高中美術(shù)萬(wàn)能教案

機(jī)械能和能源。

單元檢測(cè)題
A組
1．關(guān)于功率的概念，下面的說(shuō)法中正確的是（）
A．功率是描述力對(duì)物體做功多少的物理量
B．由可知，在相同的時(shí)間內(nèi)做功越多，功率越大
C．若力和速度方向相同，由可知，力越大，速度越大，則功率越大
D．某個(gè)力對(duì)物體做功越多，它的功率就一定大
2．下列說(shuō)法正確的是（）
A．摩擦力對(duì)物體做功，其機(jī)械能必減少
B．外力對(duì)物體做功，其機(jī)械能必不守恒
C．做變速運(yùn)動(dòng)的物體可能沒(méi)有力對(duì)它做功
D．物體速度增加時(shí)，其機(jī)械能可能減少
3．起重機(jī)的功率增大，將同一重物勻速舉到同樣高度所需時(shí)間比原來(lái)（）
A．增大B．減少C．不變D．無(wú)法確定
4．一質(zhì)量為m的物體被人用手由靜止豎直向上以加速度a勻加速提升h。關(guān)于此過(guò)程，下列說(shuō)法中不正確的是（）
A．提升過(guò)程中手對(duì)物體做功m(a+g)h
B．提升過(guò)程中合外力對(duì)物體做功mah
C．提升過(guò)程中物體的動(dòng)能增加m(a+g)h
D．提升過(guò)程中物體克服重力做功mgh
5．一輛汽車以v1=6m/s的速度沿水平路面行駛時(shí)，急剎車后能滑行s1=3.6m，如果改以v2=8m/s的速度行駛，同樣情況下急剎車后滑行的距離s2為（）
A．6.4mB．5.6mC．7.2mD．10.8m
6．在空中某點(diǎn)將三個(gè)相同小球以相同的速率v水平拋出、豎直上拋、豎直下拋，則從拋出到落地，下列說(shuō)法正確的是（）
A．重力做功相同
B．重力的平均功率相同
C．豎直下拋的小球的重力平均功率最大
D．落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率相同
7．從高為h處水平拋出一個(gè)質(zhì)量為m的小球，落地點(diǎn)與拋出點(diǎn)水平距離為s，求拋球時(shí)人對(duì)球所做的功？

8．已知質(zhì)量為m的物體從某高處自由落下，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，在此過(guò)程中重力對(duì)物體做功的平均功率為_(kāi)________，重力對(duì)物體做功的瞬時(shí)功率為_(kāi)_________。
9．如圖所示，物體沿曲面從A點(diǎn)由靜止滑下，滑至曲面的最低點(diǎn)B時(shí)，下滑的高度為3m，到達(dá)B時(shí)的速度為4m/s，若物體的質(zhì)量為1kg。則物體在A點(diǎn)的動(dòng)能為_(kāi)_______J，物體在B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為_(kāi)_______J，物體在下滑過(guò)程中重力對(duì)物體所做的功為_(kāi)_____J，彈力對(duì)物體所做的功為_(kāi)___J，摩擦力對(duì)物體所做的功為_(kāi)_______J。（g取10m/s2）
10．在高為15m的桌面上，以水平速度10m/s拋出質(zhì)量為0.2kg的物體，不計(jì)空氣阻力，求物體落地時(shí)的速度大小。（g取10m/s2）

11．起重機(jī)在1min內(nèi)將重為5000N的重物勻速提升36m，求：（1）起重機(jī)對(duì)重物所做的功為多少；（2）起重機(jī)的功率及重物上升的速度。
jab88.COm

12．如所所示，用拉力F使一個(gè)質(zhì)量為m的木箱由靜止開(kāi)始在水平冰道上移動(dòng)了距離s，拉力F跟木箱前進(jìn)的方向的夾角為α，木箱與冰道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，求木箱獲得的速度。
B組
1．如圖所示，質(zhì)量為m的物體P放在光滑的傾角為θ的斜面體上，同時(shí)用力F向右推斜面體，使P與斜面體保持相對(duì)靜止，在前進(jìn)水平位移為s的過(guò)程中，斜面體對(duì)P做功為（）
A．FsB．mgssinθ
C．mgscosθD.mgstanθ
2．將一物體以速度v從地面豎直向上拋出，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到拋出點(diǎn)上方h高度時(shí)，它的動(dòng)能恰好為勢(shì)能的一半。若取拋出點(diǎn)所在水平面為零勢(shì)能面，則這個(gè)高度h應(yīng)為（）
A．B．C．D．
3．質(zhì)量為m的汽車，啟動(dòng)后沿平直路面行駛，如果發(fā)動(dòng)機(jī)的功率恒為P，且行駛過(guò)程中受到的摩擦阻力大小一定，汽車速度能夠達(dá)到的最大值為v，那么當(dāng)汽車的車速為時(shí)，汽車的瞬時(shí)加速度的大小為（）
A．B．C．D．
4．下列關(guān)于做功的說(shuō)法中正確的是（）
A．作用力做正功時(shí)，反作用力一定做負(fù)功
B．作用力不做功時(shí)，反作用力也一定不做功
C．作用力和反作用力的功一定大小相等，正負(fù)相反
D．作用力做正功時(shí)，反作用力也可以做正功
5．在高處的同一點(diǎn)將三個(gè)質(zhì)量相同的小球以大小相等的初速度v0分別上拋、平拋、下拋，并落到同一水平地面上，則（）
A．三個(gè)小球落地時(shí)，重力的瞬時(shí)功率相同
B．從拋出到落地的過(guò)程中，重力對(duì)它們做功的平均功率相同
C．從拋出到落地的過(guò)程中，重力對(duì)它們做的功相同
D．三個(gè)小球落地時(shí)的速度相同
6．物體在地面附近以2m/s2的加速度勻減速豎直上升，則在上升過(guò)程中，物體機(jī)械能的變化是（）
A．不變B．減小C．增大D．無(wú)法判斷
7．如圖，均勻鏈條長(zhǎng)為L(zhǎng)，水平面光滑，一段長(zhǎng)L/2的鏈條垂在桌面下，將鏈條由靜止釋放，則鏈條全部滑離桌面時(shí)速度為_(kāi)_______。
8．如圖所示，半徑為R的半圓形光滑軌道固定在水平地面上，A與B兩點(diǎn)在同一豎直線上，質(zhì)量為m的小球以某一速度自A點(diǎn)進(jìn)入軌道，它經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)后飛出，最后落在水平地面上的C點(diǎn)，現(xiàn)已測(cè)出AC=2R，求小球自A點(diǎn)進(jìn)入軌道時(shí)的速度大小.

