世纪金榜物理-全程复习5课件1.ppt
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- 世纪 金榜 物理 全程 复习 课件
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1、第1讲功和功率考点考点1 1功功1.1.做功的两个要素做功的两个要素(1)(1)作用在物体上的作用在物体上的_._.(2)(2)物体在物体在_上发生的位移上发生的位移.2.2.公式:公式:W=_W=_(1)(1)是力与是力与_方向之间的夹角,方向之间的夹角,l为物体对地的位移为物体对地的位移的大小的大小.(2)(2)该公式只适用于该公式只适用于_做功做功.(3)(3)恒力做功与路程无关,只与恒力做功与路程无关,只与F F的大小及力方向上的位移有关的大小及力方向上的位移有关(4 4)W=FW=Flcoscos是功的计算公式,但也可视为功的决定式。是功的计算公式,但也可视为功的决定式。力力力的方向
2、力的方向F Flcoscos位移位移恒力恒力(不是所有的计算式都可视为决定式)(不是所有的计算式都可视为决定式)4.4.性质:功是标量性质:功是标量.只有大小,没有方向只有大小,没有方向.但有正负,功的正负但有正负,功的正负既不表示方向,也不表示大小。既不表示方向,也不表示大小。功是一个过程量功是一个过程量.即做功必定对应一个过程(位移)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应明确是哪个力在哪个过程中对哪个物体做功3.3.单位:焦单位:焦.J.J(5 5)当力的大小恒定、方向与运动方向始终相同或相反时,)当力的大小恒定、方向与运动方向始终相同或相反时,W=FS(
3、S W=FS(S表示路程)表示路程)(6 6)一对滑动摩擦力对系统做功)一对滑动摩擦力对系统做功 W Wf f=-fL(L=-fL(L表示相对路程),表示相对路程),产生的热量产生的热量Q=fLQ=fL(7)(7)当力当力F F随位移随位移X X均匀变化时,用均匀变化时,用 求求F F的功的功coslFW正、负的含义:正、负的含义:力做正功,表示施力者对受力者做功力做正功,表示施力者对受力者做功力做负功,表示受力者克服阻力做的功力做负功,表示受力者克服阻力做的功5.5.物理意义:功是力对位移的积累效果,是能的转化的量度物理意义:功是力对位移的积累效果,是能的转化的量度表示谁对谁做功表示谁对谁做
4、功也表示能的转化方向也表示能的转化方向外界对物体做功,外界将能量传给物体外界对物体做功,外界将能量传给物体物体对外界做功,物体将能量传给外界物体对外界做功,物体将能量传给外界夹角夹角 功的正负功的正负 物理意义物理意义 02 W0 W0 力对物体做正功力对物体做正功 2 W0 W0 力对物体做负功,或力对物体做负功,或者说物体克服这个力者说物体克服这个力做了功做了功 2 W=0 W=0 力对物体不做功力对物体不做功 1.1.判断正、负功的方法判断正、负功的方法(1)(1)根据力和位移方向之间的夹角判断:此法常用于恒力做功根据力和位移方向之间的夹角判断:此法常用于恒力做功.(2)(2)根据力和瞬
5、时速度方向的夹角根据力和瞬时速度方向的夹角判断:判断:此法常用于判断质点做曲线运动时变力做的功,此法常用于判断质点做曲线运动时变力做的功,夹角为锐角时做正功,即夹角为锐角时做正功,即当当090,力对物体做正功;,力对物体做正功;夹角为夹角为钝角时做负功,钝角时做负功,即即90180,力对物体做负功;,力对物体做负功;夹角为直角时夹角为直角时不做功,不做功,即即90,力对物体不做功,力对物体不做功(3)(3)根据能量转化与守恒定律判断根据能量转化与守恒定律判断:若在该力作用下物体的能量增若在该力作用下物体的能量增加加,则该力对物体做正功则该力对物体做正功,反之则做负功反之则做负功.此法常用于判断
