讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧2023/7/16讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧一、考綱要求課標(biāo)要求

考試說明要求

（1）理解功和功率。關(guān)心生活和生產(chǎn)中常見機(jī)械功率的大小及其意義。（2）理解動能和動能定理。用動能定理解釋生活和生產(chǎn)中的現(xiàn)象。（3）理解重力勢能。知道重力勢能的變化與重力做功的關(guān)系。（4）理解機(jī)械能守恒定律。用機(jī)械能守恒定律分析生活和生產(chǎn)中的有關(guān)問題。（5）了解自然界中存在多種形式的能量。知道能量守恒是最基本、最普遍的自然規(guī)律之一。（6）了解能源與人類生存和社會發(fā)展的關(guān)系，知道可持續(xù)發(fā)展的重大意義。（1）功．功率（Ⅱ）（2）動能．動能定理（做功與動能改變的關(guān)系）（Ⅱ）（3）重力勢能．重力做功與重力勢能改變的關(guān)系（Ⅱ）（4）彈性勢能（Ⅰ）（5）機(jī)械能守恒定律（Ⅱ）（6）能量守恒定律．永動機(jī)不可能（Ⅰ）（7）能源的開發(fā)和利用．能源的利用與環(huán)境保護(hù)（Ⅰ）

讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧二、高考命題趨勢本單元內(nèi)容屬于高中物理主干知識，是歷年高考的重點(diǎn)內(nèi)容，考查的熱點(diǎn)包括功和功率、重力勢能、機(jī)械能守恒、動能定理、能的轉(zhuǎn)化和守恒定律等。讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧試題類型既有選擇題也有計算題，而且大多是與牛頓運(yùn)動定律、動量、圓周運(yùn)動及電磁學(xué)等知識相聯(lián)系的綜合題。這些試題的共同特點(diǎn)是，物理情景設(shè)置與生產(chǎn)和生活相聯(lián)系，物理過程較復(fù)雜，條件隱蔽，對學(xué)生的能力要求高。讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧三、教學(xué)建議課時安排（共8課時） 功 1課時功率 1課時 動能定理 2課時 機(jī)械能守恒定律 1課時 功和能 1課時單元測試與講評2課時讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧（一）功1．功的計算公式：W=Fxcosθ（1）計算恒力的功（2）判斷功的正負(fù)2．功是能量轉(zhuǎn)化（轉(zhuǎn)移）的量度功是一條主線，貫穿于本單元的始終。讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧例題1.如圖，質(zhì)量為m的物塊A放在劈B的斜面上，斜面的傾角為θ，A、B一起沿水平面向右勻速移動了位移x，重力加速度為g求A所受各力對A所做的功。WG=0，WN=mgxsinθcosθ，Wf=-mgxsinθcosθABABxθθθθmgfNx突出功是過程量，求功要分析過程。讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧xABθABθA、B一起沿豎直方向向上移動x，A所受各力所做的功？讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧物體沿固定斜面下滑θsNNsθα物體沿非固定斜面下滑讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧例題2.放在的木板B的一端，質(zhì)量為M長木板B放在光滑水平面上，某一瞬間木塊A受到水平打擊后，質(zhì)量為m的小木塊A以初速度V0從左端滑上木板B，如圖所示。由于A、B之間有摩擦，A在B上滑行了一段距離ΔS后相對B靜止，此時B在水平面上滑行的距離為S，試求此過程中，A、B受到的滑動摩擦力所做的功？V0AB△SABABSffˊ讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧（1）公式中的位移是相對地面的位移；（2）滑動摩擦力可能做正功；（3）作用力與反作用力的功沒有必然聯(lián)系。讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧例題3．如圖所示，固定的光滑豎直桿上套著一個滑塊，用輕繩系著滑塊繞過光滑的定滑輪，以大小恒定的拉力F拉繩。使滑塊從A點(diǎn)起由靜止開始上升。若從A點(diǎn)上升至B點(diǎn)和從B點(diǎn)上升至C點(diǎn)的過程中拉力F做的功分別為W1、W2，滑塊B、C兩點(diǎn)時的動能分別為EkB、EkC，圖中AB=BC，則一定有（）A．Wl＞W(wǎng)2

