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类型2018年高考物理 备考艺体生百日突围系列 专题06 机械能(含解析).doc

  • 上传人:无敌
  • 文档编号:322232
  • 上传时间:2018-03-28
  • 格式:DOC
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    2018年高考物理 备考艺体生百日突围系列 专题06 机械能(含解析).doc
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    1、1专题 06 机械能第一部分 机械能特点描述本专题涉及的内容是动力学内容的继续和深化,其中的机械能守恒定律、能量守恒定律比牛顿运动定律的适用范围更广泛,是自然界中普遍适用的基本规律,因此是高中物理的重点,也是高考考查的重点之一。题目类型以计算题为主,选择题为辅,大部分试题都与牛顿定律、圆周运动、及电磁学等知识相互联系,综合出题。许多试题思路隐蔽、过程复杂、灵活性强、难度较大。从高考试题来看,功和机械能守恒依然为高考命题的热点之一。机械能守恒和功能关系是高考的必考内容,具有非常强的综合性。重力势能、弹性势能、机械能守恒定律、功能关系、能的转化和守恒定律是本单元的重点。弹力做功和弹性势能变化的关系

    2、是典型的变力做功,应予以特别地关注。第二部分 知识背一背一、功1.做功的两个要素(1)作用在物体上的力。(2)物体在力的方向上发生的位移。2.公式: cosFlW(1) 是力与位移方向之间的夹角, l 为物体对地的位移。(2)该公式只适用于恒力做功。二、功率1.物理意义:描述力对物体做功的快慢。2.公式:(1) tP(P 为时间 t 内的平均功率)。(2) cosFv( 为 F 与 v 的夹角)。3.额定功率:机械正常工作时的最大功率。4.实际功率:机械实际工作时的功率,要求不能大于额定功率。三、机车的启动1.机车的输出功率 FvP。其中 F 为机车的牵引力,匀速行驶时,牵引力等于阻力。2.两

    3、种常见的启动方式(1)以恒定功率启动:机车的加速度逐渐减小,达到最大速度时,加速度为零。(2)以恒定加速度启动:机车的功率_逐渐增大_,达到额定功率后,加速度逐渐减小,当加速度减小到零时,速度最大。四、动能1.定义:物体由于运动而具有的能。22.表达式: 21mvEk。3.物理意义:动能是状态量,是标量。(填“矢量”或“标量”)4.单位:动能的单位是焦耳。五、动能定理1.内容:在一个过程中合外力对物体所做的功,等于物体在这个过程中动能的变化。2.表达式: 212mvW3.物理意义:合外力的功是物体动能变化的量度。4.适用条件(1)动能定理既适用于直线运动,也适用于曲线运动。(2)既适用于恒力做

    4、功,也适用于变力做功。(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。六、机械能守恒定律1.重力做功的特点(1)重力做功与路径无关,只与始末位置的高度差有关。(2)重力做功不引起物体机械能的变化。2.机械能守恒定律:在只有重力或弹簧弹力做功的情况下,物体的动能与势能相互转化,但机械能的总量保持不变。七、功能关系1.功和能(1)功是能量转化的量度,即做了多少功就有多少能量发生了转化。(2)做功的过程一定伴随着能量的转化,而且能量的转化必须通过做功来实现。2.常见的几种功能对应关系(1)合外力做功等于物体 动能的改变。(2)重力做功等于物体重力势能的改变。(3)弹簧弹力做功等于弹性势

    5、能的改变。(4)除了重力和弹簧弹力之外的其他力所做的总功,等于物体机械能的改变,即。(功能原理)八、能量守恒定律1.内容:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变。2.表达式: E 减 = E 增 。第三部分 技能+方法一、功 的计算31.判断正、负功的方法(1)根据力和位移方向之间的夹角判断:此法常用于恒力做功,夹角为锐角时做正功,夹角为钝角时做负功,夹角为直角时不做功。(2)根据力和瞬时速度方向的夹角判断:此法常用于判断质点做曲线运动时变力做的功,夹角为锐角时做正功,夹角为钝角时做负功,夹角

    6、为直角时不做功。(3)根据能量转化与守恒定律判断:若在该力作用下物体的能量增加,则该力对物体做正功,反之则做负功。2.功的大小计算(1)恒力做的功:直接用 cosFlW计算。(2)合外力做的功方法一:先求合外力 F,再用 l求功;方法二:先求各个力做的功 W1、 W2、 W3再用求代数和的方法确定合外力做的功。(3)变力做的功.应用动能定理求解 212mv; 1用 PtW求解,其中变力的功率 P 不变; 2将变力做功转化为恒力做功,此法适用于力的大小不变,方向与运动方向相同或相反,或力的方向不变, 3大小随位移均匀变化的情况。 二 功率的计算首先判断待求的功率是瞬时功率还是平均功率(1)平均功

