回归基础高考物理冲刺专题复习功和能大纲

会计学1回归基础高考物理冲刺专题复习功和能回归基础高考物理冲刺专题复习功和能大纲大纲知识框架第五单元第五单元 知识框架知识框架第1页/共139页第五单元第五单元 知识框架知识框架第2页/共139页高考要求第五单元第五单元 高考要求高考要求内容内容 要求要求1.1.功功率功功率 2.2.动能做功与动能改变的关系动能做功与动能改变的关系(动能定理动能定理)3.3.重力势能重力做功与重力势能改变的关系重力势能重力做功与重力势能改变的关系 4.4.弹性势能弹性势能 5.5.机械能守恒定律的应用机械能守恒定律的应用 实验实验6.6.验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律 要求正确使用的仪器：打点计要求正确使用的仪器：打点计时器、刻度尺时器、刻度尺 第3页/共139页命题趋势第五单元第五单元 高考要求高考要求本单元是力学的重点内容，其中功和功率、动能定理、本单元是力学的重点内容，其中功和功率、动能定理、机械能守恒定律是历年高考的重点，每年均有相关内容的计算机械能守恒定律是历年高考的重点，每年均有相关内容的计算题或选择题出现，其中，对动能定理考查最多考题密切联系题或选择题出现，其中，对动能定理考查最多考题密切联系生活、生产实际，联系现代科学技术如求人的心脏工作的平生活、生产实际，联系现代科学技术如求人的心脏工作的平均功率、分析均功率、分析“蹦极蹦极”运动过程中人的动能与重力势能和弹性运动过程中人的动能与重力势能和弹性势能的相互转化问题、站台设计的节能问题、求传送带的电动势能的相互转化问题、站台设计的节能问题、求传送带的电动机多消耗的功率等近几年高考中多次出现有关弹簧的弹性势机多消耗的功率等近几年高考中多次出现有关弹簧的弹性势能的考题，解题时需应用能量守恒定律，复习时应引起注意能的考题，解题时需应用能量守恒定律，复习时应引起注意第4页/共139页复习策略第五单元第五单元 复习策略复习策略1.1.本单元主要介绍了五个概念本单元主要介绍了五个概念(功、功率、动能、势能、机械能功、功率、动能、势能、机械能)和两个规律和两个规律(动能定理、机械能守恒定律动能定理、机械能守恒定律)其中，用动能定理和机械能其中，用动能定理和机械能守恒定律研究问题时着眼于物理过程中的功和能量转化，其本质上体现守恒定律研究问题时着眼于物理过程中的功和能量转化，其本质上体现了功和能的关系功能观点为求解力学问题开辟了一条新的解题途径，了功和能的关系功能观点为求解力学问题开辟了一条新的解题途径，也是分析电磁学、热学等问题的一条重要的思路也是分析电磁学、热学等问题的一条重要的思路2 2建议复习时突破以下重点及难点：建议复习时突破以下重点及难点：(1)(1)理解功和能的概念，透彻理解功和能的关系；理解功和能的概念，透彻理解功和能的关系；(2)(2)能熟练地求恒力的功、变力的功、平均功率与瞬时功率；能熟练地求恒力的功、变力的功、平均功率与瞬时功率；(3)(3)能熟练地求动能变化量、重力势能变化量、机械能变化量；能熟练地求动能变化量、重力势能变化量、机械能变化量；第5页/共139页第五单元第五单元 复习策略复习策略(4)(4)掌握利用动能定理解题的方法，会运用动能定理求解变力做掌握利用动能定理解题的方法，会运用动能定理求解变力做功问题；功问题；(5)(5)掌握利用机械能守恒定律解题的方法，会用机械能的转化形掌握利用机械能守恒定律解题的方法，会用机械能的转化形式或转移形式解答多个物体的机械能守恒问题式或转移形式解答多个物体的机械能守恒问题第6页/共139页使用建议第五单元第五单元 使用建议使用建议1 1本单元是高中物理的重要章节使用时要引导学生理解功、本单元是高中物理的重要章节使用时要引导学生理解功、功率、动能、重力势能、弹性势能、机械能的定义会求恒力做功和功率、动能、重力势能、弹性势能、机械能的定义会求恒力做功和变力做功问题，会计算平均功率和瞬时功率，尤其要掌握机车的两种变力做功问题，会计算平均功率和瞬时功率，尤其要掌握机车的两种启动方式：启动方式：(1)(1)以恒定的功率启动；以恒定的功率启动；(2)(2)以恒定的加速度启动会计算以恒定的加速度启动会计算物体的动能、重力势能、弹性势能，会用机械能守恒的条件判断机械物体的动能、重力势能、弹性势能，会用机械能守恒的条件判断机械能是否守恒，能够熟练运用动能定理和机械能守恒定律求解力学综合能是否守恒，能够熟练运用动能定理和机械能守恒定律求解力学综合问题掌握实验：验证机械能守恒定律问题掌握实验：验证机械能守恒定律2 2本单元建议安排本单元建议安排9 9课时：第课时：第1919讲、第讲、第2020讲各讲各2 2课时，第课时，第2121讲讲3 3课时，第课时，第2222讲、单元训练各讲、单元训练各1 1课时课时第7页/共139页第第1919讲讲 描述运动的基本概念描述运动的基本概念 第8页/共139页编读互动第第1919讲讲 编读互动编读互动1 1本讲复习要求学生理解功的概念，掌握功的计算公式本讲复习要求学生理解功的概念，掌握功的计算公式W WFsFscoscos的适用条件，会计算恒力的功和变力的功，能判断某个的适用条件，会计算恒力的功和变力的功，能判断某个力是否做功，做正功还是做负功；理解功率的概念及平均功率与力是否做功，做正功还是做负功；理解功率的概念及平均功率与瞬时功率的区别，会计算平均功率与瞬时功率，会分析处理有关瞬时功率的区别，会计算平均功率与瞬时功率，会分析处理有关机车启动问题机车启动问题2 2本讲例题分类安排思路：本讲例题分类安排思路：(1)(1)恒力做功与变力做功恒力做功与变力做功(2)(2)瞬时功率与平均功率瞬时功率与平均功率(3)(3)机车启动问题机车启动问题第9页/共139页3 3本讲课时安排：本讲课时安排：第一课时：功和功率的定义、恒力做功的计算和应用、变力第一课时：功和功率的定义、恒力做功的计算和应用、变力做功的计算做功的计算(包括平均力法、等效法、图象法、动能定理法、功包括平均力法、等效法、图象法、动能定理法、功能关系法能关系法)第二课时：平均功率和瞬时功率的计算、机车的启动问题第二课时：平均功率和瞬时功率的计算、机车的启动问题第第1919讲讲 编读互动编读互动第10页/共139页考点整合第第1919讲讲 考点整合考点整合变化 Fscos 第11页/共139页第第1919讲讲 考点整合考点整合高度差 h 路径 qU 运动电荷 第12页/共139页第第1919讲讲 考点整合考点整合快慢 Fvcos Fv 第13页/共139页要点探究 探究点一恒力做功与变力做功第第1919讲讲 要点探究要点探究1.1.