9．如圖所示，質(zhì)量為m的物體，以某一初速度從A點(diǎn)向下沿光滑軌道運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力，若物體通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速率為，求：
（1）物體在A點(diǎn)時(shí)的速度；
（2）物體離開(kāi)C點(diǎn)后還能上升多高。

單元檢測(cè)題參考答案
1．C2．A3．B4.ＢＣ5.Ａ6.Ｃ7.8．mg2t/2,mg2t9．0,8,30,0,-2210．20m/s11．1.8×105J3000W0.6m/s12.13、（1）（2）3.5R

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機(jī)械能考點(diǎn)例析

一名優(yōu)秀的教師在教學(xué)時(shí)都會(huì)提前最好準(zhǔn)備，準(zhǔn)備好一份優(yōu)秀的教案往往是必不可少的。教案可以讓學(xué)生更容易聽(tīng)懂所講的內(nèi)容，讓教師能夠快速的解決各種教學(xué)問(wèn)題。你知道如何去寫(xiě)好一份優(yōu)秀的教案呢？以下是小編為大家收集的“機(jī)械能考點(diǎn)例析”歡迎閱讀，希望您能夠喜歡并分享！

機(jī)械能考點(diǎn)例析

能的概念、功和能的關(guān)系以及各種不同形式的能的相互轉(zhuǎn)化和守恒的規(guī)律是自然界中最重要、最普遍、最基本的客觀規(guī)律，它貫穿于整個(gè)物理學(xué)中。本章的功和功率、動(dòng)能和動(dòng)能定理、重力的功和重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、機(jī)械能守恒定律是歷年高考的必考內(nèi)容，考查的知識(shí)點(diǎn)覆蓋面全，頻率高，題型全。動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律是力學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，用能量觀點(diǎn)解題是解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的三大途徑之一?？碱}的內(nèi)容經(jīng)常與牛頓運(yùn)動(dòng)定律、曲線運(yùn)動(dòng)、動(dòng)量守恒定律、電磁學(xué)等方面知識(shí)綜合，物理過(guò)程復(fù)雜，綜合分析的能力要求較高，這部分知識(shí)能密切聯(lián)系實(shí)際、生活實(shí)際、聯(lián)系現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，因此，每年高考的壓軸題，高難度的綜合題經(jīng)常涉及本章知識(shí)。例如：2001年的全國(guó)卷第22題、2001年上海卷第23題、2002年全國(guó)理綜第30題、2003年全國(guó)理綜第34題、2004年上海卷第21題、2004年物理廣西卷第17題、2004年理綜福建卷第25題等。同學(xué)平時(shí)要加強(qiáng)綜合題的練習(xí)，學(xué)會(huì)將復(fù)雜的物理過(guò)程分解成若干個(gè)子過(guò)程，分析每一個(gè)過(guò)程的始末運(yùn)動(dòng)狀態(tài)量及物理過(guò)程中力、加速度、速度、能量和動(dòng)量的變化，對(duì)于生活、生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題要建立相關(guān)物理模型，靈活運(yùn)用牛頓定律、動(dòng)能定理、動(dòng)量定理及能量轉(zhuǎn)化的方法提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

一、夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)

1.深刻理解功的概念

功是力的空間積累效應(yīng)。它和位移相對(duì)應(yīng)（也和時(shí)間相對(duì)應(yīng)）。計(jì)算功的方法有兩種：

⑴按照定義求功。即：W=Fscosθ。在高中階段，這種方法只適用于恒力做功。當(dāng)時(shí)F做正功，當(dāng)時(shí)F不做功，當(dāng)時(shí)F做負(fù)功。

這種方法也可以說(shuō)成是：功等于恒力和沿該恒力方向上的位移的乘積。

⑵用動(dòng)能定理W=ΔEk或功能關(guān)系求功。當(dāng)F為變力時(shí)，高中階段往往考慮用這種方法求功。

這種方法的依據(jù)是：做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，功是能的轉(zhuǎn)化的量度。如果知道某一過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化的數(shù)值，那么也就知道了該過(guò)程中對(duì)應(yīng)的功的數(shù)值。

(3)．會(huì)判斷正功、負(fù)功或不做功。判斷方法有：1用力和位移的夾角α判斷;2用力和速度的夾角θ判斷定;3用動(dòng)能變化判斷.