6、两个相联系的物体此法常用于判断两个相联系的物体举例:如图所示,弧面体举例:如图所示,弧面体a放在光滑水平面上,弧面光滑,使物体放在光滑水平面上,弧面光滑,使物体b自弧面自弧面的顶端自由下滑,试判定的顶端自由下滑,试判定a、b间弹力做功的情况从能量转化的角度看,间弹力做功的情况从能量转化的角度看,当当b沿弧面由静止下滑时,沿弧面由静止下滑时,a就由静止开始向右运动,即就由静止开始向右运动,即a的动能增大了,的动能增大了,因此因此b对对a的弹力做了正功由于的弹力做了正功由于a和和b组成的系统机械能守恒,组成的系统机械能守恒,a的机械能的机械能增加,增加,b的机械能一定减少,因此的机械能一定减少,因
7、此a对对b的支持力对的支持力对b一定做了负功一定做了负功例例1.1.如图所示,物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传如图所示,物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带,传送带以图示方向匀速运转,则传送带对物体做功情送带,传送带以图示方向匀速运转,则传送带对物体做功情况可能是况可能是()A.A.始终不做功始终不做功 B.B.先做负功后做正功先做负功后做正功C.C.先做正功后不做功先做正功后不做功 D.D.先做负功后不做功先做负功后不做功ACDACD【点拨点拨】判断功的正负是根据力的方向和运动的方向的关系,判断功的正负是根据力的方向和运动的方向的关系,在皮带问题中摩擦力的方向根据运动状态进行判断
8、在皮带问题中摩擦力的方向根据运动状态进行判断【解析解析】设传送带速度大小为设传送带速度大小为v v1 1,物体刚滑上传送带时的速度大小为,物体刚滑上传送带时的速度大小为v v2 2.当当v v1 1v v2 2时,物体随传送带一起匀速运动,故传送带与物体之间不时,物体随传送带一起匀速运动,故传送带与物体之间不存在摩擦力,即传送带对物体始终不做功,存在摩擦力,即传送带对物体始终不做功,A A正确当正确当v v1 1 v v2 2时,物体时,物体相对传送带向右运动,物体受到的滑动摩擦力方向向左,则物体先做匀相对传送带向右运动,物体受到的滑动摩擦力方向向左,则物体先做匀减速运动直到速度减为减速运动直
9、到速度减为v v1 1,再做匀速运动,故传送带对物体先做负功后不,再做匀速运动,故传送带对物体先做负功后不做功,做功,D D正确当正确当v v1 1v v2 2时,物体相对传送带向左运动,物体受到的滑时,物体相对传送带向左运动,物体受到的滑动摩擦力方向向右,则物体先做匀加速运动直到速度达到动摩擦力方向向右,则物体先做匀加速运动直到速度达到v v1 1,再做匀速运,再做匀速运动,故传送带对物体先做正功后不做功,动,故传送带对物体先做正功后不做功,B B错误,错误,C C正确正确即时应用即时应用 (即时突破,小试牛刀即时突破,小试牛刀)1.(2011年广州二测年广州二测)如图如图512所示,质量为
10、所示,质量为m的木块放在倾角为的木块放在倾角为的斜面上与斜面一起水平向的斜面上与斜面一起水平向左匀速运动,木块左匀速运动,木块()A对斜面的压力大小为对斜面的压力大小为mgcosB所受的支持力对木块不做功所受的支持力对木块不做功C所受的摩擦力对木块做负功所受的摩擦力对木块做负功D所受的摩擦力方向可能沿斜面向下所受的摩擦力方向可能沿斜面向下图图512ACAC解析:解析:选选AC.木块受力平衡,受力情况如图所示木块受力平衡,受力情况如图所示木块水平向左运动,则支持力木块水平向左运动,则支持力FN对木块做正功,对木块做正功,摩擦力摩擦力Ff对木块做负功,重力对木块做负功,重力mg不做功,木块对不做功