关于恒力做功关于恒力做功对于恒力做功，可根据功的计算公式对于恒力做功，可根据功的计算公式W WFsFscoscos计算注意公式中计算注意公式中的的s s不是路程而是物体在恒力作用下的对地位移不是路程而是物体在恒力作用下的对地位移2.2.关于变力做功关于变力做功对于变力做功问题，一般通过以下途径求解：对于变力做功问题，一般通过以下途径求解：(1)(1)利用动能定理或功能关系求解；利用动能定理或功能关系求解；(2)(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当力的大小不变，而方向始终与运动的方向相同或者相反时，这当力的大小不变，而方向始终与运动的方向相同或者相反时，这类力的功等于力和路程的乘积，比如滑动摩擦力做功或者空气的阻力做类力的功等于力和路程的乘积，比如滑动摩擦力做功或者空气的阻力做功功第14页/共139页第第1919讲讲 要点探究要点探究第15页/共139页第第1919讲讲 要点探究要点探究例例1 120102010宁夏卷宁夏卷 如图如图19192 2所示，在外力作用下某质所示，在外力作用下某质点运动的点运动的v vt t图象为正弦曲线从图中可以判断图象为正弦曲线从图中可以判断()A A.在在0 0t1t1时间内，外力做正功时间内，外力做正功 B B.在在0 0t1t1时间内，外力的功率逐渐增大时间内，外力的功率逐渐增大C C.在在t2t2时刻，外力的功率最大时刻，外力的功率最大 D D.在在t1t1t3t3时间内，外力做的总功为零时间内，外力做的总功为零AD 第16页/共139页第第1919讲讲 要点探究要点探究第17页/共139页第第1919讲讲 要点探究要点探究 点评点评 本题考查功的分析和计算，同时考查功率的分析，本题考查功的分析和计算，同时考查功率的分析，有一定综合性根据有一定综合性根据v vt t图象可知物体加速度是变化的，则合图象可知物体加速度是变化的，则合外力是变化的，此时可由动能定理进行功的计算若物体受到外力是变化的，此时可由动能定理进行功的计算若物体受到的作用力为恒力，则一般通过功的定义式进行计算，如下面变的作用力为恒力，则一般通过功的定义式进行计算，如下面变式题式题 命题意图命题意图 本题通过本题通过v vt t图象给出物体的运动情况，要求图象给出物体的运动情况，要求学生由运动情况分析物体受力情况，然后进一步研究外力对物学生由运动情况分析物体受力情况，然后进一步研究外力对物体做功情况，逻辑性较强要培养学生对知识的综合运用能体做功情况，逻辑性较强要培养学生对知识的综合运用能力力第18页/共139页第第1919讲讲 要点探究要点探究AD 第19页/共139页第第1919讲讲 要点探究要点探究第20页/共139页第第1919讲讲 要点探究要点探究第21页/共139页第第1919讲讲 要点探究要点探究 探究点二瞬时功率与平均功率第22页/共139页第第1919讲讲 要点探究要点探究例例2 2纯电动概念车纯电动概念车E E1 1是中国馆的镇馆之宝之一若是中国馆的镇馆之宝之一若E E1 1概概念车的总质量为念车的总质量为920 920 kgkg，在，在16 16 s s内从静止加速到内从静止加速到100 100 kmkm/h h(即即27.8 27.8 m m/s s)，受到恒定的阻力为，受到恒定的阻力为1500 1500 N N，假设它做匀加速直线，假设它做匀加速直线运动，其动力系统提供的牵引力为运动，其动力系统提供的牵引力为_N N当当E E1 1概念概念车以最高时速车以最高时速120 120 kmkm/h h(即即33.3 33.3 m m/s s)做匀速直线运动时，其动做匀速直线运动时，其动力系统输出的功率为力系统输出的功率为_kWkW.50 第23页/共139页第第1919讲讲 要点探究要点探究 点评点评 本题考查汽车动力系统的输出功率，其数值上应等于本题考查汽车动力系统的输出功率，其数值上应等于牵引力乘以即时速度，其中牵引力由动力学关系求出，属于小型综牵引力乘以即时速度，其中牵引力由动力学关系求出，属于小型综合性问题合性问题 命题意图命题意图 本题为动力学与功率相联系的综合性问题，贴近本题为动力学与功率相联系的综合性问题，贴近实际，考查学生应用物理知识分析实际问题的能力实际，考查学生应用物理知识分析实际问题的能力第24页/共139页第第1919讲讲 要点探究要点探究C 第25页/共139页第第1919讲讲 要点探究要点探究第26页/共139页第第1919讲讲 要点探究要点探究 探究点三机车启动问题第27页/共139页第第1919讲讲 要点探究要点探究第28页/共139页第第1919讲讲 要点探究要点探究第29页/共139页第第1919讲讲 要点探究要点探究第30页/共139页第第1919讲讲 要点探究要点探究第31页/共139页第第1919讲讲 要点探究要点探究 点评点评 本题考查对赛车启动过程的分析，考查了功率的本题考查对赛车启动过程的分析，考查了功率的概念、动能定理的应用和图象转化能力赛车先做匀加速运动，概念、动能定理的应用和图象转化能力赛车先做匀加速运动，发动机功率增大，达到额定功率后做加速度减小的加速运动，最发动机功率增大，达到额定功率后做加速度减小的加速运动，最后达到最大速度匀速运动本题中等难度后达到最大速度匀速运动本题中等难度 命题意图命题意图 