(4)了解常見(jiàn)力做功的特點(diǎn):

重力做功和路徑無(wú)關(guān)，只與物體始末位置的高度差h有關(guān)：W=mgh，當(dāng)末位置低于初位置時(shí)，W＞0，即重力做正功；反之則重力做負(fù)功。

滑動(dòng)摩擦力做功與路徑有關(guān)。當(dāng)某物體在一固定平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)摩擦力做功的絕對(duì)值等于摩擦力與路程的乘積。

在彈性范圍內(nèi)，彈簧做功與始末狀態(tài)彈簧的形變量有關(guān)系。

（5）一對(duì)作用力和反作用力做功的特點(diǎn)：1一對(duì)作用力和反作用力在同一段時(shí)間內(nèi)做的總功可能為正、可能為負(fù)、也可能為零；2一對(duì)互為作用反作用的摩擦力做的總功可能為零（靜摩擦力）、可能為負(fù)（滑動(dòng)摩擦力），但不可能為正。

2.深刻理解功率的概念

（1）功率的物理意義：功率是描述做功快慢的物理量。

（2）功率的定義式：，所求出的功率是時(shí)間t內(nèi)的平均功率。

（3）功率的計(jì)算式：P=Fvcosθ，其中θ是力與速度間的夾角。該公式有兩種用法：①求某一時(shí)刻的瞬時(shí)功率。這時(shí)F是該時(shí)刻的作用力大小，v取瞬時(shí)值，對(duì)應(yīng)的P為F在該時(shí)刻的瞬時(shí)功率；②當(dāng)v為某段位移（時(shí)間）內(nèi)的平均速度時(shí)，則要求這段位移（時(shí)間）內(nèi)F必須為恒力，對(duì)應(yīng)的P為F在該段時(shí)間內(nèi)的平均功率。

(4)重力的功率可表示為PG=mgVy，即重力的瞬時(shí)功率等于重力和物體在該時(shí)刻的豎直分速度之積。

3.深刻理解動(dòng)能的概念，掌握動(dòng)能定理。

（1）動(dòng)能是物體運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)量，而動(dòng)能的變化ΔEK是與物理過(guò)程有關(guān)的過(guò)程量。

(2)動(dòng)能定理的表述

合外力做的功等于物體動(dòng)能的變化。（這里的合外力指物體受到的所有外力的合力，包括重力）。表達(dá)式為W=ΔEK.

動(dòng)能定理也可以表述為：外力對(duì)物體做的總功等于物體動(dòng)能的變化。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，后一種表述比較好操作。不必求合力，特別是在全過(guò)程的各個(gè)階段受力有變化的情況下，只要把各個(gè)力在各個(gè)階段所做的功都按照代數(shù)和加起來(lái)，就可以得到總功。

動(dòng)能定理建立起過(guò)程量（功）和狀態(tài)量（動(dòng)能）間的聯(lián)系。這樣，無(wú)論求合外力做的功還是求物體動(dòng)能的變化，就都有了兩個(gè)可供選擇的途徑。功和動(dòng)能都是標(biāo)量，動(dòng)能定理表達(dá)式是一個(gè)標(biāo)量式，不能在某一個(gè)方向上應(yīng)用動(dòng)能定理。

4.深刻理解勢(shì)能的概念，掌握機(jī)械能守恒定律。

1.機(jī)械能守恒定律的兩種表述

⑴在只有重力做功的情形下，物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變。

⑵如果沒(méi)有摩擦和介質(zhì)阻力，物體只發(fā)生動(dòng)能和重力勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化時(shí)，機(jī)械能的總量保持不變。

對(duì)機(jī)械能守恒定律的理解：

①機(jī)械能守恒定律的研究對(duì)象一定是系統(tǒng)，至少包括地球在內(nèi)。通常我們說(shuō)“小球的機(jī)械能守恒”其實(shí)一定也就包括地球在內(nèi)，因?yàn)橹亓?shì)能就是小球和地球所共有的。另外小球的動(dòng)能中所用的v，也是相對(duì)于地面的速度。

②當(dāng)研究對(duì)象（除地球以外）只有一個(gè)物體時(shí)，往往根據(jù)是否“只有重力做功”來(lái)判定機(jī)械能是否守恒；當(dāng)研究對(duì)象（除地球以外）由多個(gè)物體組成時(shí)，往往根據(jù)是否“沒(méi)有摩擦和介質(zhì)阻力”來(lái)判定機(jī)械能是否守恒。

③“只有重力做功”不等于“只受重力作用”。在該過(guò)程中，物體可以受其它力的作用，只要這些力不做功。

2.機(jī)械能守恒定律的各種表達(dá)形式

⑴，即；

⑵；；

用⑴時(shí)，需要規(guī)定重力勢(shì)能的參考平面。用⑵時(shí)則不必規(guī)定重力勢(shì)能的參考平面，因?yàn)橹亓?shì)能的改變量與參考平面的選取沒(méi)有關(guān)系。尤其是用ΔE增=ΔE減，只要把增加的機(jī)械能和減少的機(jī)械能都寫(xiě)出來(lái)，方程自然就列出來(lái)了。

5.深刻理解功能關(guān)系，掌握能量守恒定律。

（1）做功的過(guò)程是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，功是能的轉(zhuǎn)化的量度。

能量守恒和轉(zhuǎn)化定律是自然界最基本的規(guī)律之一。而在不同形式的能量發(fā)生相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，功扮演著重要的角色。本章的主要定理、定律都可由這個(gè)基本原理出發(fā)而得到。

需要強(qiáng)調(diào)的是：功是一個(gè)過(guò)程量，它和一段位移（一段時(shí)間）相對(duì)應(yīng)；而能是一個(gè)狀態(tài)量，它與一個(gè)時(shí)刻相對(duì)應(yīng)。兩者的單位是相同的（都是J），但不能說(shuō)功就是能，也不能說(shuō)“功變成了能”。

（2）復(fù)習(xí)本章時(shí)的一個(gè)重要課題是要研究功和能的關(guān)系，尤其是功和機(jī)械能的關(guān)系。突出：“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”這一基本概念。

