2022年高三物理第一轮复习——机械能高质量,解析详细,知识点齐全,本人亲自总结和解答的.docx

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1、精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -第五章机械能学问网络：单元切块：依据考纲的要求,本章内容可以分成四个单元,即：功和功率.动能、势能、动能定理. 机械能守恒定律及其应用. 功能关系 动量能量综合. 其中重点是对动能定理、 机械能守恒定律的懂得, 能够娴熟运用动能定理、 机械能守恒定律分析解决力学问题. 难点是动量能量综合应用问题. 1功和功率教学目标：懂得功和功率的概念, 会运算有关功和功率的问题培育同学分析问题的基本方法和基本技能教学重点： 功和功率的概念教学难点： 功和功率的运算教学方法： 讲练结合,运算机帮助教学教学过程：一、功1功

2、功是力的空间积存效应.它和位移相对应 （也和时间相对应） .运算功的方法有两种：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页,共 46 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -（ 1）依据定义求功.即：W=Fscos . 在高中阶段,这种方法只适用于恒力做功.当 02 时 F 做正功,当2 时 F 不做功,当2时 F 做负功.这种方法也可以说成是：功等于恒力和沿该恒力方向上的位移的乘积.（ 2）用动能

3、定理W= Ek 或功能关系求功.当F 为变力时,高中阶段往往考虑用这种方法求功. 这里求得的功是该过程中外力对物体做的总功（或者说是合外力做的功）.这种方法的依据是：做功的过程就是能量转化的过程,功是能的转化的量度.假如知道某一过程中能量转化的数值,那么也就知道了该过程中对应的功的数值.【例 1】如下列图, 质量为 m 的小球用长L 的细线悬挂而静止在竖直位置.在以下三种情形下,分别用水平拉力F 将小球拉到细线与竖直方向成 角的位置.在此过程中,拉力 F 做的功各是多少？用 F缓慢的拉.L F 为恒力.Fm如 F为恒力,而且拉到该位置时小球的速度刚好为零.可供选择的答案有可编辑资料 - - -

4、 欢迎下载精品_精品资料_A. FLcosB. FLsinC. FL 1cosD. mgL 1cos可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解析：如用 F 缓慢的拉,就明显F 为变力,只能用动能定理求解.F 做的功等于该过程克服重力做的功.选D如 F为恒力,就可以直接按定义求功.选B如 F为恒力, 而且拉到该位置时小球的速度刚好为零,那么按定义直接求功和按动能定理求功都是正确的.选B、 D可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_在第三种情形下,由FL sin= mgL 1cos,可以得到Fmg1cos sintan,可见2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_在摆角为

5、时小球的速度最大.实际上,由于F 与 mg 的合力也是恒力,而绳的拉力始2终不做功,所以其成效相当于一个摆,我们可以把这样的装置叫做“歪摆”.【例 2】如下列图,线拴小球在光滑水平面上做匀速圆周运动,圆的半径是1m ,球的质量是0.1kg,线速度 v=1m/s ,小球由 A 点运动到B 点恰好是半个圆周.那么在这段运 动中线的拉力做的功是（）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 2 页,共 46 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - -

6、 - - - - - - - - -A 0B 0.1JC 0.314JD无法确定解析： 小球做匀速圆周运动,线的拉力为小球做圆周运动的向心力,由于它总是与运动方向垂直,所以,这个力不做功.故A 是正确的.【例 3】下面列举的哪几种情形下所做的功是零（） A卫星做匀速圆周运动,的球引力对卫星做的功 B平抛运动中,重力对物体做的功C举重运动员,扛着杠铃在头上的上方停留10s,运动员对杠铃做的功 D木块在粗糙水平面上滑动,支持力对木块做的功解析： 引力作为卫星做圆周运动的向心力,向心力与卫星运动速度方向垂直,所以,这个力不做功. 杠铃在此时间内位移为零.支持力与位移方向垂直,所以, 支持力不做功.故