通过本题提醒学生对于机车启动问题应注意通过本题提醒学生对于机车启动问题应注意以下几点：第一，准确分析机车启动整个过程，重点是动力学分以下几点：第一，准确分析机车启动整个过程，重点是动力学分析第二，两种启动方式最终能达到的最大速度相等，即最大速析第二，两种启动方式最终能达到的最大速度相等，即最大速度由机车额定功率和路况情况度由机车额定功率和路况情况(阻力阻力)决定，与启动方式无关第决定，与启动方式无关第三，对于机车牵引力做功的计算，分两种情况：匀加速阶段牵三，对于机车牵引力做功的计算，分两种情况：匀加速阶段牵引力恒定，可由功的定义式计算；对于以额定功率运动阶段，引力恒定，可由功的定义式计算；对于以额定功率运动阶段，由功率乘以运动时间计算由功率乘以运动时间计算第32页/共139页第第1919讲讲 要点探究要点探究变式题图变式题图19195 5是某中学科技小组制作的利用太阳能是某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置当太阳光照射到小车上方的光电板，光电驱动小车的装置当太阳光照射到小车上方的光电板，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进若小车在平直的水板中产生的电流经电动机带动小车前进若小车在平直的水泥路上从静止开始加速行驶，经过时间泥路上从静止开始加速行驶，经过时间t t前进距离前进距离s s，速度达，速度达到最大值到最大值v vm m，设这一过程中电动机的功率恒为，设这一过程中电动机的功率恒为P P，小车所受，小车所受阻力恒为阻力恒为F F，那么这段时间内，那么这段时间内()C 第33页/共139页第第1919讲讲 要点探究要点探究第34页/共139页第第1919讲讲 要点探究要点探究第35页/共139页备用习题第第1919讲讲 备用习题备用习题1 120112011华东师大附中华东师大附中 如图所示，质量相等的物体如图所示，质量相等的物体A A和物体和物体B B与地面的动摩擦因数相等，在力与地面的动摩擦因数相等，在力F F的作用下，一起沿的作用下，一起沿水平地面向右移动距离水平地面向右移动距离s s，则，则()A A摩擦力对摩擦力对A A、B B做功不相等做功不相等B BA A、B B动能的增量相同动能的增量相同C CF F对对A A做的功与做的功与F F对对B B做的功相等做的功相等D D合外力对合外力对A A做的功与合外力对做的功与合外力对B B做的功不相等做的功不相等AB第36页/共139页第第1919讲讲 备用习题备用习题 解析解析 ABAB因因F F斜向下作用在物体斜向下作用在物体A A上，上，A A、B B受的摩擦受的摩擦力不相同，因此，摩擦力对力不相同，因此，摩擦力对A A、B B做的功不相等，做的功不相等，A A正确；正确；A A、B B两物体一起运动，速度始终相同，故两物体一起运动，速度始终相同，故A A、B B动能增量一定相同，动能增量一定相同，B B正确；正确；F F不作用在不作用在B B上，不能说上，不能说F F对对B B做功，做功，C C错误；合外力对错误；合外力对物体做的功应等于物体动能增量，故物体做的功应等于物体动能增量，故D D错误错误第37页/共139页第第1919讲讲 备用习题备用习题ACD第38页/共139页第第1919讲讲 备用习题备用习题第39页/共139页第第2020讲讲 动能和动能定理动能和动能定理第40页/共139页编读互动第第2020讲讲 编读互动编读互动1 1本讲要求学生掌握动能的定义及其定义式，会计算动能本讲要求学生掌握动能的定义及其定义式，会计算动能的大小和动能的变化，理解动能与动量的区别；理解动能定理，的大小和动能的变化，理解动能与动量的区别；理解动能定理，能独立推导动能定理，并灵活应用动能定理求解力学问题能独立推导动能定理，并灵活应用动能定理求解力学问题2 2本讲例题分类安排思路：本讲例题分类安排思路：(1)(1)动能定理的基本应用动能定理的基本应用(2)(2)多过程问题中动能定理的应用多过程问题中动能定理的应用(3)(3)多体问题中动能定理的应用多体问题中动能定理的应用3 3本讲课时安排：本讲课时安排：第41页/共139页第第2020讲讲 编读互动编读互动第一课时：动能定理的内容、运用动能定理求变力做功、第一课时：动能定理的内容、运用动能定理求变力做功、动能定理在多运动过程中的应用动能定理在多运动过程中的应用第二课时：动能定理在多体问题中的应用、动能定理与整第二课时：动能定理在多体问题中的应用、动能定理与整体法和隔离法的综合应体法和隔离法的综合应 第42页/共139页考点整合第第2020讲讲 考点整合考点整合变化 Ek 第43页/共139页第第2020讲讲 考点整合考点整合3.3.应用动能定理解题的步骤：应用动能定理解题的步骤：(1)(1)确定研究对象和运动过程；确定研究对象和运动过程；(2)(2)对研究对象进行受力分析，求出外力对物体做的总功；对研究对象进行受力分析，求出外力对物体做的总功；(3)(3)对运动过程进行分析，求出物体在研究过程中的初、末动能；对运动过程进行分析，求出物体在研究过程中的初、末动能；(4)(4)利用动能定理列式求解利用动能定理列式求解4.4.说明：说明：(1)(1)凡涉及功、位移、初末速度的力学问题，一般优先考凡涉及功、位移、初末速度的力学问题，一般优先考虑使用动能定理求解；虑使用动能定理求解；(2)(2)求外力对物体做的总功既可以直接求合力的功，也可以先求各求外力对物体做的总功既可以直接求合力的功，也可以先求各力的功再求代数和；力的功再求代数和；(3)(3)一般情况下，动能定理只适用单个物体的过程，对系统所发生一般情况下，动能定理只适用单个物体的过程，对系统所发生的过程不适合建立动能定理的方程；的过程不适合建立动能定理的方程；(4)(4)对一个物体所发生的多过程问题，可将多过程视为整体应用动对一个物体所发生的多过程问题，可将多过程视为整体应用动能定理来求解能定理来求解第44页/共139页要点探究 探究点一动能定理的基本应用 第第2020讲讲 要点探究要点探究1.1.