1物體動(dòng)能的增量由外力做的總功來(lái)量度：W外=ΔEk，這就是動(dòng)能定理。

2物體重力勢(shì)能的增量由重力做的功來(lái)量度：WG=-ΔEP，這就是勢(shì)能定理。

3物體機(jī)械能的增量由重力以外的其他力做的功來(lái)量度：W其=ΔE機(jī)，（W其表示除重力以外的其它力做的功），這就是機(jī)械能定理。

4當(dāng)W其=0時(shí)，說(shuō)明只有重力做功，所以系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。

5一對(duì)互為作用力反作用力的摩擦力做的總功，用來(lái)量度該過(guò)程系統(tǒng)由于摩擦而減小的機(jī)械能，也就是系統(tǒng)增加的內(nèi)能。Q=fd（d為這兩個(gè)物體間相對(duì)移動(dòng)的路程）。

二、解析典型問(wèn)題

問(wèn)題1：弄清求變力做功的幾種方法

功的計(jì)算在中學(xué)物理中占有十分重要的地位，中學(xué)階段所學(xué)的功的計(jì)算公式W=FScosa只能用于恒力做功情況，對(duì)于變力做功的計(jì)算則沒(méi)有一個(gè)固定公式可用，下面對(duì)變力做功問(wèn)題進(jìn)行歸納總結(jié)如下：

1、等值法

例1、如圖1，定滑輪至滑塊的高度為h，已知細(xì)繩的拉力為F（恒定），滑塊沿水平面由A點(diǎn)前進(jìn)S至B點(diǎn)，滑塊在初、末位置時(shí)細(xì)繩與水平方向夾角分別為α和β。求滑塊由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)過(guò)程中，繩的拉力對(duì)滑塊所做的功。

分析與解：設(shè)繩對(duì)物體的拉力為T(mén)，顯然人對(duì)繩的拉力F等于T。T在對(duì)物體做功的過(guò)程中大小雖然不變，但其方向時(shí)刻在改變，因此該問(wèn)題是變力做功的問(wèn)題。但是在滑輪的質(zhì)量以及滑輪與繩間的摩擦不計(jì)的情況下，人對(duì)繩做的功就等于繩的拉力對(duì)物體做的功。而拉力F的大小和方向都不變，所以F做的功可以用公式W=FScosa直接計(jì)算。由圖1可知，在繩與水平面的夾角由α變到β的過(guò)程中,拉力F的作用點(diǎn)的位移大小為：

2、微元法

例2、如圖2所示，某力F=10N作用于半徑R=1m的轉(zhuǎn)盤(pán)的邊緣上，力F的大小保持不變，但方向始終保持與作用點(diǎn)的切線方向一致，則轉(zhuǎn)動(dòng)一周這個(gè)力F做的總功應(yīng)為：

A、0JB、20πJ

C、10JD、20J.

分析與解：把圓周分成無(wú)限個(gè)小元段，每個(gè)小元段可認(rèn)為與力在同一直線上，故ΔW=FΔS，則轉(zhuǎn)一周中各個(gè)小元段做功的代數(shù)和為W=F×2πR=10×2πJ=20πJ=62.8J，故B正確。

3、平均力法

如果力的方向不變，力的大小對(duì)位移按線性規(guī)律變化時(shí)，可用力的算術(shù)平均值（恒力）代替變力，利用功的定義式求功。

例3、一輛汽車質(zhì)量為105kg，從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，其阻力為車重的0.05倍。其牽引力的大小與車前進(jìn)的距離變化關(guān)系為F=103x+f0，f0是車所受的阻力。當(dāng)車前進(jìn)100m時(shí)，牽引力做的功是多少？

分析與解：由于車的牽引力和位移的關(guān)系為F=103x+f0，是線性關(guān)系，故前進(jìn)100m過(guò)程中的牽引力做的功可看作是平均牽引力所做的功。由題意可知f0＝0.05×105×10N＝5×104N,所以前進(jìn)100m過(guò)程中的平均牽引力:

∴W＝S＝1×105×100J＝1×107J。

4、用動(dòng)能定理求變力做功

高三物理《機(jī)械能》知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

高三物理《機(jī)械能》知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

1.功
(1)功的定義：力和作用在力的方向上通過(guò)的位移的乘積。是描述力對(duì)空間積累效應(yīng)的物理量，是過(guò)程量。
定義式：W=F·s·cosθ，其中F是力，s是力的作用點(diǎn)位移(對(duì)地)，θ是力與位移間的夾角。
(2)功的大小的計(jì)算方法：
①恒力的功可根據(jù)W=F·S·cosθ進(jìn)行計(jì)算，本公式只適用于恒力做功。②根據(jù)W=P·t，計(jì)算一段時(shí)間內(nèi)平均做功。③利用動(dòng)能定理計(jì)算力的功，特別是變力所做的功。④根據(jù)功是能量轉(zhuǎn)化的量度反過(guò)來(lái)可求功。
(3)摩擦力、空氣阻力做功的計(jì)算：功的大小等于力和路程的乘積。
發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩物體的這一對(duì)相互摩擦力做的總功：W=fd(d是兩物體間的相對(duì)路程)，且W=Q(摩擦生熱)
2.功率
(1)功率的概念：功率是表示力做功快慢的物理量，是標(biāo)量。求功率時(shí)一定要分清是求哪個(gè)力的功率，還要分清是求平均功率還是瞬時(shí)功率。
(2)功率的計(jì)算①平均功率：P=W/t(定義式)表示時(shí)間t內(nèi)的平均功率，不管是恒力做功，還是變力做功，都適用。②瞬時(shí)功率：P=F·v·cosαP和v分別表示t時(shí)刻的功率和速度，α為兩者間的夾角。
(3)額定功率與實(shí)際功率：額定功率：發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的最大功率。實(shí)際功率：發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際輸出的功率，它可以小于額定功率，但不能長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)額定功率。
(4)交通工具的啟動(dòng)問(wèn)題通常說(shuō)的機(jī)車的功率或發(fā)動(dòng)機(jī)的功率實(shí)際是指其牽引力的功率。
①以恒定功率P啟動(dòng)：機(jī)車的運(yùn)動(dòng)過(guò)程是先作加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，后以最大速度vm=P/f作勻速直線運(yùn)動(dòng)。
②以恒定牽引力F啟動(dòng)：機(jī)車先作勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)功率增大到額定功率時(shí)速度為v1=P/F，而后開(kāi)始作加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，最后以最大速度vm=P/f作勻速直線運(yùn)動(dòng)。
3.動(dòng)能：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫做動(dòng)能。表達(dá)式：Ek=mv2/2
(1)動(dòng)能是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量。
(2)動(dòng)能和動(dòng)量的區(qū)別和聯(lián)系
①動(dòng)能是標(biāo)量，動(dòng)量是矢量，動(dòng)量改變，動(dòng)能不一定改變;動(dòng)能改變，動(dòng)量一定改變。
②兩者的物理意義不同：動(dòng)能和功相聯(lián)系，動(dòng)能的變化用功來(lái)量度;動(dòng)量和沖量相聯(lián)系，動(dòng)量的變化用沖量來(lái)量度。③兩者之間的大小關(guān)系為EK=P2/2m
4．★★★★動(dòng)能定理：外力對(duì)物體所做的總功等于物體動(dòng)能的變化。
表達(dá)式：

(1)動(dòng)能定理的表達(dá)式是在物體受恒力作用且做直線運(yùn)動(dòng)的情況下得出的。但它也適用于變力及物體作曲線運(yùn)動(dòng)的情況。(2)功和動(dòng)能都是標(biāo)量，不能利用矢量法則分解，故動(dòng)能定理無(wú)分量式。
(3)應(yīng)用動(dòng)能定理只考慮初、末狀態(tài)，沒(méi)有守恒條件的限制，也不受力的性質(zhì)和物理過(guò)程的變化的影響。所以，凡涉及力和位移，而不涉及力的作用時(shí)間的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，都可以用動(dòng)能定理分析和解答，而且一般都比用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和機(jī)械能守恒定律簡(jiǎn)捷。
(4)當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)是由幾個(gè)物理過(guò)程所組成，又不需要研究過(guò)程的中間狀態(tài)時(shí)，可以把這幾個(gè)物理過(guò)程看作一個(gè)整體進(jìn)行研究，從而避開(kāi)每個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的具體細(xì)節(jié)，具有過(guò)程簡(jiǎn)明、方法巧妙、運(yùn)算量小等優(yōu)點(diǎn)。
5．重力勢(shì)能
(1)定義：地球上的物體具有跟它的高度有關(guān)的能量，叫做重力勢(shì)能，

。
①重力勢(shì)能是地球和物體組成的系統(tǒng)共有的，而不是物體單獨(dú)具有的。②重力勢(shì)能的大小和零勢(shì)能面的選取有關(guān)。③重力勢(shì)能是標(biāo)量，但有+、-之分。
(2)重力做功的特點(diǎn)：重力做功只決定于初、末位置間的高度差，與物體的運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)。WG=mgh。
(3)做功跟重力勢(shì)能改變的關(guān)系：重力做功等于重力勢(shì)能增量的負(fù)值。即

。
6．彈性勢(shì)能：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量。
★★★7．機(jī)械能守恒定律
(1)動(dòng)能和勢(shì)能(重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能)統(tǒng)稱為機(jī)械能，E=Ek+Ep。
(2)機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容：在只有重力(和彈簧彈力)做功的情形下，物體動(dòng)能和重力勢(shì)能(及彈性勢(shì)能)發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變。
(3)機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式

(4)系統(tǒng)機(jī)械能守恒的三種表示方式：
①系統(tǒng)初態(tài)的總機(jī)械能E1等于末態(tài)的總機(jī)械能E2，即E1=E2
②系統(tǒng)減少的總重力勢(shì)能ΔEP減等于系統(tǒng)增加的總動(dòng)能ΔEK增，即ΔEP減=ΔEK增
③若系統(tǒng)只有A、B兩物體，則A物體減少的機(jī)械能等于B物體增加的機(jī)械能，即ΔEA減=ΔEB增
[注意]解題時(shí)究竟選取哪一種表達(dá)形式，應(yīng)根據(jù)題意靈活選取;需注意的是：選用①式時(shí)，必須規(guī)定零勢(shì)能參考面，而選用②式和③式時(shí)，可以不規(guī)定零勢(shì)能參考面，但必須分清能量的減少量和增加量。
(5)判斷機(jī)械能是否守恒的方法
①用做功來(lái)判斷：分析物體或物體受力情況(包括內(nèi)力和外力)，明確各力做功的情況，若對(duì)物體或系統(tǒng)只有重力或彈簧彈力做功，沒(méi)有其他力做功或其他力做功的代數(shù)和為零，則機(jī)械能守恒。
②用能量轉(zhuǎn)化來(lái)判定：若物體系中只有動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化而無(wú)機(jī)械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化，則物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒。
③對(duì)一些繩子突然繃緊，物體間非彈性碰撞等問(wèn)題，除非題目特別說(shuō)明，機(jī)械能必定不守恒，完全非彈性碰撞過(guò)程機(jī)械能也不守恒。
8．功能關(guān)系
(1)當(dāng)只有重力(或彈簧彈力)做功時(shí)，物體的機(jī)械能守恒。
(2)重力對(duì)物體做的功等于物體重力勢(shì)能的減少：WG=Ep1-Ep2。
(3)合外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化：W合=Ek2-Ek1(動(dòng)能定理)
(4)除了重力(或彈簧彈力)之外的力對(duì)物體所做的功等于物體機(jī)械能的變化：WF=E2-E1
9．能量和動(dòng)量的綜合運(yùn)用
動(dòng)量與能量的綜合問(wèn)題，是高中力學(xué)最重要的綜合問(wèn)題，也是難度較大的問(wèn)題。分析這類問(wèn)題時(shí)，應(yīng)首先建立清晰的物理圖景，抽象出物理模型，選擇物理規(guī)律，建立方程進(jìn)行求解。這一部分的主要模型是碰撞。而碰撞過(guò)程，一般都遵從動(dòng)量守恒定律，但機(jī)械能不一定守恒，對(duì)彈性碰撞就守恒，非彈性碰撞就不守恒，總的能量是守恒的，對(duì)于碰撞過(guò)程的能量要分析物體間的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)換。從而建立碰撞過(guò)程的能量關(guān)系方程。根據(jù)動(dòng)量守恒定律和能量關(guān)系分別建立方程，兩者聯(lián)立進(jìn)行求解，是這一部分常用的解決物理問(wèn)題的方法。