    7、率的计算方法: tWP或 cosvF(2)瞬时功率的计算方法: ,其中 v 是该时刻的瞬时速度。【例 1】如下图所示,质量分别为 M 和 m 的两物块(Mm)分别在同样大小的恒力作用下,沿水平面由静止开始做直线运动,两力与水平面的夹角相同,两物块经过相同的位移设此过程中 F1对 M 做的功为 W1,F 2对 m 做的功为 W2,则 ( )A若水平面光滑,则 W1W2B若水平面粗糙,则 W1W2C若水平面粗糙,则 W10,表示物体的动能增大.E k0,表示物体的动能减小.(3)同一物体速度的变化量相同,但动能的变化量不相同.3.动能定理公式中等号表明合力做功与物体动能的变化之间的三个关系:(1)

    8、数量关系:即合外力所做的功与物体动能的变化具有等量代换关系。可以通过计算物体动能的变化,求合力的功,进而求得某一力的功。(2)单位相同,国际单位都是焦耳。(3)因果关系:合外力的功是引起物体动能变化的原因。4.动能定理叙述中所说的“外力”,既可以是重力、弹力、摩擦力,也可以是电场力、磁场力或其他力。5.动能定理中涉及的物理量有 F、 x、 m、 v、 W、 Ek等,在处理含有上述物理量的问题时,优先考虑使用动能定理.6.高中阶段动能定理中的位移和速度一般以地面或相对地面静止的物体为参考系。五、重力做功与重力势能1.重力做功与重力势能变化的关系8(1)定性关系:重力对物体做正功,重力势 能就减小

    9、;重力对物体做负功,重力势能就增大。(2)定量关系:重力对物体做的功等于物体重力势能的减少量,即 WG=-(Ep2-Ep1)=Ep1-Ep2.(3)重力势能的变化是绝对的,与参考面的选取无关。2.弹力做功与弹性势能变化的关系(1)弹力做功与弹性势能变化的关系类似于重力做功与重力势能变化的关系,用公式表示: W= Ep.(2)对于弹性势能,一般物体的弹性形变量越大,弹性势能越大。 【例 7】如图所示,两个质量相等的小球从同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止自由滑下,下滑到达斜面底端的过程中 ( )A.两物体所受重力做功相同B.两物体所受合外力冲量相同C.两物体到达斜面底端时时间相同D.两物体到

    10、达斜面底端时动能不同【答案】 A【例 8】如图所示,一半径为 R,粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置,直径 POQ 水平。一质量为m 的质点自 P 点上方高度 R 处由静止开始下落,恰好从 P 点进入轨道。质点滑到轨道最低点 N 时,对轨道的压力为 4mg,g 为重力加速度的大小。用 W 表示质点从 P 点运动到 N 点的过程中客服摩擦力所做的功。9则 ( )A mgRW21,质点恰好可以到达 Q 点B ,质点不能到达 Q 点C g21,质点到达 Q 后,继续上升一段距离D mRW,质点到达 Q 后,继续上升一段距离【答案】 CmgFN【考点定位】功能关系【方法技巧】动能定理分析摩擦力做

    11、功是基础,对于滑动摩擦力一定要注意压力的变化,最大的误区是根10据对称性误认为左右两部分摩擦力做功相等。【例 9】如图所示,轻杆 AB 长 l,两端各连接一个小球(可视为质点) ,两小球质量关系为12ABm,轻杆绕距 B 端 3处的 O 轴在竖直平面内顺时针自由转动。当轻杆转至水平位置时,A 球速度为 3gl,则在以后的运动过程中 ( )AA 球机械能守恒B当 B 球运动至最低点时,球 A 对杆作用力等于 0C.当 B 球运动到最高点时,杆对 B 球作用力等于 0D.A 球从图示位置运动到最低点的过程中,杆对 A 球做功等于 0【答案】 B六 、机械能守恒的判断1机械能守恒的条件:只有重力或系统内的弹力做功。可以从以下两个方面理解:(1)只受重力作用,例如在不考虑空气阻力的情况下的各种抛体运动,物体的机械能守恒。(2)受其他力,但其他力不做功,只有重力或弹力做功。例如物体沿光滑的曲面下滑,受重力、曲面的支持力的作用,但曲面的支持力不做功,物体的机械能守恒。2判断方法

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