明确研究对象：选取研究对象是解题的首要环节，动明确研究对象：选取研究对象是解题的首要环节，动能定理在高中只适用于单个物体；能定理在高中只适用于单个物体；2.2.动能定理是标量表达式，因此它没有分量形式；动能定理是标量表达式，因此它没有分量形式；3.3.应用动能定理求变力的功：如果我们所研究的问题中应用动能定理求变力的功：如果我们所研究的问题中有多个力做功，其中只有一个力是变力，其余的都是恒力，而有多个力做功，其中只有一个力是变力，其余的都是恒力，而且这些恒力所做的功比较容易计算，研究对象本身的动能增量且这些恒力所做的功比较容易计算，研究对象本身的动能增量也比较容易计算时，用动能定理就可以求出这个变力所做的也比较容易计算时，用动能定理就可以求出这个变力所做的功功第45页/共139页第第2020讲讲 要点探究要点探究第46页/共139页第第2020讲讲 要点探究要点探究2.62 m或0.38 m 第47页/共139页第第2020讲讲 要点探究要点探究第48页/共139页第第2020讲讲 要点探究要点探究第49页/共139页第第2020讲讲 要点探究要点探究第50页/共139页第第2020讲讲 要点探究要点探究 命题意图命题意图 本题为动能定理基本应用问题，同时联系平本题为动能定理基本应用问题，同时联系平抛运动、运动学规律及利用数学知识求极值，属于中档综合题抛运动、运动学规律及利用数学知识求极值，属于中档综合题目对于动能定理的复习首先要让学生强化能量观点，即能够目对于动能定理的复习首先要让学生强化能量观点，即能够用动能定理解决的问题不要用动力学方法解决用动能定理解决的问题不要用动力学方法解决第51页/共139页第第2020讲讲 要点探究要点探究A 第52页/共139页第第2020讲讲 要点探究要点探究第53页/共139页第第2020讲讲 要点探究要点探究 探究点二多过程问题中动能定理的应用 1.1.多过程问题是指物体在某个运动过程中包含有几个运多过程问题是指物体在某个运动过程中包含有几个运动性质不同的小过程动性质不同的小过程(如加速、减速过程如加速、减速过程)2.2.动能定理体现力的作用效果的累积规律，它揭示了物动能定理体现力的作用效果的累积规律，它揭示了物体所受的每一个对其做功的力都要引起物体动能的改变，而物体所受的每一个对其做功的力都要引起物体动能的改变，而物体实际动能变化的多少，是由物体受到的所有的力对它做的总体实际动能变化的多少，是由物体受到的所有的力对它做的总功决定的，即物体动能的变化是物体所受的各个力做功的累积功决定的，即物体动能的变化是物体所受的各个力做功的累积总效果动能定理的这一特点，使我们不仅可以讨论物体运动总效果动能定理的这一特点，使我们不仅可以讨论物体运动过程的局部，也可以从物体运动的全过程出发进行分析过程的局部，也可以从物体运动的全过程出发进行分析第54页/共139页第第2020讲讲 要点探究要点探究例例2 220102010长沙模拟长沙模拟 如图如图20202 2所示，一固定在竖所示，一固定在竖直平面内的光滑半圆形轨道直平面内的光滑半圆形轨道ABCABC，其半径，其半径R R0.1 m0.1 m，轨道在，轨道在C C处处与水平地面相切在水平地面的与水平地面相切在水平地面的D D处放一小物块，给它一个水处放一小物块，给它一个水平向左的初速度平向左的初速度v v0 04 m/s4 m/s，物块经轨道，物块经轨道CBACBA后，最后又直接落后，最后又直接落到到D D点，已知点，已知CDCD的距离为的距离为s s0.6 m0.6 m，求物块与地面的动摩擦因，求物块与地面的动摩擦因数数.(.(g g取取10 m/10 m/s s2)2)第55页/共139页第第2020讲讲 要点探究要点探究第56页/共139页第第2020讲讲 要点探究要点探究 点评点评 本题考查平抛运动、动能定理等相关知识物块本题考查平抛运动、动能定理等相关知识物块经过经过A A点后脱离轨道做平抛运动，根据竖直方向和水平方向的点后脱离轨道做平抛运动，根据竖直方向和水平方向的位移可以求出物块在经过位移可以求出物块在经过A A点时的速度，在物块由点时的速度，在物块由 D D点到点到A A点的点的过程中应用动能定理即可求出过程中应用动能定理即可求出DCDC段的动摩擦因数本题属于容段的动摩擦因数本题属于容易题易题 命题意图命题意图 本题意在培养学生在处理多过程力学问题时本题意在培养学生在处理多过程力学问题时的整体思想的应用，尤其涉及能量问题，如果能够对全过程应的整体思想的应用，尤其涉及能量问题，如果能够对全过程应用动能定理，往往要比分段考虑简单用动能定理，往往要比分段考虑简单第57页/共139页第第2020讲讲 要点探究要点探究变式题如图变式题如图20203 3所示，质量为所示，质量为m m的物体从斜面上的的物体从斜面上的A A处处由静止滑下，停在水平面上的由静止滑下，停在水平面上的B B点点(斜面与水平面通过一小段与斜面与水平面通过一小段与它们相切的圆弧连接它们相切的圆弧连接)，量得，量得A A、B B两点间的水平距离和两点间的水平距离和B B、C C间距间距离均为离均为s s，物体与斜面及水平面的动摩擦因数均为，物体与斜面及水平面的动摩擦因数均为.