高三物理教案：《機(jī)械能》教學(xué)設(shè)計(jì)

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本文題目：高三物理教案：機(jī)械能

1.深刻理解功的概念

功是力的空間積累效應(yīng)。它和位移相對(duì)應(yīng)(也和時(shí)間相對(duì)應(yīng))。計(jì)算功的方法有兩種：

⑴按照定義求功。即：W=Fscosθ。 在高中階段，這種方法只適用于恒力做功。當(dāng) 時(shí)F做正功，當(dāng) 時(shí)F不做功，當(dāng) 時(shí)F做負(fù)功。

這種方法也可以說(shuō)成是：功等于恒力和沿該恒力方向上的位移的乘積。

⑵用動(dòng)能定理W=ΔEk或功能關(guān)系求功。當(dāng)F為變力時(shí)，高中階段往往考慮用這種方法求功。

這種方法的依據(jù)是：做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，功是能的轉(zhuǎn)化的量度。如果知道某一過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化的數(shù)值，那么也就知道了該過(guò)程中對(duì)應(yīng)的功的數(shù)值。

(3).會(huì)判斷正功、負(fù)功或不做功。判斷方法有：○1用力和位移的夾角α判斷;○2用力和速度的夾角θ判斷定;○3用動(dòng)能變化判斷.

(4)了解常見(jiàn)力做功的特點(diǎn):

重力做功和路徑無(wú)關(guān)，只與物體始末位置的高度差h有關(guān)：W=mgh，當(dāng)末位置低于初位置時(shí)，W>0，即重力做正功;反之則重力做負(fù)功。

滑動(dòng)摩擦力做功與路徑有關(guān)。當(dāng)某物體在一固定平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)摩擦力做功的絕對(duì)值等于摩擦力與路程的乘積。

在彈性范圍內(nèi)，彈簧做功與始末狀態(tài)彈簧的形變量有關(guān)系。

(5)一對(duì)作用力和反作用力做功的特點(diǎn)：○1一對(duì)作用力和反作用力在同一段時(shí)間內(nèi)做的總功可能為正、可能為負(fù)、也可能為零;○2一對(duì)互為作用反作用的摩擦力做的總功可能為零(靜摩擦力)、可能為負(fù)(滑動(dòng)摩擦力)，但不可能為正。

2.深刻理解功率的概念

(1)功率的物理意義：功率是描述做功快慢的物理量。

(2)功率的定義式： ，所求出的功率是時(shí)間t內(nèi)的平均功率。

(3)功率的計(jì)算式：P=Fvcosθ，其中θ是力與速度間的夾角。該公式有兩種用法：①求某一時(shí)刻的瞬時(shí)功率。這時(shí)F是該時(shí)刻的作用力大小，v取瞬時(shí)值，對(duì)應(yīng)的P為F在該時(shí)刻的瞬時(shí)功率;②當(dāng)v為某段位移(時(shí)間)內(nèi)的平均速度時(shí)，則要求這段位移(時(shí)間)內(nèi)F必須為恒力，對(duì)應(yīng)的P為F在該段時(shí)間內(nèi)的平均功率。

(4)重力的功率可表示為PG=mgVy，即重力的瞬時(shí)功率等于重力和物體在該時(shí)刻的豎直分速度之積。

2、斜面上的彈力做功和摩擦力做功問(wèn)題

3、滑輪系統(tǒng)拉力做功的計(jì)算方法

當(dāng)牽引動(dòng)滑輪兩根細(xì)繩不平行時(shí)，但都是恒力，此時(shí)若將此二力合成為一個(gè)恒力再計(jì)算這個(gè)恒力的功，則計(jì)算過(guò)程較復(fù)雜。但若等效為兩個(gè)恒力功的代數(shù)和，將使計(jì)算過(guò)程變得非常簡(jiǎn)便。

4、求某力的平均功率和瞬時(shí)功率的方法

平均功率的計(jì)算：

5、機(jī)車的啟動(dòng)問(wèn)題

問(wèn)題1：.機(jī)車起動(dòng)的最大速度問(wèn)題

問(wèn)題2：機(jī)車勻加速起動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間問(wèn)題

