第五章機械能及其守恒定律第五章機械能及其守恒定律第5章-第1單元機械能及其守恒定律匯總課件功和功率Ⅱ動能和動能定理Ⅱ重力做功與重力勢能Ⅱ功能關系、機械能守恒定律及其應用Ⅱ第5章-第1單元機械能及其守恒定律匯總課件●怎么考對本章的考查主要集中在兩個方面，一方面是對功和功率的考查，另一方面常以“守恒”為命題點，從做功、功能關系、能量守恒等多角度入手命題．題型有選擇、計算、實驗等，難度中等偏上，是每年高考的必考內容●怎么考●怎么辦復習時要抓住功是能量轉化的量度這條主線，深刻理解相關概念和規律方法．應用動能定理時要注意過程的選取，應用機械能守恒時要注意機械能變化的原因，功和功率的計算要注意是恒力還是變力第5章-第1單元機械能及其守恒定律匯總課件第一單元功和功率第一單元功和功率核心考點導學核心考點導學師說：功和功率是用能的觀點處理物理問題的兩個基本概念．主要考查功和功率的計算，對功率尤其是機車牽引力的功率，要處理好機車的額定功率啟動和以恒定牽引力啟動兩過程中a、v如何隨時間變化及v－t圖象的區別和聯系.第5章-第1單元機械能及其守恒定律匯總課件力的方向上Flcosα力的方向上Flcosα3．功的正負判斷主要根據力的方向和位移方向的夾角α判斷.夾角

功的正負α<90°力對物體做______α＝90°力對物體________α>90°力對物體做

或物體_________________正功不做功負功克服這個力做了功3．功的正負判斷夾角功的正負α<90°力對物體做____一、判斷正負功的方法1．根據力和位移方向之間的夾角判斷：此法常用于恒力做功的判斷．2．根據力和瞬時速度方向的夾角判斷：此法常用于判斷質點做曲線運動時變力的功，夾角為銳角時做正功，夾角為鈍角時做負功，夾角為直角時不做功．一、判斷正負功的方法3．依據能量變化來判斷：根據功是能量轉化的量度，若有能量轉化，則必有力對物體做功．比如系統的機械能增加，說明力對系統做正功，如果系統的機械能減少，則說明力對系統做負功，此法常用于相關聯的兩個物體之間的相互作用力做功的判斷．第5章-第1單元機械能及其守恒定律匯總課件二、功的計算1．恒力及合力做功的計算(1)恒力的功：直接用W＝Flcosα計算．(2)合外力的功①先求合外力F合，再應用公式W合＝F合lcosα求功，其中α為合力F合與位移的夾角．一般適用于整個過程中合力恒定不變的情況．二、功的計算②分別求出每個力的功W1、W2、W3…，再應用W合＝W1＋W2＋W3＋…求合外力的功．這種方法一般適用于在整個過程中，某些力分階段作用的情況．③利用動能定理或功能關系求解．第5章-第1單元機械能及其守恒定律匯總課件2．變力做功的計算(1)用動能定理W＝ΔEk或功能關系W＝ΔE，即用能量的增量等效代換變力所做的功．(也可計算恒力功)(2)當變力的功率P一定時，可用W＝Pt求功，如機車恒定功率啟動時．第5章-第1單元機械能及其守恒定律匯總課件第5章-第1單元機械能及其守恒定律匯總課件(4)作出變力F隨位移l變化的圖象，圖象與位移軸所圍的“面積”即為變力做的功．下圖中a圖表示恒力F做的功W.b圖表示變力F做的功W，c圖中橫軸上方的面積表示正功，橫軸下方的面積表示負功，其總功等于正、負功的代數和．(4)作出變力F隨位移l變化的圖象，圖象與位移軸所圍的“面積1．如圖所示的a、b、c、d中，質量為M的物體甲受到相同的恒力F的作用，在力F作用下使物體甲在水平方向移動相同的位移．μ表示物體甲與水平面間的動摩擦因數，乙是隨物體甲一起運動的小物塊，比較物體甲移動的過程中力F對甲所做的功的大小(