如果用与如果用与轨道平行的力轨道平行的力F F把物体从把物体从C C处拉回处拉回A A处，则力处，则力F F做的功至少为做的功至少为()A.mgs B2mgs C.3mgs D.4mgsC第58页/共139页第第2020讲讲 要点探究要点探究第59页/共139页第第2020讲讲 要点探究要点探究 探究点三多体问题中动能定理的应用动能定理适用于单个物体对于物体系尤其是具有相对运动能定理适用于单个物体对于物体系尤其是具有相对运动的物体系不能盲目地运用动能定理因为此时内力的功也可引动的物体系不能盲目地运用动能定理因为此时内力的功也可引起动能向其他形式能的转化当题目中出现多个物体时可分别将起动能向其他形式能的转化当题目中出现多个物体时可分别将单个物体取为研究对象，应分阶段对每一过程应用动能定理求单个物体取为研究对象，应分阶段对每一过程应用动能定理求解解连接体是指运动中几个物体或叠放在一起、或并排挤放在连接体是指运动中几个物体或叠放在一起、或并排挤放在一起、或用细绳、细杆联系在一起的物体组如果连接体的各部一起、或用细绳、细杆联系在一起的物体组如果连接体的各部分运动状态始终一致，则可将连接体作为一个整体应用动能定分运动状态始终一致，则可将连接体作为一个整体应用动能定理理第60页/共139页第第2020讲讲 要点探究要点探究例例3 3总质量为总质量为M M的列车，沿水平直线轨道匀速前进，其末节的列车，沿水平直线轨道匀速前进，其末节车厢质量为车厢质量为m m，中途脱节，司机发觉时，机车已行驶，中途脱节，司机发觉时，机车已行驶L L的距离，的距离，于是立即关闭油门，除去牵引力，如图于是立即关闭油门，除去牵引力，如图20204 4所示设运动的阻所示设运动的阻力与质量成正比，机车的牵引力是恒定的当列车的两部分都力与质量成正比，机车的牵引力是恒定的当列车的两部分都停止时，它们的距离是多少？停止时，它们的距离是多少？第61页/共139页第第2020讲讲 要点探究要点探究第62页/共139页第第2020讲讲 要点探究要点探究 点评点评 在高中阶段，原则上动能定理应用于单个物在高中阶段，原则上动能定理应用于单个物体，在上面例题中由于车头和车厢两部分脱钩前速度相同，脱体，在上面例题中由于车头和车厢两部分脱钩前速度相同，脱钩后最终都静止，因此可以对二者整体应用动能定理，当然也钩后最终都静止，因此可以对二者整体应用动能定理，当然也可以对单个应用动能定理求解可以对单个应用动能定理求解 命题意图命题意图 本题意在提示学生以下两方面信息：第本题意在提示学生以下两方面信息：第一，用动能定理求解比用运动学、牛顿第二定律求解简便；第一，用动能定理求解比用运动学、牛顿第二定律求解简便；第二，对整体应用牛顿第二定律的适用条件二，对整体应用牛顿第二定律的适用条件第63页/共139页第第2020讲讲 要点探究要点探究变式题变式题20102010南昌模拟南昌模拟 在光滑水平面的一条直线上，排在光滑水平面的一条直线上，排列着一系列可视为质点的物体，分别以列着一系列可视为质点的物体，分别以0 0、1 1、22标记，各物体间的标记，各物体间的距离分别为距离分别为s s0 0、s s1 1、s s22如图如图20205 5所示，现用一水平恒力所示，现用一水平恒力F F推动推动0 0物物体向右运动，从而发生一系列碰撞，设碰撞的每个物体都被粘在一体向右运动，从而发生一系列碰撞，设碰撞的每个物体都被粘在一起，则设置适当的起，则设置适当的s s0 0、s s1 1、s s22的值，可能使每次碰撞前粘合体具的值，可能使每次碰撞前粘合体具有相同的有相同的(速度远小于光速速度远小于光速)()()A.动能 B速度 C动量 D加速度AB第64页/共139页第第2020讲讲 要点探究要点探究第65页/共139页备用习题第第2020讲讲 备用习题备用习题D第66页/共139页第第2020讲讲 备用习题备用习题第67页/共139页第第2121讲讲 机械能守恒定律能的转化和守恒定律机械能守恒定律能的转化和守恒定律 第68页/共139页编读互动第第2121讲讲 编读互动编读互动1 1本讲复习时要让学生理解重力势能及其相对性，会计算本讲复习时要让学生理解重力势能及其相对性，会计算重力势能及其变化，掌握重力势能的变化与重力做功的关系；重力势能及其变化，掌握重力势能的变化与重力做功的关系；了解弹性势能；理解机械能守恒定律的确切含义和适用条件，了解弹性势能；理解机械能守恒定律的确切含义和适用条件，能灵活应用机械能守恒定律解决力学问题，并体会用机械能守能灵活应用机械能守恒定律解决力学问题，并体会用机械能守恒定律解题的优越性恒定律解题的优越性2 2本讲例题分类安排思路：本讲例题分类安排思路：(1)(1)机械能是否守恒的判断机械能是否守恒的判断(2)(2)系统机械能守恒问题系统机械能守恒问题(3)(3)功能关系功能关系第69页/共139页第第2121讲讲 编读互动编读互动3 3本讲课时安排：本讲课时安排：第一课时：机械能守恒定律的内容和适用条件、判断机械第一课时：机械能守恒定律的内容和适用条件、判断机械能是否守恒的方法、机械能守恒的计算能是否守恒的方法、机械能守恒的计算第二课时：常见机械能守恒问题与涉及机械能守恒的综合第二课时：常见机械能守恒问题与涉及机械能守恒的综合应用问题应用问题.第70页/共139页考点整合第第2121讲讲 考点整合考点整合重力、弹簧弹力 动能 势能 第71页/共139页第第2121讲讲 考点整合考点整合第72页/共139页第第2121讲讲 考点整合考点整合第73页/共139页第第2121讲讲 考点整合考点整合转化 转化 相等 合外力 重力 其他力 第74页/共139页第第2121讲讲 考点整合考点整合Ffs 第75页/共139页要点探究 探究点一机械能是否守恒的判断 第第2121讲讲 要点探究要点探究关于机械能是否守恒的判断可从以下几个途径进行：关于机械能是否守恒的判断可从以下几个途径进行：1.1.利用机械能的定义判断利用机械能的定义判断(直接判断直接判断)：若物体在水平面上：若物体在水平面上匀速运动，其动能、势能均不变，机械能守恒若一个物体沿匀速运动，其动能、势能均不变，机械能守恒若一个物体沿斜面匀速下滑，其动能不变，重力势能减少，其机械能减少斜面匀速下滑，其动能不变，重力势能减少，其机械能减少2.2.用做功来判断：分析物体或物体系的受力情况用做功来判断：分析物体或物体系的受力情况(包括内包括内力和外力力和外力)，明确各力做功的情况，若对物体或系统只有重力或，明确各力做功的情况，若对物体或系统只有重力或弹力做功，没有其他力做功或其他力做功的代数和为零，则机弹力做功，没有其他力做功或其他力做功的代数和为零，则机械能守恒械能守恒第76页/共139页第第2121讲讲 要点探究要点探究3.3.