1、实验五 探究动能定理考点互动探究 教师备用习题 课时巩固训练一、实验目的探究外力对物体做功与物体速度变化的关系 ,通过实验数据分析 ,总结出做功与物体速度二次方成正比关系 .二、实验器材小车 (前面带小钩 )、 100200 g的砝码、长木板 (两侧适当的对称位置钉两个铁钉 )、 及纸带、低压交流电源及导线 (使用电火花计时器时用 220 V交流电源 )、 56条相同的 、毫米刻度尺 . 打点计时器橡皮筋考点一 实验原理和实验操作考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究 注意事项本实验中对小车做的功应该为合力做的功 ,实验中采用将木板倾斜的方法 ,使
2、重力对小车做的功抵消摩擦力对小车做的功 ,则橡皮筋对小车的拉力做的功即合力对小车做的功 ;判断摩擦力是否被平衡的方法是轻推小车 ,由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否做匀速运动 .考点二 数据处理与误差分析考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点三 实验拓展与实验创新考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究教师备用习题教师备用习题实验六 验证机械能守恒定律考点互动探究 教师备用习题 课时巩固训练一、实验目的验证机械能守恒定律 .二、
3、实验器材铁架台 (含铁夹 )、 、交流电源及导线、纸带、复写纸片、 、重物 (带纸带夹 ). 打点计时器 毫米刻度尺考点一 实验原理和实验操作考点互动探究(1)“验证机械能守恒定律 ”的实验中应控制实验条件 ,使运动过程满足机械能守恒的条件 ,尽量减小各种阻力的影响 ,可采取以下措施 : 安装打点计时器时 ,必须使两个限位孔的中线严格竖直 ,以减小摩擦阻力 ;图 S6-1考点互动探究 选用质量和密度较大的重物 ,增大重力可使阻力的影响相对减小 ,增大密度可以减小体积 ,可使空气阻力减小 . 释放纸带前要保持纸带竖直、静止不动 ,先接通电源 ,待打点计时器工作稳定后再释放纸带 .考点互动探究考点
4、互动探究考点互动探究考点互动探究考点二 数据处理与误差分析考点互动探究考点互动探究2 误差分析(1)空气阻力及摩擦阻力的存在产生系统误差 :本实验中 ,由于重物和纸带在下落过程中要克服空气阻力、打点计时器对纸带的摩擦阻力做功 ,因此动能的增加量Ek稍小于重力势能的减少量 Ep,即 EkEp.(3)打点计时器产生的误差 : 由于交流电周期的变化 ,引起打点时间间隔变化而产生误差 .当交流电的频率升高时 ,实际打点时间间隔小于理论时间间隔 ,导致测得的速度小于实际速度 ; 计数点选择不好、振动片振动不均匀或纸带放置方法不正确引起摩擦造成实验误差 .考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考
5、点互动探究考点三 同类实验拓展与创新考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究教师备用习题教师备用习题教师备用习题教师备用习题教师备用习题教师备用习题教师备用习题教师备用习题第 13讲 PART 13功 功率教材知识梳理 考点互动探究 教师备用习题一、功1 力做功的两个要素 :力和物体在 发生的位移 . 2 定义式 :W= ,仅适用于 做功 ,功的单位为 ,功是 量 . 3 物理意义 :功是 转化的量度 . 教材知识梳理力的方向上.Flcos 恒力 焦耳 (J)标能量教材知识梳理时间快慢平均平均功率 瞬时功率Fv教材知识梳理考点一 功的正负的判断和计算
6、考点互动探究考向一 功的正负的判断方法(1)恒力做功的判断 :若物体做直线运动 ,则依据力与位移的夹角来判断 .(2)曲线运动中功的判断 :若物体做曲线运动 ,则依据 F与 v的夹角来判断 .当0 90时 ,力对物体做正功 ;当 90 180时 ,力对物体做负功 ;当 =90时 ,力对物体不做功 .(3)依据能量变化来判断 :根据功是能量转化的量度 ,若有能量转化 ,则一定有力对物体做功 .此法常用于两个相联系的物体之间的相互作用力做功的判断 .考点互动探究考点互动探究点评 是否做功的判断 :功是力对位移的积累效果 ,“积累 ”是逐渐聚集的意思 ,显然 ,只具有力或位移谈不上积累 ,因而也没有
