高中物理专题三机械能守恒定律(含解析)新人教版必修2
19页1、高中物理专题三机械能守恒定律(含解析)新人教版必修2专题三 机械能守恒定律重点名称重要指数重点1功和功率重点2动能定理及应用重点3机械能守恒重点4功能关系重点1:功和功率【要点解读】1对功的理解(1)功是过程量:描述了力的作用效果在空间上的累积,它总与一个具体过程相联系。功与具体的某一个力或某几个力对应,学习时要注意是哪一个力或哪几个力的功,以及所对应的过程。(2)做的功的两个必要因素物体受到力的作用;物体在力的方向上有位移。2对公式WFlcos的理解对公式WFlcos可以有两种理解:一种是力F在位移l方向上的分力Fcos与位移l的乘积;另一种是力F与在力F方向上的位移lcos的乘积。3对正功和负功的理解(1)功是标量,只有量值,没有方向。功的正、负并不表示功的方向,而且也不是数量上的正与负。我们既不能说“正功与负功的方向相反”,也不能说“正功大于负功”,它们仅仅表示相反的做功效果。)比较做功多少时,只比较功的绝对值。(2)判断力是否做功及做功正负的方法看力F的方向与位移l的方向间的夹角常用于恒力做功的情形。看力F的方向与速度v的方向间的夹角常用于曲线运动的情形。若为锐角则做正功,若为
2、直角则不做功,若为钝角则做负功。4对公式P和PFv的理解【考向1】功的概念。【例题】(福州八县(市)一中20142015学年高一下学期联考)质量为m的小物块在倾角为的斜面上处于静止状态,如图所示。若斜面体和小物块一起以速度v沿水平方向向右做匀速直线运动,通过一段位移s。斜面体对物块的摩擦力和支持力的做功情况是()A摩擦力做正功,支持力做正功B摩擦力做正功,支持力做负功C摩擦力做负功,支持力做正功D摩擦力做负功,支持力不做功【答案】BWFfFfscos0WFNFNscos(90)0所以选项B正确。【名师点睛】 (1)式中F一定是恒力。若是变力,中学阶段一般不用上式求功。 (2)式中的l是力的作用点的位移,也为物体对地的位移。是F的方向与l的方向间的夹角。 (3)力对物体做的功只与F、l、三者有关,与物体的运动状态等因素无关。【考向2】功率的概念。【例题】(武汉市部分重点中学20142015学年高一下学期期中联考)关于功率,下列说法中正确的是()A根据P可知,机械做功越多,其功率就越大B根据PFv可知,汽车的牵引力一定与其速度成反比 C根据P可知,只要知道时间t内所做的功,就可知任意时刻的
3、功率D根据PFv可知,发动机的功率一定时, 交通工具的牵引力与运动速度成反比【答案】D【名师点睛】利用P计算出的是时间t内力对物体做功的平均功率。PFv 仅适用于力与速度同向时,一般求解瞬时速度,但若速度为平均速度时,所求功率为平均功率。 重点2:动能定理及应用【要点解读】对动能定理的理解1表达式的理解(1)公式WEk2Ek1中W是合外力做的功,不是某个力做的功,W可能是正功,也可能是负功。(2)Ek2、Ek1分别是末动能和初动能,Ek2可能大于Ek1,也可能小于Ek1。2W的求法动能定理中的W表示的是合外力的功,可以应用WF合lcos(仅适用于恒定的合外力)计算,还可以先求各个力的功再求其代数和,WW1W2Wn。3适用范围动能定理应用广泛,直线运动、曲线运动、恒力做功、变力做功、同时做功、分段做功等各种情况均适用。4动能定理的应用(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:(3)明确研究对象在过程的始末状态的动能Ek1和Ek2;(4)列出动能定理的方程W合Ek2Ek1及其他必要的解题方程,进行求解。注意事项:(1)动能定理的研究对象可以是单一物
4、体,或者是可以看做一物体的物体系统。(2)动能定理是求解物体的位移或速率的简捷公式。当题目涉及位移和速度而不涉及时间时可优先考虑动能定理;处理曲线运动中的速率问题时也要优先考虑动能定理。(3)若过程包含了几个运动性质不同的分过程,既可分段考虑也可整个过程考虑。但求功时,有些力不是全过程都做功,必须根据不同的情况分别对待求出总功。(4)应用动能定理时,必须明确各力做功的正、负。当一个力做负功时,可设物体克服该力做功为W,将该力做功表达为W,也可以直接用字母W表示该力做功,使其字母本身含有负号。【考向1】动能定理的初步应用。【例题】质量为m50kg的滑雪运动员,以初速度v04m/s从高度为h10m的弯曲滑道顶端A滑下,到达滑道底端B时的速度vt10m/s。求:滑雪运动员在这段滑行过程中克服阻力做的功。(g取10m/s2)【答案】2900J设克服摩擦力做的功为W,根据动能定理,有mghWmvmv,可得W2900J。【考向2】动能定理解决变力做功。【例题】一质量为m的小球,用长为l的轻绳悬挂于O点。小球在水平力F作用下,从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点,如图所示,则力F所做的功为()Amglc
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