7、 A、C、D 是正确的.【例 4】用力将重物竖直提起,先是从静止开头匀加速上升,紧接着匀速上升.假如前后两过程的运动时间相同,不计空气阻力,就（）A加速过程中拉力做的功比匀速过程中拉力做的功大B匀速过程中拉力做的功比加速过程中拉力做的功大C两过程中拉力做的功一样大 D上述三种情形都有可能解析： 应先分别求出两过程中拉力做的功,再进行比较. 重物在竖直方向上仅受两个力作用,重力mg 、拉力 F.匀加速提升重物时,设拉力为F1,物体向上的加速度为a,依据牛顿其次定律得 F1-mg=ma拉力 F1 所做的功可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_W1F1s1m ga 1 at 221 m g

8、2aat 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_匀速提升重物时,设拉力为F2,依据平稳条件得F2=mg可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_匀速运动的位移s2vtattat 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页,共 46 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -所以匀速提升重物时拉力的功可编辑资料 - - - 欢迎下载精品

9、_精品资料_W2F2 s22mgat可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_比较、式知：当ag 时, W1W2 .当 a=g 时, W1W2 .当 ag 时, W1W2故 D 选项正确.点评： 可见,力对物体所做的功的多少,只打算于力、位移、力和位移间夹角的大小,而跟物体的运动状态无关.在肯定的条件下, 物体做匀加速运动时力对物体所做的功,可以大于、等于或小于物体做匀速直线运动时该力的功.2功的物理含义关于功我们不仅要从定义式W=Fs cos 进行懂得和运算,仍应懂得它的物理含义功是能量转化的量度,即：做功的过程是能量的一个转化过程,这个过程做了多少功,就有多少能量发生了转化对物体做正

10、功,物体的能量增加做了多少正功,物体的能量就增加了多少.对物体做负功,也称物体克服阻力做功,物体的能量削减,做了多少负功, 物体的能量就削减多少因此功的正、 负表示能的转化情形,表示物体是输入了能量仍是输出了能量【例 5】质量为m 的物体,受水平力F 的作用,在粗糙的水平面上运动,以下说法中正确选项（）A假如物体做加速直线运动, F 肯定做正功B假如物体做减速直线运动, F 肯定做负功C假如物体做减速直线运动, F 可能做正功D假如物体做匀速直线运动, F 肯定做正功解析： 物体在粗糙水平面上运动,它必将受到滑动摩擦力,其方向和物体相对水平面的运动方向相反.当物体做加速运动时,其力 F 方向必

11、与物体运动方向夹锐角（含方向相同）,这样才能使加速度方向与物体运动的方向相同.此时,力F 与物体位移的方向夹锐角,所以,力F 对物体做正功,A 对.当物体做减速运动时,力 F 的方向可以与物体的运动方向夹锐角也可以夹钝角（含方向相反）,只要物体所受合力与物体运动方向相反即可,可见,物体做减速运动时,力F 可能对物体做正功,也可能对物体做负功,B 错, C 对.当物体做匀速运动时,力 F 的方向必与滑动摩擦力的方向相反,即与物体位移方向相同,所以,力F 做正功, D 对.故 A、C、D 是正确的.【例 6】如下列图,匀称长直木板长L=40cm,放在水平桌面上,它的右端与桌边相 齐,木板质量m =

12、2kg,与桌面间的摩擦因数 =0.2,今用水平推力F 将其推下桌子,就水可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页,共 46 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -平推力至少做功为（）（g 取 10/s 2）A 0.8JB 1.6JC8JD 4J解析：将木板推下桌子即木块的重心要通过桌子边缘,水平推力做的功至少等于克服可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_滑动摩擦力做的功,WFsLmg0