)1．如圖所示的a、b、c、d中，質量為M的物體甲受到相同的恒A．Wa最大 B．Wd最大C．Wa>Wc D．四種情況一樣大解析：由W＝F·scosθ知D正確；找恒力F的功，只需找F、s、θ，與是否有其它力無關．答案：D第5章-第1單元機械能及其守恒定律匯總課件1．定義：功與完成功所用時間的 ．2．物理意義：描述力對物體 ．比值做功的快慢1．定義：功與完成功所用時間的 ．比值做功的快平均功率平均功率瞬時功率正常工作最大實際工作小于等于平均功率平均功率瞬時功率正常工作最大實際工作小于等于發動機功率的表達式為P＝Fv，其中F為機車的牽引力，而不是合力．發動機功率的表達式為P＝Fv，其中F為機車的牽引力，而不是合第5章-第1單元機械能及其守恒定律匯總課件2．瞬時功率的計算方法(1)利用公式P＝F·vcosα，其中v為t時刻的瞬時速度．(2)P＝F·vF，其中vF為物體的速度v在力F方向上的分速度．(3)P＝Fv·v，其中Fv為物體受的外力F在速度v方向上的分力．第5章-第1單元機械能及其守恒定律匯總課件第5章-第1單元機械能及其守恒定律匯總課件錯因：本題的常見錯解有兩種：第一種是直接求出物體滑至底端的速度，然后運用功率公式P＝Fv，忽視了F和v不同向；第二種是算出物體滑至斜面底端所用的時間t，用功率公式P＝W/t來計算，忽視了此題所求的是瞬時功率．第5章-第1單元機械能及其守恒定律匯總課件答案：C答案：C1．機車的輸出功率P＝F·v.其中F為機車的牽引力，勻速行駛時，牽引力_____阻力．等于1．機車的輸出功率等于2．兩種常見的啟動方式(1)以恒定功率啟動：機車的加速度

，達到____________時，加速度為零．(2)以恒定加速度啟動：機車的功率

，達到額定功率后，加速度

，當加速度減小到零時，速度__________．逐漸減小均勻增加最大速度逐漸減小達到最大逐漸減小均勻增加最大速度逐漸減小達到最大1．兩種啟動方式比較兩種方式以恒定功率啟動以恒定加速度啟動P－t圖和v－t圖1．兩種啟動方式比較兩種方式以恒定功率啟動以恒定加速度啟動P第5章-第1單元機械能及其守恒定律匯總課件第5章-第1單元機械能及其守恒定律匯總課件第5章-第1單元機械能及其守恒定律匯總課件3．[2012·福州模擬]一汽車的額定功率P0＝6×104W，質量m＝5×103kg，在平直路面上行駛時阻力是車重的0.1倍．若汽車從靜止開始以加速度a＝0.5m/s2做勻加速直線運動，(g取10N/kg)求：(1)汽車保持加速度不變的時間；(2)汽車實際功率隨時間變化的關系；(3)此后汽車運動所能達到的最大速度．3．[2012·福州模擬]一汽車的額定功率P0＝6×104思路分析：汽車開始做勻加速運動，牽引力F和阻力恒定，隨著速度增加，它的實際功率逐漸增大，直到Fv等于額定功率為止；此后汽車保持額定功率不變，速度增大，牽引力減小，做加速度逐漸減小的加速運動，直到牽引力等于阻力為止．第5章-第1單元機械能及其守恒定律匯總課件第5章-第1單元機械能及其守恒定律匯總課件答案：(1)16s

(2)P1＝m(μg＋a)at

(3)12m/s答案：(1)16s(2)P1＝m(μg＋a)at(3)第5章-第1單元機械能及其守恒定律匯總課件考向案例研究考向案例研究第5章-第1單元機械能及其守恒定律匯總課件(一)解讀審題視角解答該題，應注意以下兩點關鍵點：(1)先利用牛頓第二定律和運動學公式求出位移．(2)根據平均功率和瞬時功率的公式求解．

第5章-第1單元機械能及其守恒定律匯總課件第5章-第1單元機械能及其守恒定律匯總課件第5章-第1單元機械能及其守恒定律匯總課件(五)同類跟蹤訓練1．[2012·江蘇單科，3]如圖所示，細線的一端固定于O點，另一端系一小球．在水平拉力作用下，小球以恒定速率在豎直平面內由A點運動到B點．在此過程中拉力的瞬時功率變化情況是(

)A．逐漸增大 B．逐漸減小C．先增大，后減小 D．先減小，后增大(五)同類跟蹤訓練[解析]

由于小球做勻速率圓周運動，小球上升的過程中豎直方向分速度逐漸增大，則PG＝mgv豎逐漸增大，小球上升過程中只有重力和拉力做功，而動能保持不變，根據動能定理可知任意極短時間內兩力做功代數和總為零，可推出兩力功率大小關系PF＝PG＝mgv豎，即拉力的功率逐漸增大，選項A正確．[答案]

A[解析]由于小球做勻速率圓周運動，小球上升的過程中豎直方向例2

[2010·福建高考]如圖甲所示，質量不計的彈簧豎直固定在水平面上，t＝0時刻，將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點，然后又被彈起離開彈簧，上升到一定高度后再下落，如此反復．通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器，測出這一過程彈簧彈力F隨時間t變化的圖象如圖乙所示，則(

