高考物理复习资料大全第五章机械能守恒定律教师版.docVIP

机械能守恒定律第1 追寻守恒量 功 基础知识 (2) 机械能:物质机械运动的量度.包括动能、重力势能和弹性势能. (3) 动能:物体由于运动而具有的能量. (4) 势能:相互作用的物体凭借其位置而具有的能量. 2．功的概念 （1）定义：一个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生一段位移，就说这个力做了功. （2）做功的两个必要条件：a、力； b、物体在力的方向上发生位移. （3）功的单位：在国际单位制中，功的单位是焦耳，符号J，其物理意义是：1J等于1N的力使物体在力的方向上发生1m的位移时所做的功. （4）功是标量，只有大小，没有方向. （5）功是过程量，即做功必定对应一个过程（位移）应明确是哪个力在哪个过程中对哪个物体做功. 3、功的计算 （1）功的一般计算公式： θ （2）条件：适用于恆力所做的功 （3）字母意义：F——力 ——物体对地位移 θ——F、正方向之间的夹角 4、正负功的意义 （1）根据功的计算公式θ可得到以下几种情况： ①当θ＝90o时，cosθ＝0，则W＝0即力对物体不做功； ②当0θ90o时， cosθ0，则W0，即力对物体做正功； ③当90oθ180o时，则cosθ0，即力对物体做负功，也常说成物体克服这个力做功； （2）功的正负既不表示方向，也不表示大小，它表示：正功是动力对物体做功，负功是阻力对物体做功. 5、作用力与反作用力的功 作用力与反作用力同时存在，作用力做功时，反作用力可能做功，也可能不做功，可能做正功也可能做负功；不要以为作用力与反作用力大小相等，方向相反，就一定有作用力、反作用力的功，数值相等，一正一负. 6、总功的求法 （1）先求外力的合力F合，再应用功的公式求出总功：W=F合cosα （2）先分别求出各外力对物体所做的功W1、W2、W3……，总功即这些功的代数和：W=W1+W2+W3+…… 重点难点例析 一、判断力是否做功及其正负的方法： 1.看力F与l夹角α——常用于恒力做功的情形. 2.看力F与v方向夹角α——常用于曲线运动情形. 若α为锐角做正功，若α为直角则不做功，若α为钝角则做负功. 【例1】如图5-1-1所示，小物体位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水平地面上，从地面上看，在小物体沿斜面下滑的过程中，斜面对小物体的作用力（ ） A.垂直于接触面，做功为零； B.垂直于接触面，做功不为零； C.不垂直于接触面，做功为零； D.不垂直于接触面，做功不为零.【解析】由于斜面是光滑的，斜面对物体的作用力只有支持力N，方向一定垂直于斜面若斜面固定不动，物体沿斜面运动时，支持力N与物体位移方向垂直，不做功，但当斜面不固定时，物体沿斜面下滑的同时，在N的反作用力作用下，斜面要向后退，如图5-1-1所示，物体参与了两个分运动：沿斜面的下滑；随斜面的后移，物体的合位移l与支持力N的夹角α大于90°，故支持力N对物体做负功，做功不为零选项正确【答案】【点拨】恒力是否做功及做功的正负关见看力F与l夹角α, 若α为锐角做正功，若α为直角则不做功，若α为钝角则做负功. 拓展 下面列举的哪几种情况下所做的功是零（ ） A．卫星做匀速圆周运动，地球引力对卫星做的功 B．平抛运动中，重力对物体做的功 C．举重运动员，扛着杠铃在头上的上方停留10s，运动员对杠铃做的功 D．木块在粗糙水平面上滑动，支持力对木块做的功 【解析】：引力作为卫星做圆周运动的向心力，向心力与卫星运动速度方向垂直，所以，这个力不做功杠铃在此时间内位移为零木块的支持力与位移方向垂直，所以，支持力不做功故A、C、D是正确的 【答案】ACD 二、求变力的功: 1.化变力为恒力： (1) 分段计算功，然后用求和的方法求变力所做的功. (2)用转换研究对象的方法求变力所做的功. 2. 若F是位移l的线性函数时，先求平均值，由求其功. 例如:用铁锤把小铁钉钉入木板，设木板对钉子的阻力与钉进木板的深度成正比，已知铁锤第一次将钉子钉进d，如果铁锤第二次敲钉子时对钉子做的功与第一次相同，那么，第二次进入木板的深度是多少? 解： ∴ 3. 作出变力变化的F－l图象，图象与位移轴所围的“面积”即为变力做的功. 在F-l图象中，图线与坐标轴所围成的“面积”表示功对于方向不变，大小随位移变化的力，作出F-l图象，求出图线与坐标轴所围成的“面积”，就求出了变力所做的功,上述例题也可用图象法来求解.因为木板对钉子的阻力与钉进木板的深度成正比，即F=kd，其图象为图5-1-2所示铁锤两次对钉子做功相同，则三角形OAB的面积与梯形ABCD的面积相等， 即 解得 【例2】以一定的速度竖直向上抛出一