11、,木块对斜面的压力斜面的压力FNFNmgcos,综上所述,可知选,综上所述,可知选项项A、C对,对,B、D错错2.2.如图所示,质量为如图所示,质量为m m的物体置于倾角为的物体置于倾角为的斜面上,物体与斜面间的动摩擦因数为的斜面上,物体与斜面间的动摩擦因数为,在外力作用下,斜面以加速度在外力作用下,斜面以加速度a a沿水平方向沿水平方向向左做匀加速运动,运动中物体向左做匀加速运动,运动中物体m m与斜面相对静止与斜面相对静止.则关于斜面对则关于斜面对m m的支持力和摩擦力的下列说法中错误的是的支持力和摩擦力的下列说法中错误的是()()A.A.支持力一定做正功支持力一定做正功B.B.摩擦力一定
12、做正功摩擦力一定做正功C.C.摩擦力可能不做功摩擦力可能不做功D.D.摩擦力可能做负功摩擦力可能做负功解:因物体和斜面一起水平向左做匀加速运动,对物体进行受力分析可知,解:因物体和斜面一起水平向左做匀加速运动,对物体进行受力分析可知,支持力方向垂直斜面向上,由功的公式可知支持力一定做正功支持力方向垂直斜面向上,由功的公式可知支持力一定做正功.而摩擦力而摩擦力是否存在需要讨论是否存在需要讨论.当当mgtan=ma即即a=gtan时,摩擦力不存在,摩擦力不做功;时,摩擦力不存在,摩擦力不做功;当当mgtangtan时,摩擦力沿斜面向下,摩擦力做正功;时,摩擦力沿斜面向下,摩擦力做正功;当当mgta
13、nma即即aWWc c D.D.四种情况一样大四种情况一样大【解析解析】选选D.D.依据功的定义式依据功的定义式W=FW=Flcoscos,在本题的四种情况下,在本题的四种情况下,F F、l、均相同,这样四种情况下力均相同,这样四种情况下力F F所做的功一样大,故选项所做的功一样大,故选项D D正确正确.用用“化变为恒法化变为恒法”求解变力做的功求解变力做的功【例证例证1 1】用铁锤将一铁钉击入木块,设木块对铁钉的阻力与铁用铁锤将一铁钉击入木块,设木块对铁钉的阻力与铁钉进入木块内的深度成正比,即钉进入木块内的深度成正比,即F Ff f=kx(=kx(其中其中x x为铁钉进入木块的为铁钉进入木块
14、的深度深度).).在铁锤击打第一次后,铁钉进入木块的深度为在铁锤击打第一次后,铁钉进入木块的深度为d.d.(1)(1)求铁锤对铁钉做功的大小;求铁锤对铁钉做功的大小;(2)(2)若铁锤对铁钉每次做功相等,求击打第二次时,铁钉还能进若铁锤对铁钉每次做功相等,求击打第二次时,铁钉还能进入的深度入的深度.【自主解答自主解答】(1)(1)第一次击入的深度为第一次击入的深度为d,d,则阻力则阻力F Ff f=kd,=kd,此过程铁钉克服阻力所做的功:此过程铁钉克服阻力所做的功:故铁锤对铁钉做的功为故铁锤对铁钉做的功为 2f0F1Wdkd2221kd2【解题指南解题指南】解答本题应注意以下两个方面:解答本
15、题应注意以下两个方面:(1)(1)铁锤对铁钉做的功全部用于克服阻力做功铁锤对铁钉做的功全部用于克服阻力做功.(2)(2)铁钉所受阻力与铁钉进入木块的深度的关系铁钉所受阻力与铁钉进入木块的深度的关系.又因铁锤对铁钉每次做功相同,又因铁锤对铁钉每次做功相同,故有:故有:kdkd2 2=k(d+d)(d-d)=k(d+d)(d-d)解得:解得:故击打第二次时,铁钉还能进入木块的深度故击打第二次时,铁钉还能进入木块的深度d=d-d=(-1)dd=d-d=(-1)d答案:答案:(1)kd(1)kd2 2 (2)(-1)d (2)(-1)d1212d2d2122ffFF1W(dd)k dd(dd)22(2
