2019-2020年高考物理 第五章 機(jī)械能教案.doc

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2019-2020年高考物理 第五章 機(jī)械能教案 知識(shí)網(wǎng)絡(luò) 專題要點(diǎn) 1.做功的兩個(gè)重要因素：有力作用在物體上且使物體在力的方向上發(fā)生了位移。功的求解可利用求，但F為恒力；也可以利用F-l圖像來(lái)求；變力的功一般應(yīng)用動(dòng)能定理間接求解。 2.功率是指單位時(shí)間內(nèi)的功，求解公式有，，當(dāng)時(shí)，即F與v方向相同時(shí)，P=FV。 3.常見的幾種力做功的特點(diǎn) ⑴重力、彈簧彈力，電場(chǎng)力、分子力做功與路徑無(wú)關(guān) ⑵摩擦力做功的特點(diǎn) ①單個(gè)摩擦力（包括靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力）可以做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功。②相互作用的一對(duì)靜摩擦力做功的代數(shù)和總等于零，在靜摩擦力做功的過(guò)程中，只有機(jī)械能的轉(zhuǎn)移，沒(méi)有機(jī)械能的轉(zhuǎn)化為其他形式的能；相互作用的一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功的代數(shù)和不為零，且總為負(fù)值，在一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功的過(guò)程中，不僅有相互摩擦物體間機(jī)械能的轉(zhuǎn)移，還有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量等于系統(tǒng)機(jī)械能的減少，等于滑動(dòng)摩擦力與相對(duì)路程的乘積。 ③摩擦生熱，是指動(dòng)摩擦生熱，靜摩擦不會(huì)生熱 4.幾個(gè)重要的功能關(guān)系 ⑴重力的功等于重力勢(shì)能的變化，即 ⑵彈力的功等于彈性勢(shì)能的變化，即 ⑶合力的功等于動(dòng)能的變化，即 ⑷重力之外的功（除彈簧彈力）的其他力的功等于機(jī)械能的變化，即 ⑸一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功等于系統(tǒng)中內(nèi)能的變化， ⑹分子力的功等于分子勢(shì)能的變化。 典例精析 題型1.（功能關(guān)系的應(yīng)用）從地面豎直上拋一個(gè)質(zhì)量為m的小球，小球上升的最大高度為H。設(shè)上升過(guò)程中空氣阻力為F恒定。則對(duì)于小球上升的整個(gè)過(guò)程，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ） 小球動(dòng)能減少了mgH 小球機(jī)械能減少了FH 小球重力勢(shì)能增加了mgH 小球加速度大于重力加速度g 解析：由動(dòng)能定理可知，小球動(dòng)能的減小量等于小球克服重力和阻力F做的功為（mg+F）H，A錯(cuò)誤；小球機(jī)械能的減小等于克服阻力F做的功，為FH，B正確；小球重力勢(shì)能的增加等于小球小球克服重力做的功，為mgH，C正確；小球的加速度，D正確。 規(guī)律總結(jié)：功是能量轉(zhuǎn)化的量度，有以下幾個(gè)功能關(guān)系需要理解并牢記 ⑴重力做功與路徑無(wú)關(guān)，重力的功等于重力勢(shì)能的變化 ⑵滑動(dòng)摩擦力（或空氣阻力）做的功與路徑有關(guān)，并且等于轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能 ⑶合力做功等于動(dòng)能的變化 ⑷重力（或彈力）以外的其他力做的功等于機(jī)械能的變化 題型2.（功率及機(jī)車啟動(dòng)問(wèn)題） 審題指導(dǎo)：1.在汽車勻加速啟動(dòng)時(shí)，勻加速運(yùn)動(dòng)剛結(jié)束時(shí)有兩大特點(diǎn) ⑴牽引力仍是勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的牽引力，即仍滿足 ⑵ 2.注意勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度并不是整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的最大速度 題型3.（動(dòng)能定理的應(yīng)用）如圖所示，豎直平面內(nèi)的軌道ABCD由水平軌道AB與光滑的四分之一圓弧軌道CD組成，AB恰與圓弧CD在C點(diǎn)相切，軌道固定在水平面上。一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從軌道的A端以初動(dòng)能E沖上水平軌道AB，沿著軌道運(yùn)動(dòng)，由DC弧滑下后停在水平軌道AB的中點(diǎn)。已知水平軌道AB長(zhǎng)為L(zhǎng)。求： （1）小物塊與水平軌道的動(dòng)摩擦因數(shù) 解析：（1）小物塊最終停在AB的中點(diǎn)，在這個(gè)過(guò)程中，由動(dòng)能定理得 得 規(guī)律總結(jié)：應(yīng)用動(dòng)能定理要比動(dòng)力學(xué)方法方便、簡(jiǎn)潔。只有應(yīng)用動(dòng)力學(xué)方法可以求解的勻變速直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，一般應(yīng)用動(dòng)能定理都可以求解。盡管動(dòng)能定理是應(yīng)用動(dòng)力學(xué)方法推導(dǎo)出來(lái)的，但它解決問(wèn)題的范圍更廣泛。 針對(duì)典型精析的例題題型，訓(xùn)練以下習(xí)題 1. 如圖，一輕繩的一端系在固定粗糙斜面上的O點(diǎn)，另一端系一小球．給小球一足夠大的初速度，使小球在斜面上做圓周運(yùn)動(dòng)．在此過(guò)程中， O A．小球的機(jī)械能守恒 B．重力對(duì)小球不做功 C．繩的張力對(duì)小球不做功 D．在任何一段時(shí)間內(nèi)，小球克服摩擦力所做的功總是等于小球動(dòng)能的減少 點(diǎn)撥：此題屬于功能關(guān)系的應(yīng)用。由于摩擦力做功，機(jī)械能不守恒，任一時(shí)間內(nèi)小球克服摩擦力所做的功總是等于小球機(jī)械能的減少。轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程重力做功，繩的張力總與運(yùn)動(dòng)方向垂直，不做功。此題選C。 O /sm－1 F/N 6103 2103 2. 如圖是汽車牽引力F和車速倒數(shù)的關(guān)系圖像，若汽車質(zhì)量為2103kg，由靜止開始沿平直公路行駛，阻力恒定，最大車速為30m/s，則在車速為15m/s時(shí)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)功率為__________W；該汽車作勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為________s. 點(diǎn)撥：功率及機(jī)場(chǎng)啟動(dòng)問(wèn)題。 由圖知當(dāng)v=15m/s時(shí)，F(xiàn)=4103N<6104N,因此仍處在額定功率階段，勻加速運(yùn)動(dòng)末速度，又v=at，， F=6103N，解之得t=5s. 2、（09年全國(guó)卷Ⅱ）20. 以初速度v0豎直向上拋出一質(zhì)量為m的小物體。假定物塊所受的空氣阻力f大小不變。已知重力加速度為g，則物體上升的最大高度和返回到原拋出點(diǎn)的速率分別為 A．和 B．和 C．和 D．和