用能量转化来判定：若物体系中只有动能和势能的相互用能量转化来判定：若物体系中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化转化而无机械能与其他形式的能的转化(如系统无滑动摩擦力和如系统无滑动摩擦力和介质阻力，无化学能的释放，无电磁感应过程等介质阻力，无化学能的释放，无电磁感应过程等)，则物体系机，则物体系机械能守恒械能守恒4.4.对一些绳子突然绷紧、物体间非弹性碰撞等问题机械能对一些绳子突然绷紧、物体间非弹性碰撞等问题机械能一般不守恒，除非题目中有特别说明或暗示一般不守恒，除非题目中有特别说明或暗示第77页/共139页第第2121讲讲 要点探究要点探究例例1 120102010潍坊模拟潍坊模拟 如图如图21211 1所示，固定轨道所示，固定轨道ABCDABCD由斜面轨道由斜面轨道ABAB和圆弧轨道和圆弧轨道BCDBCD组成，组成，ABAB与与BCDBCD相切于相切于B B点质量点质量M M3 3 的三角形木块的三角形木块DEFDEF静置于光滑水平地面上，木块的斜面静置于光滑水平地面上，木块的斜面DEDE与圆与圆弧弧BCDBCD相切于相切于DmHADmHA点由静止释放，经过点由静止释放，经过D D点后以某一点后以某一v v块的倾斜面块的倾斜面DEDE，自，自D D点经过时间点经过时间tDEtDE上升到最大高度上升到最大高度hAhA点运动到点运动到D D点过程中阻点过程中阻力做功力做功W=-5JW=-5J，取，取g=10m/s2g=10m/s2(1)(1)小球到达小球到达D D点时速度点时速度v0v0的大小；的大小；(2)(2)小球沿斜面小球沿斜面DEDE上升到最大高度时速度的大小上升到最大高度时速度的大小v v；(3)(3)小球沿木块的斜面上升过程中木块的加速度小球沿木块的斜面上升过程中木块的加速度a(a(结果可结果可用分数表示用分数表示)第78页/共139页第第2121讲讲 要点探究要点探究第79页/共139页第第2121讲讲 要点探究要点探究第80页/共139页第第2121讲讲 要点探究要点探究 点评点评 小球下滑的过程中只有重力和阻力做功，根据动小球下滑的过程中只有重力和阻力做功，根据动能定理可求得小球到达能定理可求得小球到达D D点的速度；滑上点的速度；滑上DEFDEF小球到达最高点时小球到达最高点时相对木块静止，说明小球与木块具有共同速度，小球从相对木块静止，说明小球与木块具有共同速度，小球从D D点滑点滑上木块的斜面直到最高点的过程中，小球和木块组成的系统机上木块的斜面直到最高点的过程中，小球和木块组成的系统机械能守恒，根据机械能守恒定律可求得其共同速度；木块从静械能守恒，根据机械能守恒定律可求得其共同速度；木块从静止开始运动达到与小球共同速度过程中，木块水平方向上做匀止开始运动达到与小球共同速度过程中，木块水平方向上做匀加速运动，根据匀变直线运动的规律可求得加速运动，根据匀变直线运动的规律可求得 命题意图命题意图 本题意在考查学生对于机械能守恒的判断能本题意在考查学生对于机械能守恒的判断能力，应引导学生准确理解上面谈到的力，应引导学生准确理解上面谈到的4 4个基本方法，并熟练应个基本方法，并熟练应用用第81页/共139页第第2121讲讲 要点探究要点探究变式题高台滑雪运动员腾空跃下，如果不考虑空气阻变式题高台滑雪运动员腾空跃下，如果不考虑空气阻力，则下落过程中该运动员机械能的转化关系是力，则下落过程中该运动员机械能的转化关系是()A.A.动能减少，重力势能减少动能减少，重力势能减少B.B.动能减少，重力势能增加动能减少，重力势能增加C.C.动能增加，重力势能减少动能增加，重力势能减少D.D.动能增加，重力势能增加动能增加，重力势能增加 C 第82页/共139页第第2121讲讲 要点探究要点探究 探究点二系统机械能守恒问题1.系统机械能守恒常见情景举例第83页/共139页第第2121讲讲 要点探究要点探究2.2.系统机械能守恒问题注意事项系统机械能守恒问题注意事项(1)(1)首先确定好研究对象，即取哪几个物体构成的系统为研首先确定好研究对象，即取哪几个物体构成的系统为研究对象，根据题意准确分析系统的始末状态，建立清晰的物理过究对象，根据题意准确分析系统的始末状态，建立清晰的物理过程程(2)(2)要准确找出系统内物体间在速度上的联系，这是求解系要准确找出系统内物体间在速度上的联系，这是求解系统机械能守恒问题的关键，大多试题会从这一点上做文章，如上统机械能守恒问题的关键，大多试题会从这一点上做文章，如上面情景面情景1 1和情景和情景2 2是通过速度的合成与分解建立物体间速度上的关是通过速度的合成与分解建立物体间速度上的关系、情景系、情景3 3和情景和情景4 4是通过角速度相等建立物体间速度上的关系、是通过角速度相等建立物体间速度上的关系、情景情景5 5是利用动量守恒建立物体间速度上的关系是利用动量守恒建立物体间速度上的关系(3)(3)涉及系统机械能守恒的列式，一般从能量转化的角度入涉及系统机械能守恒的列式，一般从能量转化的角度入手手第84页/共139页第第2121讲讲 要点探究要点探究第85页/共139页第第2121讲讲 要点探究要点探究第86页/共139页第第2121讲讲 要点探究要点探究第87页/共139页第第2121讲讲 要点探究要点探究 点评点评 系统机械能守恒问题往往涉及弹簧，因此应掌握系统机械能守恒问题往往涉及弹簧，因此应掌握弹簧的能量特性：弹簧的能量特性：(1)(1)弹簧的弹性势能与弹簧规格和形变程度弹簧的弹性势能与弹簧规格和形变程度有关，对同一根弹簧而言，无论是处于伸长状态还是压缩状态，有关，对同一根弹簧而言，无论是处于伸长状态还是压缩状态，只要形变程度相同，则其储存的弹性势能相同；只要形变程度相同，则其储存的弹性势能相同；(2)(2)对同一根弹簧而言，先后经历两次相同的形变过程，对同一根弹簧而言，先后经历两次相同的形变过程，则两次过程中弹簧弹性势能的变化相同则两次过程中弹簧弹性势能的变化相同 命题意图命题意图 