 星期三22 例例3 3 如如图图253所示，所示，质质量量为为m的物体的物体A以速度以速度v0在平在平台上运台上运动动，滑到与平台等高、，滑到与平台等高、质质量量为为M的静止小的静止小车车B上小上小车车B在光滑水平地面上，物体在光滑水平地面上，物

11、体A与与B之之间间的的动动摩擦因数摩擦因数为为.不不计计A的体的体积积，为为使使A在小在小车车B上不致滑出，上不致滑出，试问试问小小车车B的的长长度度L至少至少为为多少？多少？2021/8/11 星期三232021/8/11 星期三242021/8/11 星期三25变式题如如图图254所所示示，在在水水平平桌桌面面的的边边角角处处有有一一轻轻质质光光滑滑的的定定滑滑轮轮K，一一条条不不可可伸伸长长的的轻轻绳绳绕绕过过K分分别别与与物物块块A、B相相连连，A、B的的质质量量分分别别为为mA、mB.开开始始时时系系统统处处于于静静止止状状态态现现用用一一水水平平恒恒力力F拉拉物物块块A，使使物物块

12、块B上上升升已已知知当当B上上升升距距离离为为h时时，B的的速速度度为为v.求求此此过过程程中中物物块块A克克服服摩摩擦擦力力所所做做的的功功(重力加速度重力加速度为为g)2021/8/11 星期三262021/8/11 星期三27【备备选选理理由由】通通过过本本题题加加强强对对本本专专题题知知识识在在现现代代科科技技、生生活活与生产中的应用的了解，灵活掌握发动机类问题的实际应用与生产中的应用的了解，灵活掌握发动机类问题的实际应用12011年年3月月，以以法法、美美为为首首的的多多国国部部队队空空袭袭了了利利比比亚亚美美国国空空军军在在往往返返利利比比亚亚的的过过程程中中，美美军军战战机机进进

13、行行了了空空中中加加油油空空中中加加油油的的过过程程大大致致如如下下：首首先先是是加加油油机机和和受受油油机机必必须须按按照照预预定定时时间间在在预预定定地地点点会会合合，然然后后受受油油机机和和加加油油机机实实施施对对接接，对对接接成成功功后后，加加油油系系统统根根据据信信号号自自动动接接通通油油路路加加油油完完毕毕后后，受受油油机机根根据据加加油油机机的的指指挥挥进进行行脱脱离离，整整个个加加油油过过程程便便完完成成了了(如如图图所所示示)在在加加、受受油油机机加加油油过过程程中中，若若加加油油机机和和受受油油机机均均保保持持匀匀速速运运动，且运动时所受阻力与重力成正比，则动，且运动时所受

14、阻力与重力成正比，则()2021/8/11 星期三28A加油机和受油机不一定是相加油机和受油机不一定是相对对静止的静止的B加油机和受油机的速度可能不相等加油机和受油机的速度可能不相等C加加油油机机向向受受油油机机供供油油，受受油油机机质质量量增增大大，必必须须减减小小发发动动机的机的输输出功率出功率D加加油油机机向向受受油油机机供供油油，加加油油机机质质量量减减小小，必必须须减减小小发发动动机的机的输输出功率出功率2021/8/11 星期三29【解解析析】D加加油油过过程程中中应应保保持持加加油油机机和和受受油油机机间间的的相相对对距距离离不不变变，选选项项A、B均均错错误误；加加油油机机向向

15、受受油油机机供供油油，加加油油机机质质量量减减小小，受受油油机机质质量量增增大大，因因所所受受阻阻力力与与重重力力成成正正比比，欲欲保保持持匀匀速速运运动动，加加油油机机应应逐逐渐渐适适当当减减小小发发动动机机的的输输出出功功率率，受受油机油机则则逐逐渐渐适当增大适当增大发动发动机的机的输输出功率出功率2021/8/11 星期三302某某兴兴趣趣小小组组设设计计了了如如图图所所示示的的玩玩具具轨轨道道，其其中中“2008”四四个个等等高高数数字字用用内内壁壁光光滑滑的的薄薄壁壁细细圆圆管管弯弯成成，固固定定在在竖竖直直平平面面内内(所所有有数数字字均均由由圆圆或或半半圆圆组组成成，圆圆半半径径

16、比比细细管管的的内内径径大大得得多多)，底底端端与与水水平平地地面面相相切切弹弹射射装装置置将将一一个个小小物物体体(可可视视为为质质点点)以以va5 m/s的的水水平平初初速速度度由由a点点弹弹出出，从从b点点进进入入轨轨道道，依依次次经经过过“8002”后后从从P点点水水平平抛抛出出小小物物体体与与地地面面ab段段间间的的动动摩摩擦擦因因数数0.3，不不计计其其他他机机械械能能损损失失已已知知ab段段长长L1.5 m，数数字字“0”的半径的半径R0.2 m，小物体，小物体质质量量m0.01 kg，g10 m/s2.求：求：(1)小物体从小物体从P点抛出后的水平射程点抛出后的水平射程(2)小小物物体体经经过过数数字字“0”的的最最高高点点时时管管道道对对小小物物体体作作用用力力的的大小和方向大小和方向2021/8/11 星期三31【答案】【答案】(1)0.8 m(2)0.3 N方向竖直向下方向竖直向下【解析】【解析】(1)设小物体运动到设小物体运动到P点时的速度大小为点时的速度大小为v，对小物体由对小物体由a运运动动到到P过过程程应应用用动动能定理得：能定理得：2021/8/11 星期三322021/8/11 星期三332021/8/11 星期三34