16、)(2)设击打第二次后,铁钉进入木块的总深度为设击打第二次后,铁钉进入木块的总深度为dd,此时,此时阻力为阻力为F Ff f=kd=kd则第二次击打铁钉的过程中,铁钉克服阻力所做的功则第二次击打铁钉的过程中,铁钉克服阻力所做的功【总结提升总结提升】“化变为恒法化变为恒法”求功适用的两种情况求功适用的两种情况(1)(1)若力的大小改变,方向不变,且力的大小与物体的位移大小若力的大小改变,方向不变,且力的大小与物体的位移大小成正比,则此力做的功可用成正比,则此力做的功可用W=W=求解求解.(2)(2)若力的方向时刻变化,但力沿运动方向的分力大小不变时,若力的方向时刻变化,但力沿运动方向的分力大小不
17、变时,可用可用W=FW=Fx xl(其中其中F Fx x为力为力F F在运动方向的分力,在运动方向的分力,l为物体运动的路为物体运动的路程程)来求功来求功.Fl(3)(3)在遇到求功的问题时,一定要注意分析是求恒力做的功还是在遇到求功的问题时,一定要注意分析是求恒力做的功还是变力做的功,如果是求变力做的功,看能否转化为求恒力做功的变力做的功,如果是求变力做的功,看能否转化为求恒力做功的问题,不能转化的,还可以借助动能定理或能量守恒定律求解问题,不能转化的,还可以借助动能定理或能量守恒定律求解【变式训练变式训练】如图所示,一质量为如图所示,一质量为m=2.0 kgm=2.0 kg的物体从半径为的
18、物体从半径为R=5.0 mR=5.0 m的圆弧轨道的的圆弧轨道的A A端,在拉力作用下沿圆弧缓慢运动到端,在拉力作用下沿圆弧缓慢运动到B B端端(圆弧圆弧ABAB在竖直平面内在竖直平面内).).拉力拉力F F大小不变始终为大小不变始终为15 N,15 N,方向始终与方向始终与物体在该点的切线成物体在该点的切线成3737角角.圆弧所对应的圆心角为圆弧所对应的圆心角为4545,BO,BO边边为竖直方向为竖直方向.求这一过程中求这一过程中:(g:(g取取10 m/s10 m/s2 2)(1)(1)拉力拉力F F做的功做的功.(2)(2)重力重力G G做的功做的功.(3)(3)圆弧面对物体的支持力圆弧
19、面对物体的支持力F FN N做的功做的功(4)(4)圆弧面对物体的摩擦力圆弧面对物体的摩擦力F Ff f做的功做的功【解析解析】(1)(1)拉力拉力F F大小不变大小不变,方向始终与物体在该点的切线方向方向始终与物体在该点的切线方向夹角为夹角为3737,故拉力故拉力F F沿物体运动的切线方向的合力沿物体运动的切线方向的合力F Fx x=Fcos37=Fcos37,故拉力故拉力F F做的功做的功W WF F=F=Fx xl=Fcos37=Fcos37 R=15 J=47.1 J R=15 J=47.1 J(2)(2)重力重力G G做的功做的功W WG G=-mgR(1-cos45=-mgR(1-
20、cos45)=-29.3 J)=-29.3 J(3)(3)物体受的支持力物体受的支持力F FN N始终与物体的运动方向垂直,所以始终与物体的运动方向垂直,所以W WFNFN0.0.(4)(4)因物体在拉力因物体在拉力F F作用下缓慢移动,动能不变,由动能定理知:作用下缓慢移动,动能不变,由动能定理知:W WF FW WG GW WFfFf0.0.所以所以W WFfFfW WF FW WG G(47.147.129.3)J29.3)J17.8 J.17.8 J.答案:答案:(1)47.1 J (2)-29.3 J(1)47.1 J (2)-29.3 J(3)0(4)(3)0(4)17.8 J17