本题主要目的是考查学生对力学过程的分析本题主要目的是考查学生对力学过程的分析能力，特别是能否从能量的角度来分析问题和解决问题的能能力，特别是能否从能量的角度来分析问题和解决问题的能力老师应指导学生认真阅读试题，理解试题中所提供的信息力老师应指导学生认真阅读试题，理解试题中所提供的信息的确切意义，分析清楚整个物理过程，提高学生分析系统机械的确切意义，分析清楚整个物理过程，提高学生分析系统机械能守恒问题的能力能守恒问题的能力第88页/共139页第第2121讲讲 要点探究要点探究D 第89页/共139页第第2121讲讲 要点探究要点探究第90页/共139页第第2121讲讲 要点探究要点探究第91页/共139页第第2121讲讲 要点探究要点探究第92页/共139页第第2121讲讲 要点探究要点探究第93页/共139页第第2121讲讲 要点探究要点探究 探究点三功能关系 第94页/共139页第第2121讲讲 要点探究要点探究第95页/共139页第第2121讲讲 要点探究要点探究第96页/共139页第第2121讲讲 要点探究要点探究例例3 320102010武昌模拟武昌模拟 如图如图21215 5甲所示，质量不计甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，的弹簧竖直固定在水平面上，t t 0 0时刻，将一金属小球从轻时刻，将一金属小球从轻弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程如此反复通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力弹簧弹力F F随时间随时间t t变化的图象如图乙所示，则变化的图象如图乙所示，则()D 第97页/共139页第第2121讲讲 要点探究要点探究第98页/共139页第第2121讲讲 要点探究要点探究第99页/共139页第第2121讲讲 要点探究要点探究 点评点评 本题主要涉及与弹簧有关的系统的能量转化与守本题主要涉及与弹簧有关的系统的能量转化与守恒问题，在此类问题中一定要看清楚题目要求研究的对象是谁，恒问题，在此类问题中一定要看清楚题目要求研究的对象是谁，要求分析哪些能量的转化与守恒例如在弹簧压缩过程中，若要求分析哪些能量的转化与守恒例如在弹簧压缩过程中，若以小球为研究对象，则其机械能不守恒；而若以弹簧与小球构以小球为研究对象，则其机械能不守恒；而若以弹簧与小球构成的系统为研究对象，则该系统机械能守恒成的系统为研究对象，则该系统机械能守恒第100页/共139页第第2121讲讲 要点探究要点探究第101页/共139页第第2121讲讲 要点探究要点探究第102页/共139页第第2121讲讲 要点探究要点探究第103页/共139页第第2121讲讲 要点探究要点探究第104页/共139页第第2121讲讲 要点探究要点探究第105页/共139页第第2121讲讲 要点探究要点探究第106页/共139页第第2121讲讲 要点探究要点探究第107页/共139页第第2121讲讲 要点探究要点探究 点评点评 对于这样多物体的问题，过程繁琐，用牛顿运动定律对于这样多物体的问题，过程繁琐，用牛顿运动定律解题往往相当复杂，而用能量观点解题往往可以简化但从能解题往往相当复杂，而用能量观点解题往往可以简化但从能量角度看，如果对个体列方程往往是用动能定理，对系统往往量角度看，如果对个体列方程往往是用动能定理，对系统往往需从总体能量守恒的观点来分析需从总体能量守恒的观点来分析 命题意图命题意图 通过例通过例3 3、4 4、5 5进一步培养学生比较系统的能量转进一步培养学生比较系统的能量转化和守恒思想，此处必须让学生准确掌握好各种能量变化的量化和守恒思想，此处必须让学生准确掌握好各种能量变化的量度度功，清楚系统内各种能量的相互转化情况功，清楚系统内各种能量的相互转化情况第108页/共139页第第2121讲讲 要点探究要点探究变式题如图变式题如图21218 8所示，固定斜面的倾角为所示，固定斜面的倾角为3030，斜面上斜面上D D点以下光滑，点以下光滑，D D点以上与物体点以上与物体A A 之间的动摩擦因数为之间的动摩擦因数为.轻弹簧轻弹簧C C固定在斜面底端一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑固定在斜面底端一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接小物体的定滑轮连接小物体A A和和B B，滑轮左侧绳子与斜面平行，滑轮左侧绳子与斜面平行，A A的质的质量为量为2 2m m，B B的质量为的质量为m m.现用外力使现用外力使A A沿斜面向下压缩沿斜面向下压缩C C到一定程到一定程度时静止，度时静止，C C在弹性限度内，且在弹性限度内，且C C与与A A不粘连，此时不粘连，此时B B未碰到滑未碰到滑轮突然撤除外力后，轮突然撤除外力后，A A沿斜面向上运动，与沿斜面向上运动，与C C分离时分离时A A恰好到恰好到D D，A A再运动位移再运动位移L L时静止，这时时静止，这时B B未落地已知重力加速度为未落地已知重力加速度为g g，不，不计空气阻力，求在撤除外力时计空气阻力，求在撤除外力时C C的弹性势能的弹性势能第109页/共139页第第2121讲讲 要点探究要点探究第110页/共139页第第2121讲讲 要点探究要点探究第111页/共139页第第2222讲讲 本单元实验本单元实验 第112页/共139页编读互动第第2222讲讲 编读互动编读互动1 1通过本讲复习要让学生掌握验证机械能守恒定律实验通过本讲复习要让学生掌握验证机械能守恒定律实验的实验原理、实验器材、实验步骤以及误差分析，还要掌握用的实验原理、实验器材、实验步骤以及误差分析，还要掌握用图象处理数据的方法图象处理数据的方法2 2本讲例题分类安排思路：本讲例题分类安排思路：(1)(1)实验原理与实验操作实验原理与实验操作(2)(2)实验数据和误差分析实验数据和误差分析(3)(3)同类实验拓展与创新同类实验拓展与创新3 3本讲课时安排：实验原理、实验器材、实验的操作过本讲课时安排：实验原理、实验器材、实验的操作过程、实验的注意事项、实验的误差分析、对实验原理的迁移应程、实验的注意事项、实验的误差分析、对实验原理的迁移应用用.