7、功 ,做功的过程也就是能量转化的过程 ,所以还可以通过有没有能量转化来判断 .考点互动探究考点互动探究考向二 恒力及合力做功的计算1 恒力做功的计算方法恒力做功的计算要严格按照公式 W=Flcos 进行 .应先对物体进行受力分析和运动分析 ,确定力、位移及力与位移之间的夹角 ,用 W=Flcos 直接求解或利用动能定理求解 .2 合力做功的计算方法方法一 :先求合力 F合 ,再用 W合 =F合 lcos 求功 .方法二 :先求各个力做的功 W1、 W2、 W3 再利用 W合 =W1+W2+W3+ 求合力做的功 .考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究 规律总结(1)重力、弹簧弹力、电
8、场力、分子力做功与位移有关 ,与路径无关 .(2)滑动摩擦力、空气阻力、安培力做功与路径有关 .(3)摩擦力做功有以下特点 单个摩擦力 (包括静摩擦力和滑动摩擦力 )可以做正功 ,也可以做负功 ,还可以不做功 . 相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零 ;相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数和不为零 ,且总为负值 . 相互作用的一对滑动摩擦力做功过程中会发生物体间机械能的转移和机械能转化为内能 ,内能 Q=fx相对 .考点二 变力做功考点互动探究考向一 “微元法 ”求变力做功将物体的位移分割成许多小段 ,因小段很小 ,每一小段上作用在物体上的力可以视为恒力 ,这样就将变力做功转化为在无数多个
9、无穷小的位移上的恒力所做功的代数和 ,此法适用于求解大小不变、方向改变的变力做功 .考点互动探究考点互动探究考向二 “图像法 ”求变力做功在 F-x图像中 ,图线与 x轴所围 “面积 ”的代数和就表示力 F在这段位移内所做的功 ,且位于 x轴上方的 “面积 ”为正功 ,位于 x轴下方的 “面积 ”为负功 ,但此方法只适用于便于求图线与 x轴所围面积的情况 (如三角形、矩形、圆等规则的几何图形 ).考点互动探究考点互动探究考向三 “转化法 ”求变力做功通过转换研究的对象 ,可将变力做功转化为恒力做功 ,用 W=Flcos 求解 ,如轻绳通过定滑轮拉物体运动过程中拉力做功问题 .考点互动探究考点互
10、动探究考向四 “平均力 ”求变力做功考点互动探究考点互动探究 规律总结除了以上变力做功形式 ,还存在其他变力做功情况 ,平时要注意多总结 .(1)用功率求功 :机车类发动机保持功率 P恒定做变速运动时 ,牵引力是变力 ,牵引力做的功 W=Pt.(2)恒力做功和变力做功均可应用动能定理求解 (详见下一讲 ).考点三 功率的分析与计算考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究 规律总结计算功率的基本思路 :(1)首先要弄清楚计算的是平均功率还是瞬时功率 .(2)平均功率与一段时间 (或过程 )相对应 ,计算时应明确是哪个力在哪段时间 (或过程 )内做功的平均功率 .(3)瞬时功率计算时应明确
11、是哪个力在哪个时刻 (或状态 )的功率 ,求解瞬时功率时 ,如果 F与 v不同向 ,可用力 F乘力 F方向的分速度或速度 v乘速度 v方向的分力求解 .考点四 机车启动问题考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究第 14讲 PART 14动能 动能定理教材知识梳理 考点互动探究 教师备用习题一、物体的动能1 动能 :物体由于 而具有的能量叫作动能 ;物体的动能跟物体的 和 有关 . 2 表达式 :Ek= ,式中 v为瞬时速度 ;动能的单位是 . 3 矢标性 :动能是 (选填 “矢量 ”或 “标量 ”). 4 相对性 :动能具有相对性 ,物体动能的大小与 的选择有关 ,一般取地面为参考系
