功和能(二轮).ppt

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1、专题专题:功和能功和能 高三物理第二轮复习高三物理第二轮复习-求求求求“功功功功”的几种方法的几种方法的几种方法的几种方法1 1.整合、重组主干知识整合、重组主干知识二轮复习任务二轮复习任务:2.2.熟练掌握处理问题的基本方法熟练掌握处理问题的基本方法,提高解题速度提高解题速度例例例例1:1:倾角为倾角为,宽度为宽度为L的足够长的的足够长的”U”形平行粗糙的金属导轨形平行粗糙的金属导轨固定在磁感应强度为固定在磁感应强度为B,范围足够大的匀强磁场中范围足够大的匀强磁场中,磁场的方向垂磁场的方向垂直于斜面向上直于斜面向上.用平行于轨道的牵引力用平行于轨道的牵引力F拉一根质量为拉一根质量为m的垂直的

2、垂直放在导轨上的金属棒放在导轨上的金属棒ab，使之由静止开始沿轨道向上运动。牵，使之由静止开始沿轨道向上运动。牵引力的功率恒为引力的功率恒为P，棒与导轨接触良好棒与导轨接触良好当金属棒移动位移为当金属棒移动位移为S时，时，获得稳定速度获得稳定速度Vm，此过程中整个系统产生的热量为，此过程中整个系统产生的热量为Q，设，设棒与棒与导轨接触良好，导轨接触良好，求：求：（1）此过程中牵引力所做的功？）此过程中牵引力所做的功？（2）金属棒从静止到稳定速度）金属棒从静止到稳定速度 时，所需的时间？时，所需的时间？PBFMNabQ 例例例例1:1:倾角为倾角为,宽度为宽度为L的足够长的的足够长的”U”形平行

3、形平行粗糙粗糙的金属导的金属导轨固定在磁感应强度为轨固定在磁感应强度为B,范围足够大的匀强磁场中范围足够大的匀强磁场中,磁场的方磁场的方向向垂直垂直于斜面向上于斜面向上.用平行于轨道的牵引力用平行于轨道的牵引力F拉一根质量为拉一根质量为m的垂直放在导轨上的金属棒的垂直放在导轨上的金属棒ab，使之由，使之由静止静止开始沿轨道向上开始沿轨道向上运动。牵引力功率恒为运动。牵引力功率恒为P，当金属棒移动位移为，当金属棒移动位移为S时，获得时，获得稳定速度稳定速度Vm，此过程中整个系统产生的热量为，此过程中整个系统产生的热量为Q，设，设棒与导棒与导轨接触良好，求：轨接触良好，求：（1）此过程中牵引力所做

4、的功？）此过程中牵引力所做的功？（2）金属棒从静止到稳定速）金属棒从静止到稳定速 度时，所需的时间？度时，所需的时间？PBFMNabQ mL粗糙粗糙V0=0牵引力的功率恒为牵引力的功率恒为P金属棒移动位移为金属棒移动位移为S获得稳定速度获得稳定速度Vm整个系统产生的热量为整个系统产生的热量为Q求：（求：（1）此过程中牵引力所做的功？）此过程中牵引力所做的功？（2）金属棒从静止到稳定速度时，所需的时间？）金属棒从静止到稳定速度时，所需的时间？PBFMNabQ mL粗糙粗糙V0=0运动过程运动过程 分析分析联想联想 解题解题基本思路基本思路物理解题基本方法物理解题基本方法明确研究明确研究 对象对象

5、受力分析受力分析 物理规律物理规律 选择选择GFNfF安安牵引力的功率恒为牵引力的功率恒为P，金属棒移动位移为金属棒移动位移为S获得稳定速度获得稳定速度Vm整个系统产生的热量为整个系统产生的热量为Q求：（求：（1）此过程中牵引力所做的功？）此过程中牵引力所做的功？（2）金属棒从静止到稳定速度时，所需的时间？）金属棒从静止到稳定速度时，所需的时间？PBFMNabQ mL粗糙粗糙V0=0解法一解法一：W=FS解法二解法二：W=Pt求：（求：（1）此过程中牵引力所做的功？）此过程中牵引力所做的功？GFfNF安安PBFMNabQ mL粗糙粗糙V0=0牵引力的功率恒为牵引力的功率恒为P金属棒移动位移为金