第113页/共139页考点整合第第2222讲讲 考点整合考点整合第114页/共139页第第2222讲讲 考点整合考点整合复写纸片 第115页/共139页第第2222讲讲 考点整合考点整合mgh 第116页/共139页第第2222讲讲 考点整合考点整合第117页/共139页要点探究 探究点一对实验原理与实验步骤的考查第第2222讲讲 要点探究要点探究第118页/共139页第第2222讲讲 要点探究要点探究第119页/共139页第第2222讲讲 要点探究要点探究D 第120页/共139页第第2222讲讲 要点探究要点探究 解析解析 在该实验中，下落的高度是通过刻度尺测出，而在该实验中，下落的高度是通过刻度尺测出，而某点的瞬时速度是通过做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速某点的瞬时速度是通过做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度来计算的，度等于这点前后相邻两点间的平均速度来计算的，D D对对 点评点评 本题考查验证机械能守恒定律的基本步骤，本题考查验证机械能守恒定律的基本步骤，分析此类问题必须依据实验原理进行，同时要注意实验操作的可分析此类问题必须依据实验原理进行，同时要注意实验操作的可行性行性 命题意图命题意图 通过本题要让学生重视对教材中基本实通过本题要让学生重视对教材中基本实验的步骤的准确掌握和理解，结合实验原理清楚每一步操作为什验的步骤的准确掌握和理解，结合实验原理清楚每一步操作为什么这样做，这样有利于学生对实验仪器的进一步理解，提高学生么这样做，这样有利于学生对实验仪器的进一步理解，提高学生对于此类问题以及实验器材选择类问题的解题能力对于此类问题以及实验器材选择类问题的解题能力第121页/共139页第第2222讲讲 要点探究要点探究变式题变式题20102010广州模拟广州模拟 用如图用如图22224 4所示的装置做所示的装置做“验证验证机械能守恒定律机械能守恒定律”实验，打点计时实验，打点计时器的打点周期为器的打点周期为T T，重锤的质量为，重锤的质量为m m，重力加速度为重力加速度为g g.第122页/共139页第第2222讲讲 要点探究要点探究交流 接通打点计时器的电源 释放纸带 B 第123页/共139页第第2222讲讲 要点探究要点探究第124页/共139页第第2222讲讲 要点探究要点探究 探究点二实验数据处理和误差分析例例2 220102010杭州模拟杭州模拟 某同学做验证某同学做验证“机械能守恒机械能守恒定律定律”实验，不慎将一条选择好的纸带的前面一部分破坏了，实验，不慎将一条选择好的纸带的前面一部分破坏了，测出剩下的一段纸带上的各个点间的距离，如图测出剩下的一段纸带上的各个点间的距离，如图22226 6所示，所示，已知打点计时器工作频率为已知打点计时器工作频率为50 50 重力加速度重力加速度g g9.89.8械能守恒械能守恒第125页/共139页第第2222讲讲 要点探究要点探究第126页/共139页第第2222讲讲 要点探究要点探究第127页/共139页第第2222讲讲 要点探究要点探究第128页/共139页第第2222讲讲 要点探究要点探究(1)(1)选出一条纸带如图选出一条纸带如图22228 8所示，其中所示，其中O O点为打点计时器打下的第一个点为打点计时器打下的第一个点，点，A A、B B、C C为三个计数点，打点计时器通以为三个计数点，打点计时器通以50 Hz50 Hz的交流电用分度值为的交流电用分度值为1 1 mmmm的刻度尺测得的各点间距值已标在图中，在计数点的刻度尺测得的各点间距值已标在图中，在计数点A A和和B B、B B和和C C之间还各有之间还各有一个点，重锤的质量为一个点，重锤的质量为1.00 kg.1.00 kg.甲同学根据图中的测量数据算出：当打点计甲同学根据图中的测量数据算出：当打点计时器打时器打B B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了点时重锤的重力势能比开始下落时减少了_J_J；打点计时器打；打点计时器打B B点点时重锤的速度时重锤的速度vBvB_ m/s_ m/s，此时重锤的动能是，此时重锤的动能是_J_J(结果均保留三结果均保留三位有效数字位有效数字)1.85 1.83 1.68 第129页/共139页第第2222讲讲 要点探究要点探究该同学做实验时先释放了纸带，然后再合上打点计时器的开关 B 第130页/共139页第第2222讲讲 要点探究要点探究第131页/共139页第第2222讲讲 要点探究要点探究 探究点三同类拓展实验例例3 320102010平顶山模拟平顶山模拟 某同学为了探究某同学为了探究“动能定动能定理理”，用如图，用如图22221010所示的气垫导轨装置来进行实验所示的气垫导轨装置来进行实验 第132页/共139页第第2222讲讲 要点探究要点探究(1)(1)实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，利用现有器实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，利用现有器材如何判断气垫导轨是否已经调整水平？材如何判断气垫导轨是否已经调整水平？_._.(2)(2)实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是_；在本次实验中还需要测；在本次实验中还需要测量的物理量有：沙和沙桶的总质量量的物理量有：沙和沙桶的总质量m m、遮光条的宽度、