12、 . 5 动能是 (选填 “状态 ”或 “过程 ”)量 ,动能的变化量是 (选填 “状态 ”或 “过程 ”)量 . 教材知识梳理运动质量 速度焦耳 (J)标量参考系状态 过程二、动能定理1 内容 :(合 )力在一个过程中对物体所做的功 ,等于物体在这个过程中 的变化 . 2 表达式 :W= . 3 意义 :动能定理指出了外力对物体所做的总功与物体 之间的关系 ,即合外力做的功是物体 变化的量度 . 4 适用范围 :(1)动能定理既适用于直线运动 ,也适用于 运动 ;(2)既适用于恒力做功 ,也适用于 做功 ;(3)力可以是各种性质的力 ,既可以同时作用 ,也可以不同时作用 . 教材知识梳理动能
13、动能的变化动能曲线变力教材知识梳理考点一 动能定理的理解考点互动探究1 对 “外力 ”的两点理解 :(1)“外力 ”可以是重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力等 ,它们可以同时作用,也可以不同时作用 .(2)“外力 ”既可以是恒力 ,也可以是变力 .2 公式中 “=”体现的三个关系 :数量关系 合力做的功与物体动能的变化相等单位关系 国际单位都是焦耳因果关系 合力做功是物体动能变化的原因考点互动探究3 标量性动能是标量 ,功也是标量 ,所以动能定理是一个标量式 ,不存在方向的选取问题 .当然动能定理也就不存在分量的表达式 .例如 ,以相同大小的初速度不管向什么方向抛出 ,在最终落到地面上速度大小
14、相同的情况下 ,所列的动能定理的表达式都是一样的 .4 高中阶段动能定理中的位移和速度必须相对于同一个参考系 ,一般以地面或相对地面静止的物体为参考系 .考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点二 动能定理的应用考点互动探究1 应用动能定理解题时 ,应对运动过程中物体受力情况和运动情况进行分析 ,在分析运动过程时不需要深究物体运动过程中状态变化的细节 ,只需考虑整个过程中有哪些力对物体做功 ,做正功还是负功 ,以及运动过程初、末状态物体的动能 .2 应用动能定理解题基本步骤考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究 规律总结(1)动能定理往往用于单个物体的运动过程
15、 ,由于不涉及加速度及时间 ,比动力学研究方法要简便 .(2)动能定理表达式是一个标量式 ,在某个方向上应用动能定理没有任何依据 .(3)当物体的运动包含多个不同过程时 ,可分段应用动能定理求解 ;当所求解的问题不涉及中间的速度时 ,也可以全过程应用动能定理求解 .(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,则该力做功为 -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 .考点三 动能定理与图像结合问题考点互动探究解决物理图像问题的基本步骤考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究 规
16、律总结动能定理与图像结合问题的分析方法(1)观察题目给出的图像 ,弄清纵坐标、横坐标所对应的物理量及图线与坐标轴所表示的物理意义 .(2)根据物理规律推导出纵坐标与横坐标所对应的物理量间的函数关系式 .(3)将推导出的物理规律与数学上与之对应的标准函数关系式相对比 ,找出图线的斜率、截距、交点及图线与横坐标轴所围的面积对应的物理意义 ,分析解答问题 .或者利用函数图线上的特定值代入函数关系式求物理量 .图线与横坐标轴所围的面积的意义 : v-t图线与横轴围成的面积表示物体的位移 ; a-t图线与横轴围成的面积表示物体速度的变化量 ; F-x图线与横轴围成的面积表示力所做的功 ; P-t图线与横
17、轴围成的面积表示力所做的功 .考点四 动能定理解决单体多过程问题考点互动探究(1)由于多过程问题的受力情况、运动情况比较复杂 ,从动力学的角度分析多过程问题往往比较复杂 ,但是 ,用动能定理分析问题 ,是从总体上把握其运动状态的变化 ,并不需要从细节上了解 .因此 ,动能定理的优越性就明显地表现出来了 ,分析力的作用是看力做的功 ,也只需把所有的力做的功累加起来即可 .(2)运用动能定理解决问题时 ,有两种思路 :一种是全过程列式 ,另一种是分段列式 .(3)全过程列式时 ,涉及重力、弹簧弹力、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 : 重力做的功取决于物体的初、末位置 ,与