6、属棒移动位移为S获得稳定速度获得稳定速度Vm整个系统产生的热量为整个系统产生的热量为Q解法三：根据动能定理：解法三：根据动能定理：W=EK用动能定理解答问题用动能定理解答问题:(1)明确研究对象明确研究对象 (2)要要受力分析受力分析受力分析受力分析,分清有分清有多少个力多少个力多少个力多少个力做功做功,是是 恒力恒力恒力恒力 做功做功 还是还是 变力变力变力变力 做功做功 是是 正功正功正功正功 还是还是 负功负功负功负功 或或 不做功不做功不做功不做功(3)明确明确初、末状态初、末状态初、末状态初、末状态 求：（求：（1）此过程中牵引力所做的功？）此过程中牵引力所做的功？解法三：根据动能定

7、理：解法三：根据动能定理：W=EKWF+WG+Wf+W安安=-0WF mgh Q=-0WF=mgs sin+Q+GFfNF安安PBFMNabQ mL粗糙粗糙V0=0牵引力的功率恒为牵引力的功率恒为P金属棒移动位移为金属棒移动位移为S获得稳定速度获得稳定速度Vm整个系统产生的热量为整个系统产生的热量为QWf +W安安=-Q问问:力力F与重力的合力所做的功等于电阻与重力的合力所做的功等于电阻 R上发出上发出 焦耳热焦耳热,对吗对吗?GFfNF安安PBFMNabQ mL粗糙粗糙RWF+WG+Wf+W安安=-0求求:（2）金属棒从静止到稳定速度时，所需的时间？）金属棒从静止到稳定速度时，所需的时间？G

8、FfNF安安PBFMNabQ mL粗糙粗糙V0=0牵引力的功率恒为牵引力的功率恒为P金属棒移动位移为金属棒移动位移为S获得稳定速度获得稳定速度Vm整个系统产生的热量为整个系统产生的热量为Q解法二：解法二：W F=P t m解法一解法一：根据：根据mm 求功的常见三种方法求功的常见三种方法:（1）W=FS cos （2）利用）利用 W=P t （3）利用动能定理）利用动能定理 W=EK 或或 功能关系功能关系W=FS cosW=P tW=EK适用适用条件条件 F:恒力恒力P:保持保持 不不变变F:恒力或恒力或变变力力 注意注意事事项项F:明确明确 哪个力哪个力 做的功做的功S:对对地位移地位移

9、:F与与S间夹间夹角角 P与与W对对同一个力同一个力W：合外力做的功：合外力做的功 其它求功方法：其它求功方法：（2）将变力做功转化为恒力做功）将变力做功转化为恒力做功（1）利用）利用F-S图象法图象法(恒力恒力)例例例例2:2:用恒力用恒力F拉不可伸长轻质绳拉不可伸长轻质绳,把物块从把物块从A拉到拉到B，忽略绳与滑轮间的摩擦，求忽略绳与滑轮间的摩擦，求:这过程中拉力这过程中拉力T对物块对物块做多少功做多少功?WT=WF=求功的常见三种方法求功的常见三种方法:（1）W=FS cos （2）利用）利用 W=P t （3）利用动能定理）利用动能定理 W=EK 或或 功能关系功能关系其它求功方法：其

10、它求功方法：（1）利用）利用F-S图象法图象法（2）将变力做功转化为恒力做功）将变力做功转化为恒力做功 重重 力力 做功做功 电场力电场力 做功做功 洛伦兹力洛伦兹力 做功做功 各个力的各个力的做功特点做功特点:摩擦力摩擦力 做功做功（一对静摩擦力、一对滑动摩擦力）（一对静摩擦力、一对滑动摩擦力）v0V共共 ff/S1S2dv2Av0AfBf/BS1S2v1L 重重 力力 做功做功 电场力电场力 做功做功 洛伦兹力洛伦兹力 做功做功 各个力的各个力的做功特点做功特点:摩擦力摩擦力 做功做功（一对静摩擦力、一对滑动摩擦力）（一对静摩擦力、一对滑动摩擦力）弹弹 力力(支持力、压力支持力、压力)做功