21、.8 J4【思路点拨思路点拨】根据各个力的特点根据各个力的特点(是恒力还是变力是恒力还是变力),选择相应,选择相应的计算功的方法,如功的定义式的计算功的方法,如功的定义式W WFlcosFlcos或动能定理或动能定理即时应用即时应用 (即时突破,小试牛刀即时突破,小试牛刀)2.如图如图514所示,用恒力所示,用恒力F通过光滑的定滑轮把静止在水通过光滑的定滑轮把静止在水平面上的物体平面上的物体(大小可忽略大小可忽略)从位置从位置A拉到位置拉到位置B,物体的质量,物体的质量为为m,定滑轮离水平地面的高度为,定滑轮离水平地面的高度为h,物体在位置,物体在位置A、B时细时细绳与水平方向的夹角分别为绳与
22、水平方向的夹角分别为1 和和2,求绳的拉力对物体做的,求绳的拉力对物体做的功功图图514 思路点拨思路点拨 从题设的条件看,作用于物体上从题设的条件看,作用于物体上的绳的拉力的绳的拉力T T,大小与外力,大小与外力F F相等,但物体从相等,但物体从A A运动运动至至B B的过程中,拉力的过程中,拉力T T的方向与水平面的夹角由的方向与水平面的夹角由1 1变为变为2 2,显然拉力,显然拉力T T为变力此时恒力功定义式为变力此时恒力功定义式W=FW=FS Scoscos就不适用了如何化求变力功转而就不适用了如何化求变力功转而求恒力功就成为解题的关键由于绳拉物体的变求恒力功就成为解题的关键由于绳拉物
23、体的变力力T T对物体所做的功与恒力对物体所做的功与恒力F F拉绳做的功相等,根拉绳做的功相等,根据力对空间积累效应的等效替代便可求出绳的拉据力对空间积累效应的等效替代便可求出绳的拉力对物体做的功力对物体做的功解解:设物体在位置设物体在位置A A时,滑轮左侧绳长为时,滑轮左侧绳长为l l1 1,当物体被绳拉,当物体被绳拉至位置至位置B B时,绳长变为时,绳长变为l l2 2,因此物体由,因此物体由A A到到B B,绳长的变化量,绳长的变化量2121sinsinhhlll又因又因T=FT=F,则绳的拉力,则绳的拉力T T对物体做的功对物体做的功21sin1sin1hFWWFT 小结小结 如何由求
24、变力功转化为求恒力功,即实现由变到如何由求变力功转化为求恒力功,即实现由变到不变的转化,本题采用了等效法,即将恒定拉力不变的转化,本题采用了等效法,即将恒定拉力F F作用点的位作用点的位移与拉力移与拉力F F的乘积替代绳的拉力对物体做功这种解题的思路的乘积替代绳的拉力对物体做功这种解题的思路和方法应予以高度重视和方法应予以高度重视3.3.如图所示,质量为如图所示,质量为m m的小球用长的小球用长L L的细线悬挂而静止在竖直的细线悬挂而静止在竖直位置在下列两种情况下,分别用水平拉力位置在下列两种情况下,分别用水平拉力F F将小球拉到细将小球拉到细线与竖直方向成线与竖直方向成角的位置在此过程中,拉
25、力角的位置在此过程中,拉力F F做的功各做的功各是多少?是多少?(填写对应序号填写对应序号)(1)(1)用用F F缓慢地拉缓慢地拉()(2)(2)F F为恒力为恒力()A.A.FLFLcoscos B.B.FLFLsinsin C.C.FLFL(1(1coscos )D.D.mgLmgL(1(1coscos )【点拨点拨】首先明确拉力首先明确拉力F F为变力还是恒力,如果为变力还是恒力,如果F F是恒力,可以直接是恒力,可以直接利用公式进行求解;如果力利用公式进行求解;如果力F F是变力,则只能利用动能定理求解是变力,则只能利用动能定理求解【解析解析】(1)(1)若用若用F F缓慢地拉,则显然
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