13、.220.42020.8 J.故 A 是正确的.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3一对作用力和反作用力做功的特点（ 1）一对作用力和反作用力在同一段时间内,可以都做正功、或者都做负功,或者一个做正功、一个做负功,或者都不做功.（ 2）一对作用力和反作用力在同一段时间内做的总功可能为正、可能为负、也可能为零.（ 3）一对互为作用反作用的摩擦力做的总功可能为零（静摩擦力）、可能为负（滑动摩擦力）,但不行能为正.点评： 一对作用力和反作用力在同一段时间内的冲量肯定大小相等,方向相反,矢量和为零.【例 7】 关于力对物体做功,以下说法正确选项（） A一对作用力和反作用力在相同时间内做的

14、功肯定大小相等,正负相反B不论怎样的力对物体做功,都可以用W=Fscos C合外力对物体不作功,物体必定做匀速直线运动 D滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体做正功或负功解析： 一对作用力和反作用力肯定大小相等、方向相反, 而相互作用的两物体所发生 的位移不肯定相等,它们所做的功不肯定大小相等,所以,它们所做的功不肯定大小相等,正负相反. 公式 W=Fscos ,只适用于恒力功的运算.合外力不做功, 物体可以处于静止.滑动摩擦力、 静摩擦力都可以做正功或负功,如： 在一加速行驶的卡车上的箱子,如箱子在车上打滑（有相对运动）,箱子受滑动摩擦力,此力对箱子做正功.如箱子不打滑（无相对运动）,箱子受静摩

15、擦力,对箱子也做正功.故D 是正确的.二、功率功率是描述做功快慢的物理量.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（ 1）功率的定义式：PW ,所求出的功率是时间t 内的平均功率.t可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 5 页,共 46 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -（ 2）功率的运算式：P=Fvcos ,其中 是力与速度间的夹角.该公

16、式有两种用法：求某一时刻的瞬时功率.这时F 是该时刻的作用力大小,v 取瞬时值,对应的 P 为 F 在该时刻的瞬时功率.当 v 为某段位移（时间）内的平均速度时,就要求这段位移（时间）内F 必需为恒力,对应的P 为 F 在该段时间内的平均功率.重力的功率可表示为PG=mgv y,即重力的瞬时功率等于重力和物体在该时刻的竖直分速度之积.a汽车的两种加速问题.当汽车从静止开头沿水平面加速v运动时,有两种不同的加速过程,但分析时采纳的基本公式都f是 P=Fv 和 F-f = maF恒定功率的加速.由公式P=Fv 和 F-f=ma 知,由于P 恒定,随着v 的增大, F 必将减小, a 也必将减小,汽

17、车做加速度不断减小的加速运动,直到F=f, a=0,这时 v 达到最可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_mP大值 v mFPm .可见恒定功率的加速肯定不是匀加速.这种加速过程发动机做的功只f可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_能用 W=Pt 运算,不能用W=Fs运算（由于F 为变力）.恒定牵引力的加速.由公式P=Fv 和 F-f=ma 知,由于 F 恒定,所以a 恒定,汽车做匀加速运动,而随着v 的增大, P 也将不断增大,直到P 达到额定功率Pm ,功率不能再可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_增大了.这时匀加速运动终止,其最大速度为vPmmFPmvmf

18、,此后汽车要想连续可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_加速就只能做恒定功率的变加速运动了.可见恒定牵引力的加速时功率肯定不恒定.这种加速过程发动机做的功只能用W=F s 运算,不能用W=P t 运算（由于P 为变功率）.要留意两种加速运动过程的最大速度的区分.【例 8】质量为 2t 的农用汽车,发动机额定功率为30kW,汽车在水平路面行驶时 能达到的最大时速为54km/h .如汽车以额定功率从静止开头加速,当其速度达到 v=36km/h 时的瞬时加速度是多大？解析： 汽车在水平路面行驶达到最大速度时牵引力F 等于阻力f,即 Pm=f vm,而速度为 v 时的牵引力F=Pm/ v,再