18、路径无关 ; 大小恒定的阻力或摩擦力做的功等于力的大小与路程的乘积 . 弹簧弹力做功与路径无关 .考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究第 15讲 PART 15机械能守恒定律及其应用教材知识梳理 考点互动探究 教师备用习题一、重力势能与重力做功1 物体的重力势能等于它所受的 与所处位置的 的乘积 ,Ep= ,是标量 . 2 重力势能是物体和 所共有的 .重力势能的大小与零势能面的选取有关 ,但重力势能的变化量与零势能面的选取无关 . 3 重力做功与物体运动的路径无关 ,只与重力及 有关 ,WG=mgh.重力做功与重力势能变化的关系 :WG=-Ep. 二、弹性势能1 定义
19、 :物体由于发生 而具有的能 ,是标量 . 2 弹力做功与弹性势能变化的关系 :W=-Ep.教材知识梳理重力 高度 mgh地球初、末位置的高度差弹性形变三、机械能守恒定律1 内容 :在只有重力或 (弹簧 )弹力做功的物体系统内 ,动能和势能可以互相转化 ,而总的机械能保持不变 .2 表达式(1)守恒角度 :E1=E2.(2)转化角度 :Ek=-Ep.(3)转移角度 :EA=-EB.3 判断方法 :(1)只有重力或系统内弹簧弹力做功 ;(2)只有动能和势能之间转化 ,没有其他能量参与 .教材知识梳理教材知识梳理考点一 机械能守恒的理解和判断考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动
20、探究考点互动探究考点互动探究 规律总结机械能是否守恒的判断方法 :(1)利用机械能的定义判断 :如果物体动能、势能之和不变 ,则机械能守恒 .(2)利用机械能守恒条件判断 :只有重力对单一物体做功 ,则机械能守恒 ;只有重力或 (弹簧、橡皮筋 )弹力对系统做功 ,或重力和弹力以外的其他力对系统做的总功为零 ,则系统的机械能守恒 .(3)利用能量转化判断 :若物体系统与外界没有能量交换 ,或系统内没有机械能与其他形式能的转化 ,则系统机械能守恒 .注意弹簧弹力对物体做功时 ,弹簧和物体系统的机械能守恒 ,物体的机械能并不守恒 .考点二 单体机械能守恒的应用考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点
21、互动探究考点互动探究 规律总结机械能守恒定律是解答能量问题的基本方法之一 ,分析运动过程中物体的机械能是否守恒是解题的关键 ,在解决物体的运动问题时应优先考虑用能量方法 ,如曲线运动、含弹簧类运动问题等 .应用时首先要对研究对象进行受力分析和运动分析 ,以确定在所研究的过程中机械能是否守恒 ,再选合适的表达式求解 .应用机械能守恒定律求解多过程问题时可对全过程应用机械能守恒定律列式求解 .考点三 多物体的机械能守恒问题考点互动探究考点互动探究考点互动探究 题根分析系统机械能守恒时 ,内部的相互作用力分为两类 :(1)刚体产生的弹力 :如轻绳产生的弹力 ,斜面产生的弹力 ,轻杆产生的弹力等 .(
22、2)弹簧产生的弹力 :系统中有弹簧 ,弹簧的弹力在整个过程中做功 ,弹性势能参与机械能的转化 .轻绳的拉力、斜面的弹力、轻杆产生的弹力做功 ,使机械能在相互作用的两物体间进行等量的转移 ,系统的机械能守恒 .虽然弹簧的弹力也做功 ,但包括弹簧在内的系统机械能也守恒 .对系统应用机械能守恒定律列方程的角度 :(1)系统初态的机械能等于末态的机械能 ;(2)系统中某些物体减少的机械能等于其他物体增加的机械能 .考点互动探究 变式网络考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点互动探究考点四 非质点的机械能守恒问题考点互动探究考点互动探究考点互动探究 规律总结在应用机械能守恒定律处理实际问题时 ,经常遇到 “链条 ”“液柱 ”类的物体 ,其在运动过程中将发生形变 ,其重心位置相对物体也发生变化 ,因此不能将这类物体再看成质点来处理 .虽然不能将物体看成质点来处理 ,但因只有重力做功 ,物体整体机械能守恒 .一般情况下 ,可将物体分段处理 ,确定质量分布均匀的规则物体各部分的重心位置 ,根据初、末状态物体重力势能的变化列式求解 .教师备用习题教师备用习题教师备用习题