11、做功劈劈 A 放在光滑的水平桌面上，斜面光滑，把放在光滑的水平桌面上，斜面光滑，把 B 物体放在物体放在 A 斜面顶端斜面顶端由静止滑下，则在下滑过程中，由静止滑下，则在下滑过程中，A 对对 B 的弹力对的弹力对 B 做功为做功为 W1，B 对对 A 的弹力对的弹力对 A 做功为做功为 W2，对下列关系正确的是：，对下列关系正确的是：A、W1 O B、W1=O W2=O C、W1 O W2 O W2 ONN1SS1S2ABN1N2N1(A)例例例例3:3:判断一个力做判断一个力做正功正功还是还是负功负功方法方法:（1）F与与V之间夹角之间夹角 （2）F与与S之间的夹角之间的夹角 （3）用能量的

12、观点）用能量的观点问：小球由静止释放问：小球由静止释放,向下摆动的过程中向下摆动的过程中 绳拉力对车的做功情况绳拉力对车的做功情况?光滑光滑PBFMNabQ mL粗糙粗糙V0=0d0fdcde牵引力的功率恒为牵引力的功率恒为PPBFMNabQ mL粗糙粗糙V0=0光滑光滑bFPMa NQmLV0=0粗糙粗糙VtFOxF02F0d0d0+dF0已知已知B例例4:倾角为倾角为的足够长的的足够长的”U”形平行光滑的金属导轨宽度为形平行光滑的金属导轨宽度为L,在两导轨间在两导轨间cdfe矩形区域内有宽为矩形区域内有宽为d 的匀强磁场，磁感应强度为的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直斜面向上。用平行于轨

13、道的牵引力，方向垂直斜面向上。用平行于轨道的牵引力F拉一根质量为拉一根质量为m的垂直放在导轨上金属棒的垂直放在导轨上金属棒ab，使之由静止开始沿轨道向上运，使之由静止开始沿轨道向上运动，棒动，棒ab以速度以速度 Vt 离开磁场离开磁场,开始运动时棒与磁场左边界相距开始运动时棒与磁场左边界相距d0，棒与导轨接触良好，棒与导轨接触良好,导轨电阻不计导轨电阻不计,F随随ab与初始位置的距离与初始位置的距离x变化情况如图变化情况如图,F0已知。求（已知。求（1）全程中牵引力所做的功？）全程中牵引力所做的功？（2）棒）棒ab通过磁场区域的过程中，整个回路所消耗的电能？通过磁场区域的过程中，整个回路所消耗

14、的电能？fPBFMab d0dcdeXFOxF02F0d0d0+d例例4:倾角为倾角为的足够长的的足够长的”U”形平行形平行光滑光滑的金属导轨宽度为的金属导轨宽度为L,在两导轨间在两导轨间cdfe矩形区域内有宽为矩形区域内有宽为d 的匀强磁场，磁感应强度的匀强磁场，磁感应强度为为B，方向，方向垂直垂直斜面向上。斜面向上。用平行于轨道的牵引力用平行于轨道的牵引力F拉一根质量拉一根质量为为m的垂直放在导轨上金属棒的垂直放在导轨上金属棒ab，使之由，使之由静止静止开始沿轨道向上开始沿轨道向上运动，运动，棒棒ab以速度以速度 Vt 离开磁场离开磁场,开始运动时棒与磁场左边界相开始运动时棒与磁场左边界相

15、距距d0，棒与导轨接触良好棒与导轨接触良好,导轨电阻不计导轨电阻不计,F随随ab与初始位置的距与初始位置的距离离x变化情况如图变化情况如图,F0已知已知。求（求（1）全程中牵引力所做的功？）全程中牵引力所做的功？（2）棒棒ab通过磁场区域的过程中，整个回路所消耗的电能通过磁场区域的过程中，整个回路所消耗的电能？PfBFMab d0dcdeXFOxF02F0d0d0+d求：求：（1）全程中牵引力所做的功？）全程中牵引力所做的功？（2）棒）棒ab通过磁场区域过程中，整个回路所消耗电能？通过磁场区域过程中，整个回路所消耗电能？fPBFMab d0dcdeXFOxF02F0d0d0+dV0=0光滑光滑