)第5章-第1單元機械能及其守恒定律匯總課件A．t1時刻小球動能最大B．t2時刻小球動能最大C．t2～t3這段時間內，小球的動能先增加后減少D．t2～t3這段時間內，小球增加的動能等于彈簧減少的彈性勢能第5章-第1單元機械能及其守恒定律匯總課件(一)解讀審題視角解答本題關鍵把握兩點：(1)小球先做自由落體運動，接著做加速度減小的加速度運動，最后做加速度增大的減速運動，加速度為0時動能最大．(2)彈簧壓縮最短時，彈簧彈力F最大．(二)名師分析解題由乙圖可知，在t1～t2這段時間內小球處于下落階段．t1時刻小球開始接觸彈簧，從此時起，小球受到豎直向下的重力和豎直向上的彈簧彈力的作用，其中彈簧彈力F逐漸增大．(一)解讀審題視角當mg>F時，小球做加速度減小的加速運動；當mg＝F時，小球的加速度為0，速度達到最大值，小球繼續向下運動，此時mg<F，小球做減速運動；t2時刻，彈簧彈力達到最大值，說明小球運動到最低點，此時速度為0，動能最?。还蔬x項B錯誤．在t2～t3這段時間內，小球處于上升階段，小球先加速后減速，動能先增加后減少，彈簧的彈性勢能轉化為小球的動能和重力勢能，故選項C正確，選項D錯誤．當mg>F時，小球做加速度減小的加速運動；當mg＝F時，小球(三)調用所學解題(C)(四)一語道破天機這部分內容常與F－t圖象和v－t圖象相綜合，題型以選擇題為主．處理這類問題，首先根據圖象分析出物體的受力特點或運動特點，然后靈活選擇相應的規律求功與功率．對功率的求解，要明確是求解平均功率還是瞬時功率．(三)調用所學解題(C)(五)同類跟蹤訓練2．[2012·天津理綜，8]如圖甲所示，靜止在水平地面的物塊A，受到水平向右的拉力F作用，F與時間t的關系如圖乙所示，設物塊與地面的靜摩擦力最大值fm與滑動摩擦力大小相等，則(

)(五)同類跟蹤訓練A．0～t1時間內F的功率逐漸增大B．t2時刻物塊A的加速度最大C．t2時刻后物塊A做反向運動D．t3時刻物塊A的動能最大A．0～t1時間內F的功率逐漸增大[解析]

根據圖乙可知：在0～t1時間內拉力F沒有達到最大靜摩擦力fm，物體處于靜止狀態，則拉力F的功率為零，選項A錯誤；對物塊A由牛頓第二定律有F－fm＝ma，由于t2時刻拉力F最大，則t2時刻物塊加速度a最大，選項B正確；t2到t3這段時間內拉力F大于fm，所以物塊做加速運動，t3時刻速度達到最大，選項C錯誤、D正確．[答案]

BD[解析]根據圖乙可知：在0～t1時間內拉力F沒有達到最大靜例3

[2012·福建]如圖，表面光滑的固定斜面頂端安裝一定滑輪，小物塊A、B用輕繩連接并跨過滑輪(不計滑輪的質量和摩擦)．初始時刻，A、B處于同一高度并恰好處于靜止狀態．剪斷輕繩后A下落、B沿斜面下滑，則從剪斷輕繩到物塊著地，兩物塊(

)第5章-第1單元機械能及其守恒定律匯總課件A．速率的變化量不同 B．機械能的變化量不同C．重力勢能的變化量相同 D．重力做功的瞬時功率相同(一)解讀審題視角解答本題關鍵把握兩點：(1)剪斷輕繩后，兩物塊的機械能守恒．(2)瞬時功率的計算式P＝Fvcosα(α為F與v的夾角)A．速率的變化量不同 第5章-第1單元機械能及其守恒定律匯總課件(五)同類跟蹤訓練3．[2012·上海]質量相等的均質柔軟細繩A、B平放于水平地面，繩A較長．分別捏住兩繩中點緩慢提起，直至全部離開地面，兩繩中點被提升的高度分別為hA、hB，上述過程中克服重力做功分別為WA、WB.若(

)A．hA＝hB，則一定有WA＝WBB．hA>hB，則可能有WA<WBC．hA<hB，則可能有WA＝WBD．hA>hB，則一定有WA>WB(五)同類跟蹤訓練[解析]

設繩長為l，由于捏住兩繩中點緩慢提起，因此重心在距最高點l/4位置處，因繩A較長．若hA＝hB，A的重心較低，WA<WB因此A選項不對；若hA>hB兩根繩子重心無法知道誰高誰低，因此可能WA<WB，也可能WA>WB，因此B正確而D不對；若hA<hB，則一定是A的重心低，因此一定是WA<WB因此C不對．[答案]

B[解析]設繩長為l，由于捏住兩繩中點緩慢提起，因此重心在距單元精彩視窗單元精彩視窗【選題·典型秀】一輛汽車的質量是5×103kg，發動機的額定功率為60kW，汽車所受阻力恒為5000N，如果汽車從靜止開始以0.5m/s2的加速度做勻加速直線運動，功率達到最大后又以額定功率運動了一段距離，最終