19、利用F-f=ma,可以求得这时的a=0.50m/s 2【例 9】卡车在平直大路上从静止开头加速行驶,经时间t 前进距离s,速度达到最大值 vm.设此过程中发动机功率恒为P,卡车所受阻力为f,就这段时间内,发动机所做的功为（）A PtB fsCPt =fsD fvm t解析： 发动机所做的功是指牵引力的功.由于卡车以恒定功率运动,所以发动机所做的功应等于发动机的功率乘以卡车行驶的时间,A 对. B 项给出的是卡车克服阻力做的 功,在这段时间内,牵引力的功除了克服阻力做功外仍要增加卡车的功能,B 错. C 项给出的是卡车所受外力的总功.D 项中, 卡车以恒功率前进,将做加速度逐步减小的加速可编辑资

20、料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 6 页,共 46 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_运动,达到最大速度时牵引力等于阻力,阻力f 乘以最大速度vm 是发动机的功率,再乘可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_以 t 恰是发动机在t 时间内做的功.故A D 是正确的.【例 10】质量为m、额定功率为P 的汽车在平直大路上行驶.如汽车行驶时所受阻力

21、大小不变,并以额定功率行驶,汽车最大速度为v1,当汽车以速率v2（ v2t 2,P1P2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_5 C 由速度一时间图像可得加速度a=0.5m/s2由牛顿其次定律：2F-mg=ma可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_mgma F210.5 N可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_P=Fv=10.5 2 2=42W可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_pWFstt10.524421W可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_应选项 C 正确.6 C 飞机匀速飞行时,发动机牵引力等于飞机所受阻力,当飞机飞行速度为原先的2

22、 倍时, 阻力为原先的4 倍,发动机产生的牵引力亦为原先的4 倍,由 P=Fv,此时发动机的功率为原先的8 倍.7解：设物体质量为m,受恒力F1 时, F1 ma1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_就 a1 F1 mta1经 t 时间的位移s12212 / mFt12可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_此时速度 va1tF1 t /m,之后受恒力F2 向左,与 v 方向相反,就物体做匀减速直可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_线运动： F2ma 2,加速度a2 F2 m ,经 t 时间又回到原动身点,此过程位

23、移为s,方向可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_向左,就力F2 做正功.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_因位移与v 的方向相反,就有svt1 a t 222可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 10 页,共 46 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢

24、迎下载精品_精品资料_12即sa2 tvt 21 F2 t 22 mF1t tm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_与式联立可得F23F1 ,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_就力 F2 做的功W23W1 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_所以 W11W238解：在功的定义式W=Fscos中, s 是指力 F 的作用点的位移.当物块从A 点运动可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_到 B 点时,连接物块的绳子在定滑轮左侧的长度变小,sHsinHsi

25、n,由于绳不能可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_伸缩,故力F 的作用点的位移大小等于s.而这里物块移动的位移大小为（Hcot -Hcot ）,可见此题力F 作用点的位移大小不等于物块移动的位移大小.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_依据功的定义式,有WFsF HsinHsin100 J可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_教学后记内容简洁, 同学把握较好, 功的运算方法很多,关键是引导同学把握不同的工的运算方法,仍有汽车启动的两种模型.动能势能动能定理教学目标：懂得功和能的概念,把握动能定理,会娴熟的运用动能定懂得答有关问题教学重点： 动能定理教学难点：

26、动能定理的应用教学方法： 讲练结合,运算机帮助教学教学过程：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_一、动能1定义：物体由于运动而具有的能,叫动能.其表达式为：2对动能的懂得E1 mv2 .k2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（ 1）动能是一个状态量,它与物体的运动状态对应动能是标量它只有大小,没有方向,而且物体的动能总是大于等于零,不会显现负值可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 11 页,共 46 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -（ 2）动能是相对的,它与参照物的选取亲密相关如行驶中的汽车上的物品,对汽车上的乘客,物品动能是零.但对路边的行人,物品的动能就不为零.3动能与动量的比较（ 1）动能和动量都是由质量和速度共同打算的物理量,可编辑资料 - -