《09sh1wl102490高三物理潘喆2009年12月27日4C动能定律和机械能守恒定律曹福佑.docVIP

精锐教育学科教师辅导讲义 讲义编号 09sh1wl102490 学员编号：mff751 年 级：高三 课时数：3 学员姓名：潘喆 辅导科目： 物理 学科教师： 曹福佑 学科组长签名及日期 教务长签名及日期 课 题 动能定理和机械能守恒 授课时间：2009-12-27 12：50——14：50 备课时间：2009-12-26 教学目标 1、理解重力势能的概念；（常识性了解弹性势能；）理解重力做功跟物体重力势能变化的关系；掌握机械能守恒定律。 2、能结合牛顿第二定律，运动学公式，动能定理和机械能守恒解较复杂的问题。 重点、难点 重点是动能定理和机械能守恒定律。 难点是结合牛顿第二定律，运动学公式，动能定理和机械能守恒解较复杂的问题。 考点及考试要求 动能、重力势能、弹性势能，重力做功跟物体重力势能变化的关系， 动能定理和机械能守恒定律。 教学内容 重点例题分析 例题一： 如图所示，质量为m的滑块可以在光滑水平面上滑动，滑块与一不可伸长的轻绳相连，绳跨过一光滑的定滑轮（滑轮大小不计），另一端被人拉着，拉力恒为50N，已知滑轮到水平面的高度为h=4m，AB的长度a=3m，求滑块从A被拉到B的过程中，外力对它所做的功。 解：人对绳子做的功W1=绳子对滑块做的功W2，以绳右端为研究对象，当滑块从A运动到B的过程中，绳右端伸长了。所以：W2=FL=50J，W1= W2= 50J。 说明：在本题中，只有绳子拉力对滑块做功，该拉力大小不变，但方向时刻改变（与水平方向的夹角逐渐增大），故属于变力做功，不能直接求解。如果将研究对象由滑块转变为绳右端的话，可以发现人的拉力做的功为恒力做功且和绳子对滑块做的功相等。故可以用人对绳子做的功代换绳子拉力对滑块的功。则有。 知识应用：恒力做功、几何长度求解。 例题二：如图所示，某人用力F转动半径为R的转盘，力F的大小不变，但方向始终与过力的作用点的转盘的切线一致，则转动转盘一周该力做多少功。 解：在转动转盘一周过程中，力F的方向时刻变化，但每一瞬时力F总是与该瞬时的速度同向（沿切线方向），即F在每瞬时与转盘转过的极小位移为△s1、?△s2、?△s3、……△sn都与当时的F方向同向，因而在转动一周过程中，力F做的功应等于在各极小位移段所做功的代数和，。 说明：此类型题目中变力的功（力的方向变化），而方向始终与速度在同一直线上或成某一固定角度，可把曲线运动的路线拉直考虑，在每小段位移上将变力视为为恒力用计算功，而且变力所做功应等于变力在各小段所做功的代数和，化曲为直的思想在物理学研究中有很重要的应用。 知识应用： 变力的功、微元法。 例题三：一辆汽车质量为105千克，从静止开始运动，其阻力为车重的0.05倍。其牵引力的大小与车前进的距离变化关系为F=103x+f0，f0是车所受的阻力。当车前进100米时，牵引力做的功是多少？ 解：由F=103x+f0可知，当x变化时，F也随着变化，根据F-x图象所围的面积表示力F所做的功，故牵引力所做的功等于梯形OABD的“面积”W=。 说明：故本题是属于变力做功问题（力的大小变化），与数学函数结合，体现了数型结合的物理方法。 知识应用：变力的功、数学函数图像面积。 例题四：如图所示，质量为m的物体从A点沿半径为R的粗糙半球内表面以vA的速度开始下滑，到达与A点等高的B点时的速度变为vB，求物体从A运动到B的过程中，摩擦力所做的功是多少？ 解：对小球由A运动到B的过程中分析，只有摩擦力做功。根据动能定理可知： 。 说明：物体由A滑到B的过程中，摩擦力f是变力做功问题（大小和方向都变），因此，根据动能定理可知物体由A运动到B的过程中，摩擦力对物体所做的功，就等于物体动能的变化量。 知识应用：动能定理、重力做功、摩擦力的功。 例题五：质量为m的汽车以恒定的功率P在平直的公路上行驶，汽车运速运动的速度为v1，则当汽车的速度为v2时（v1v2），汽车的加速度为多大？ 解：汽车以恒定速度在公路上行驶，由于速度增加，牵引力减小，汽车做加速度逐渐减小的加速运动，直到匀速运动为止。由于汽车匀速运动，所以，根据牛顿第二定律：。 说明：本题重点是汽车的瞬时功率的分析，同时结合牛顿第二定律研究汽车的启动过程。 知识应用：汽车的功率、牛顿第二定律。 例题六：质量为5?103 kg的汽车在t＝0时刻速度v0＝10m/s，随后以P＝6?104 W的额定功率沿平直公路继续前进，经72s达到最大速度，设汽车受恒定阻力，其大小为2.5?103N。求：（1）汽车的最大速度vm；（2）汽车在72s内经过的路程s。 解：（1）达到最大速度时，P＝fv