16、mLVtF0已知已知GFNGFNF安安h求：求：（1）全程中牵引力所做的功？）全程中牵引力所做的功？（2）棒）棒ab通过磁场区域过程中，整个回路所消耗电能？通过磁场区域过程中，整个回路所消耗电能？fPBFMab d0dcdeXFOxF02F0d0d0+dV0=0光滑光滑mLVtF0已知已知GFNGFNF安安 FOxF02F0d0d0+d求：（求：（1）棒）棒ab从开始运动到刚进入磁场中从开始运动到刚进入磁场中,外力外力F所做的功。所做的功。解解:F浮=水水g V排F浮=水水xa2g ax求求:正方形铁块没入水中过程正方形铁块没入水中过程,浮力对铁块所做功浮力对铁块所做功?FOxF02F0d0d

17、0+d求：（求：（1）棒）棒ab从开始运动到刚进入磁场中从开始运动到刚进入磁场中,外力外力F所做的功。所做的功。解解:求求:（2）棒）棒ab通过磁场区域的过程中，整个回路所消耗电能。通过磁场区域的过程中，整个回路所消耗电能。解解:棒棒ab从静止开始运动到离开磁场过程中从静止开始运动到离开磁场过程中,根据动能定理：根据动能定理：W=EKfPBFMab d0dcdeXGFNGFNF安安E电=求求:（3）当）当d0满足什么条件时，棒满足什么条件时，棒 ab进入磁场后一直进入磁场后一直 做匀速运动？做匀速运动？fPBFMab d0dcdeGFNF安安运动过程运动过程 分析分析联想联想 解题解题基本思路

18、基本思路物理解题基本方法物理解题基本方法明确研究明确研究 对象对象受力分析受力分析 物理规律物理规律 选择选择求功的常见三种方法求功的常见三种方法:（1）W=FS cos （2）利用）利用 W=P t （3）利用动能定理）利用动能定理 W=EK 或或 功能关系功能关系其它求功方法：其它求功方法：（1）利用）利用F-S图象法图象法（2）将变力做功转化为恒力做功）将变力做功转化为恒力做功作业作业:省纲省纲 P P51 51 2 2、3 3、4 4、7 7、10 10 P P54 54 9 9、10 10例例5:如图所示，竖直平面内放一直角杆，杆的水平部如图所示，竖直平面内放一直角杆，杆的水平部 分

19、各套有质量分别为分各套有质量分别为mA=2.0 kg和和mB=1.0 kg的小的小 球球A和和B，已知竖直杆光滑，已知竖直杆光滑,A球与水平杆间的球与水平杆间的 动摩擦因数动摩擦因数=0.20，A、B间用不可伸长的轻绳间用不可伸长的轻绳 相连，图示位置处相连，图示位置处OA=1.5 m，OB=2.0 m g取取10 ms2,若用水平力若用水平力F沿沿 杆向右拉杆向右拉A,使使A由图示位置向由图示位置向 右极缓慢地移动右极缓慢地移动0.5 m,求求:该过程中拉力该过程中拉力F做了多少功做了多少功?例例5:如图所示，竖直平面内放一直角杆，杆的水平如图所示，竖直平面内放一直角杆，杆的水平部分各套有质

20、量分别为部分各套有质量分别为mA=2.0 kg和和mB=1.0 kg的小的小球球A和和B，已知竖直杆光滑，已知竖直杆光滑,A球与水平杆间的球与水平杆间的 动摩动摩擦因数擦因数=0.20，A、B间用不可伸长轻绳相连，图间用不可伸长轻绳相连，图示位置处示位置处OA=1.5 m，OB=2.0 mg取取10 ms2,若用水平力若用水平力F沿杆向沿杆向右拉右拉A,使使A由图示位置向右极缓由图示位置向右极缓慢地移动慢地移动0.5 m,求求:该过程中拉该过程中拉力力F做了多少功做了多少功?GN1fN2G2解：解：由几何关系得：由几何关系得：A向右移动向右移动0.5 m时，球时，球B上升上升的高度为的高度为h=0.5 m,f=(mAg+mBg)=0.2 30=6N 拉力拉力F做功：做功：WF-WG-Wf=0-0 WF=mBgh+fs=5.0+3.0=8.0J