問(wèn)題3：.機(jī)車運(yùn)動(dòng)的最大加速度問(wèn)題。

功和功率的計(jì)算

1、求變力做功的幾種方法

功的計(jì)算在中學(xué)物理中占有十分重要的地位，中學(xué)階段所學(xué)的功的計(jì)算公式W=FScosa只能用于恒力做功情況，對(duì)于變力做功的計(jì)算則沒(méi)有一個(gè)固定公式可用，本文對(duì)變力做功問(wèn)題進(jìn)行歸納總結(jié)如下：

(1)等值法

等值法即若某一變力的功和某一恒力的功相等，則可以同過(guò)計(jì)算該恒力的功，求出該變力的功。而恒力做功又可以用W=FScosa計(jì)算，從而使問(wèn)題變得簡(jiǎn)單。

(2)、微元法

當(dāng)物體在變力的作用下作曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，若力的方向與物體運(yùn)動(dòng)的切線方向之間的夾角不變，且力與位移的方向同步變化，可用微元法將曲線分成無(wú)限個(gè)小元段，每一小元段可認(rèn)為恒力做功，總功即為各個(gè)小元段做功的代數(shù)和。

三、平均力法

如果力的方向不變，力的大小對(duì)位移按線性規(guī)律變化時(shí)，可用力的算術(shù)平均值(恒力)代替變力，利用功的定義式求功。

(4)、圖象法

(5)、能量轉(zhuǎn)化法求變力做功

功是能量轉(zhuǎn)化的量度，已知外力做功情況可計(jì)算能量的轉(zhuǎn)化，同樣根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化也可求外力所做功的多少。因此根據(jù)動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律、功能關(guān)系等可從能量改變的角度求功。

①、用動(dòng)能定理求變力做功

動(dòng)能定理的內(nèi)容是：外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的增量。它的表達(dá)式是W外=ΔEK，W外可以理解成所有外力做功的代數(shù)和，如果我們所研究的多個(gè)力中，只有一個(gè)力是變力，其余的都是恒力，而且這些恒力所做的功比較容易計(jì)

算，研究對(duì)象本身的動(dòng)能增量也比較容易計(jì)算時(shí)，用動(dòng)能定理就可以求出這個(gè)變力所做的功。

③、用功能原理求變力做功

功能原理的內(nèi)容是：系統(tǒng)所受的外力和內(nèi)力(不包括重力和彈力)所做的功的代數(shù)和等于系統(tǒng)的機(jī)械能的增量，如果這些力中只有一個(gè)變力做功，且其它力所做的功及系統(tǒng)的機(jī)械能的變化量都比較容易求解時(shí)，就可用功能原理求解變力所做的功。

④、用公式W=Pt求變力做功

機(jī)械能及機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用

一、對(duì)機(jī)械能守恒定律的理解

1、對(duì)機(jī)械能中的重力勢(shì)能的理解

機(jī)械能中的重力勢(shì)能是一個(gè)相對(duì)值，只有選定了零勢(shì)能參考面才有物體相對(duì)于零勢(shì)面的重力勢(shì)能。在機(jī)械能守恒關(guān)系式中初、末兩狀態(tài)的機(jī)械能應(yīng)相對(duì)于同一參考面。

2、對(duì)機(jī)械能守恒定律條件的理解

對(duì)機(jī)械能守恒定律成立條件的理解關(guān)系到能否正確應(yīng)用該定律，對(duì)該定律的理解可從以下兩個(gè)方面：

(1)、從力做功的角度理解機(jī)械能守恒定律成立的條件。

對(duì)某一物體，若只有重力(或彈簧的彈力)做功，其它力不做功，則該物體的機(jī)械能守恒。

(2)、從能量轉(zhuǎn)化的角度理解機(jī)械能守恒定律成立的條件。

對(duì)某一系統(tǒng)，物體間只有動(dòng)能和重力勢(shì)能及彈性勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)跟外界沒(méi)有發(fā)生機(jī)械能的傳遞，機(jī)械能也沒(méi)有轉(zhuǎn)變成其它形式的能(如沒(méi)有熱能產(chǎn)生)，則系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。

3、對(duì)于機(jī)械能守恒定律中“守恒”的理解。

正確理解機(jī)械能守恒定律中“守恒”的涵義，對(duì)于正確寫(xiě)出守恒的數(shù)學(xué)表達(dá)式十分重要，同時(shí)對(duì)守恒的理解不同，其對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式也不同。對(duì)守恒的理解主要有以下三種：

(1)、所謂守恒即系統(tǒng)的初態(tài)的總機(jī)械能E1等于末態(tài)的總機(jī)械能E2，其相應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：E1=E2。

(2)、系統(tǒng)的機(jī)械能守恒可理解為系統(tǒng)的能量只在動(dòng)能和重力勢(shì)能之間相互轉(zhuǎn)化。系統(tǒng)重力勢(shì)能的變化量和系統(tǒng)動(dòng)能的變化量數(shù)值大小相等，即ΔEp=-ΔEk。

(3)、如果系統(tǒng)是有A、B兩個(gè)物體組成的，對(duì)于機(jī)械能守恒可理解為系統(tǒng)的機(jī)械能只在A、B兩物體之間相互轉(zhuǎn)化，A物體的機(jī)械能的變化量和B物體的機(jī)械能的變化量數(shù)值大小相等，即ΔEA=-ΔEB。

二、機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用

1、物體運(yùn)動(dòng)中的機(jī)械能守恒

2、變質(zhì)量問(wèn)題中的機(jī)械能守恒

3、多物體組成的系統(tǒng)的機(jī)械能守恒問(wèn)題

4、彈簧問(wèn)題中的機(jī)械能守恒

功能關(guān)系

1、常見(jiàn)力做功與能量變化的對(duì)應(yīng)關(guān)系

①重力功：重力勢(shì)能和其他能相互轉(zhuǎn)化 ②彈簧的彈力做功：彈性勢(shì)能和其他能相互轉(zhuǎn)化

③滑動(dòng)摩擦力做功：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 ④電場(chǎng)力做功：電勢(shì)能與其他能相互轉(zhuǎn)化

⑤安培力做功：電能和其它形式能相互轉(zhuǎn)化

⑥分子力做功：分子勢(shì)能和分子動(dòng)能之間的能的轉(zhuǎn)化

⑦合外力做功：動(dòng)能和其他形式能之間的轉(zhuǎn)化

⑧重力、彈力外的其他力做功：機(jī)械能和其他形式能之間的轉(zhuǎn)化

2、功是能量的轉(zhuǎn)化的量度 W=ΔE

沖量、動(dòng)量與動(dòng)量定理

1、沖量---求恒力和變力沖量的方法。

恒力F的沖量直接根據(jù)I=Ft求，而變力的沖量一般要由動(dòng)量定理或F-t圖線與橫軸所夾的面積來(lái)求。

2、動(dòng)量---動(dòng)量及動(dòng)量變化的求解方法。

求動(dòng)量的變化要用平行四邊形定則或動(dòng)量定理。

3、動(dòng)量定理：

應(yīng)用動(dòng)量定理解題的思路和一般步驟為：

10明確研究對(duì)象和物理過(guò)程;20分析研究對(duì)象在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力情況;

30選取正方向,確定物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始末兩狀態(tài)的動(dòng)量;40依據(jù)動(dòng)量定理列方程、求解。

小結(jié)：三問(wèn)法應(yīng)用動(dòng)量定理：

一問(wèn)能否用(涉及力、時(shí)間和速度變化的問(wèn)題，不涉及加速度與位移)

二問(wèn)研究對(duì)象與過(guò)程;三問(wèn)動(dòng)量的變化與合沖量

高考物理一輪復(fù)習(xí)機(jī)械能教案

第12講機(jī)械能

題一：如圖所示，第一次用力F作用在物體上使物體在粗糙的水平面上移動(dòng)距離s，第二次用同樣大小的力F作用在同一物體上，使它沿粗糙斜面向上移動(dòng)相同的距離s，若物體與水平面、斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，則下列結(jié)論中正確的有（）
A．力F做的功第二次比第一次多
B．兩次力F做功一樣多
C．兩次物體增加的機(jī)械能一樣多
D．物體機(jī)械能的增量第二次比第一次大

題二：一塊質(zhì)量為m的物體放在地面上，上端用一根彈簧連著，如圖所示，現(xiàn)用恒力F豎直向上拉彈簧的上端，并使物體離開(kāi)地面，如果力的作用點(diǎn)向上移動(dòng)的距離為h，則（）
A．物體的重力勢(shì)能增加了Fh
B．彈簧的彈性勢(shì)能為Fh
C．拉力F做的功為Fh
D．物體和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能增加了Fh

題三：如圖所示，一直角斜面固定在地面上，右邊斜面傾角60°，左邊斜面傾角30°，A、B兩物體分別系于一根跨過(guò)定滑輪的輕繩兩端，分別置于斜面上，兩物體可以看成質(zhì)點(diǎn)，且位于同一高度并處于靜止平衡狀態(tài)，一切摩擦不計(jì)，繩子均與斜面平行，若剪斷繩，讓兩物體從靜止開(kāi)始沿斜面下滑，下列敘述正確的是（）
A．到達(dá)斜面底端時(shí)兩物體速率相等
B．到達(dá)斜面底端時(shí)兩物體機(jī)械能相等
C．到達(dá)斜面底端時(shí)兩物體重力的功率相等
D．兩物體沿斜面下滑的時(shí)間相等

題四：長(zhǎng)度相同的三根輕桿構(gòu)成一個(gè)正三角形支架，在A處固定質(zhì)量為2m的小球，B處固定質(zhì)量為m的小球，支架懸掛在O點(diǎn)，可繞過(guò)O點(diǎn)并與支架所在平面相垂直的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。開(kāi)始時(shí)OB與地面相垂直，放手后開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，在不計(jì)任何阻力的情況下，下列說(shuō)法正確的是（）
A．A球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)速度為零
B．A球機(jī)械能減少量等于B球機(jī)械能增加量
C．B球向左擺動(dòng)所能達(dá)到的最高位置應(yīng)高于A球開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的高度
D．當(dāng)支架從左向右回?cái)[時(shí)，A球一定能回到起始高度

題五：如圖，質(zhì)量為m1的物體A經(jīng)一輕質(zhì)彈簧與下方地面上的質(zhì)量為m2的物體B相連，彈簧的勁度系數(shù)為k，A、B都處于靜止?fàn)顟B(tài)。一條不可伸長(zhǎng)的輕繩繞過(guò)輕滑輪，一端連物體A，另一端連一輕掛鉤。開(kāi)始時(shí)各段繩都處于伸直狀態(tài)，A上方的一段繩沿豎直方向，現(xiàn)在掛鉤上掛一質(zhì)量為m3的物體C并從靜止?fàn)顟B(tài)釋放，已知它恰好能使B離開(kāi)地面但不繼續(xù)上升。若將C換成另一個(gè)質(zhì)量為（m1+m3）的物體D，仍從上述初始位置由靜止?fàn)顟B(tài)釋放，則這次B剛離地時(shí)D的速度的大小是多少？已知重力加速度為g。
第12講機(jī)械能
題一：BD題二：CD題三：AC題四：BCD題五：