B．Wl＜W2C．EkB＞EkC

D．EkB＜EkCFABC讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧FiFjFFFΔsaβ分析解答：

（1）比較F在豎直方向分力的大小Fi＞Fj∴Wl＞W(wǎng)2（2）比較F作用點(diǎn)位移的大小A→B：F作用點(diǎn)移動距離Δs1B→C：F作用點(diǎn)移動距離Δs2且Δs1＞Δs2∴Wl＞W(wǎng)2讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧介紹求功的方法（1）恒力功：W=Fscosθ（2）恒功率功：W=Pt（3）動能定理：W=ΔEk讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧（二）功率1.功率的理解和計算功率的定義式:描述做功快慢的物理量。“爆發(fā)力”的物理含義是什么？讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧瞬時功率平均功率可以與速度對比理解讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧例題1.跳繩是一種健身運(yùn)動，設(shè)某運(yùn)動員的質(zhì)量是50kg，他1min跳繩180次，假定在每次跳躍中，腳與地面的接觸時間占跳躍一次所需時間的，求該運(yùn)動員跳繩時每跳一次克服重力做功W是多少？克服重力做做功的平均功率是多少?（g取10m/s2）答案:W=25J,P平均=75w.讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧例題2.如圖，飛行員進(jìn)行素質(zhì)訓(xùn)練時，抓住秋千桿由水平靜止?fàn)顟B(tài)開始下擺，在到達(dá)豎直狀態(tài)的過程中飛行員所受重力的瞬時功率的變化情況是（）A.一直增大B.一直減小C.先增大后減小D.先減小后增大C本題還可以進(jìn)一步從方法的角度分析。本題就屬于“你可能不會求解，但可以通過一定的物理分析判斷出下面4個選項(xiàng)哪個是正確的?！弊屧O(shè)計閃現(xiàn)出智慧2.額定功率、實(shí)際功率和輸出功率機(jī)械功率=輸出功率=牽引力的功率讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧

(1)汽車以額定功率起動

（2）汽車先以恒定加速度起動，在一恒定功率啟動

速度當(dāng)a=0時ν達(dá)到vm保持vm勻速變加速直線運(yùn)動勻速直線運(yùn)動即F一定即P隨v增大而增大當(dāng)P=P額時v仍要增大當(dāng)a=0時v達(dá)到vm此后勻速勻變速直線運(yùn)動變加速運(yùn)動（接1）勻速運(yùn)動當(dāng)P=P額時勻變速直線運(yùn)動達(dá)到最大速度V’mvmttv0vmvt0t重要的結(jié)論：讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧vt0vmt2t1v1例題3．如圖v-t圖線所示，在0－t1時間內(nèi)汽車做勻加速直線運(yùn)動，t1時刻汽車速度為v1，這時汽車發(fā)動機(jī)也達(dá)到最大的輸出功率P0，之后汽車以恒定的功率P0做加速運(yùn)動，t2時刻汽車達(dá)到最大速度vm，之后汽車做勻速直線運(yùn)動。若汽車所受阻力汽車的重力k倍，且t1、t2、v1、vm、P0和重力加速度g均為已知量。根據(jù)圖像求（1）汽車的質(zhì)量（2）勻加速直線運(yùn)動中汽車的牽引力（3）0－t2時間內(nèi)汽車的牽引力的功（4）t1－t2時間內(nèi)汽車合力的功從圖像讀取信息，熟悉各量之間的關(guān)系。讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧（三）動能定理1.對動能定理的理解（1）對正功、負(fù)功的理解：正功——動力功；負(fù)功——阻力功。（2）對功是能量轉(zhuǎn)化量度的理解總功與動能變化不但有數(shù)值關(guān)系，同時有因果關(guān)系。讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧（3）將動能與動量、功與沖量、動能定理與動量定理比較過程量狀態(tài)量矢量式標(biāo)量式功決定物體速度大小的變化；沖量決定物體速度的變化。守恒量讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧2.動能定理的應(yīng)用（1）研究勻變速直線運(yùn)動多一條途徑，掌握方法。（2）求功：變力做功、滑動摩擦力的功（3）分析物體動能變化及速度大小變化注意問題情景，分析狀態(tài)和過程。讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧例題1.如圖所示，A、B、C為水平地面上的三個點(diǎn)，A、B之間的距離d1=0.5m,B、C之間的距離d2=1.5m。位于A點(diǎn)質(zhì)量m=0.2kg的小物塊，在水平恒力F=4.8N的作用下，由靜止開始運(yùn)動，物塊與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2。物塊運(yùn)動到B點(diǎn)時撤掉水平恒力，試求小物塊運(yùn)動到C點(diǎn)時速度的大?。浚╣取10m/s2）ABC基本方法訓(xùn)練讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧例題2.如圖所示，上題中其它條件不變，將一個半徑R=0.8m四分之一圓弧面在C點(diǎn)與水平地面相連接，小物塊剛好能滑到最高點(diǎn)D,試通過計算說明圓弧面是否是光滑的？（g取10m/s2）OABCD滲透科學(xué)探究讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧例題3.如圖所示，上題中其它條件不變，試通過計算說明小物塊最后停在水平地面上的位置？（g取10m/s2）OABCD鞏固、反饋?zhàn)屧O(shè)計閃現(xiàn)出智慧例題4.如圖所示，沙狐球是一種流行娛樂體育項(xiàng)目，游戲時人站在長桌的一端將球推出，以球在長桌上滑行的遠(yuǎn)而不掉下去者為優(yōu)勝。球桌的長為l，球的質(zhì)量為m及球與桌面之間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g。（1）如果球剛好滑到球桌的另一端，求人推球時所做的功？（2）如果球的質(zhì)量m及球與桌面之間的動摩擦因數(shù)μ一定。試討論球滑行的距離與那些因素有關(guān)？聯(lián)系實(shí)際探究討論讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧例題5.如圖，質(zhì)量為m的小球，在長為l的輕繩牽引下在豎直平面內(nèi)沿圓周從最低點(diǎn)運(yùn)動到最高點(diǎn)，通過力的傳感器測得在最低點(diǎn)和最高點(diǎn)繩子的拉力分別為8mg和mg，求這個過程中小球克服空氣阻力所做的功？O動能定理與牛頓定律綜合求變力做功讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧AhdBChD例題6．（’04遼寧、廣東34題）如圖所示，ABCD是一個盆式容器，盆內(nèi)側(cè)壁與盆底BC的連接處都是一段與BC相切的圓弧，B、C為水平的，其距離d=0.50m。盆邊緣的高度為h=0.30m。在A處放一個質(zhì)量為m的小物塊并讓其從靜止出發(fā)下滑。已知盆內(nèi)側(cè)壁是光滑的，而盆底BC面與小物塊間動摩擦系數(shù)為μ＝0.10。小物塊在盆內(nèi)來回滑動，最后停下來，則停的地點(diǎn)到B的距離為（D）A．0.50m B．0.25mC．0.10m D．0滑動摩擦力做功的特點(diǎn)讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧（四）機(jī)械能守恒定律1.重力做功與重力勢能的變化（1）重力做功與路徑無關(guān)（2）重力做功與重力勢能的變化是

等價關(guān)系（3）關(guān)鍵是區(qū)別高度和高度差，提到勢能必須選擇零點(diǎn)。讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧2.彈性勢能（1）不建議給公式（2）突出守恒的思想（3）彈簧的問題可以分為水平和豎直兩種情況進(jìn)行分析讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧

例題1.在高度h=0.8m的水平光滑桌面上，有一輕彈簧左端固定，質(zhì)量為m＝1kg的小球在外力作用下使彈簧處于壓縮狀態(tài)，當(dāng)彈簧具有4.5J的彈性勢能時，由靜止釋放小球，將小球水平彈出，如圖所示，不計空氣阻力，求小球落地時的速度大小?V1hV2基礎(chǔ)訓(xùn)練讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧例題2.如圖所示，質(zhì)量為0.2kg的小球從高處由靜止落到輕彈簧頂端，然后壓縮彈簧直到速度為零。開始下落時小球離彈簧頂端0.2m，落到彈簧上后把彈簧壓縮了0.1m，求：（1）小球剛接觸彈簧時的動能；（2）從開始下落到接觸彈簧過程中小球重力勢能的減少量；（3）最大彈性勢能。

答案：（1）0.4J（2）0.4J（3）0.6J讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧3.機(jī)械能守恒定律的理解與應(yīng)用（1）守恒定律是重要的思想和方法（2）不用刻意要求什么情況必須用機(jī)械能守恒定律動能定理和機(jī)械能守恒定律不可偏廢。讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧問題1.機(jī)械能守恒的判斷（1）確定系統(tǒng)，分析過程，判斷條件（2）從做功判斷，從能量轉(zhuǎn)化判斷（3）通過判斷加深對守恒定律的理解讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧例題3.如圖所示，剛性小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上。在將彈簧壓縮到最短的整個過程中，下列關(guān)于能量的敘述中正確的是（）A．重力勢能和動能之和總保持不變B．重力勢能和彈性勢能之和總保持不變C．動能和彈性勢能之和不斷增加D．重力勢能、彈性勢能和動能之和總保持不變讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧例題4.一個物體以一定的初速度豎直上拋，不計空氣阻力，那么如圖所示，表示物體的動能Ek隨高度h變化的圖象A、物體的重力勢能Ep隨速度v變化的圖象B、物體的機(jī)械能E隨高度h變化的圖象C、物體的動能Ek隨速度v的變化圖象D，可能正確的是（）讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧機(jī)械能守恒的幾種表達(dá)式（1）系統(tǒng)初態(tài)1和末態(tài)2的機(jī)械能相等，即Ek1+Ep1=Ek2+Ep2（狀態(tài)式）（2）系統(tǒng)總動能的增加等于系統(tǒng)總勢能的減少，即

ΔEk=-ΔEp（轉(zhuǎn)化式）（3）系統(tǒng)內(nèi)一部分物體的機(jī)械能的增加等于另一部分（其余）物體的機(jī)械能的減少，即

ΔE增=ΔE減（增減式）讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧問題2.豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動（單個物體）（1）研究最高點(diǎn)、最低點(diǎn)用牛二，注意臨界條件（2）分析最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的聯(lián)系用機(jī)械能守恒定律讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧

例題5.一根長度為L的輕繩一端固定，另一端拴一質(zhì)量為m的小球，若在懸點(diǎn)O的正下方釘一小釘，拉起小球至細(xì)繩水平位置時，由靜止釋放小球，如圖所示。當(dāng)繩碰到小釘后，小球剛好能在以釘子C為圓心的豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動。若不考慮細(xì)繩碰釘子時的能量損失及空氣阻力，求小釘?shù)奈恢肅距懸點(diǎn)O的距離？OmDCr經(jīng)典問題不能忽視讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧例題6.如圖所示，半徑分別為R和r的甲、乙兩個光滑的圓形軌道安置在同一豎直平面上，軌道之間有一條水平軌道CD相通，一小球以一定的速度先滑上甲軌道，通過動摩擦因數(shù)為μ的CD段，又滑上乙軌道，最后離開兩圓軌道。若小球在兩圓軌道的最高點(diǎn)對軌道壓力都恰好為零，試求水平CD段的長度。牛二，機(jī)械能守恒、動能定理綜合讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧問題3.多物體機(jī)械能守恒（1）明確系統(tǒng)，用能量轉(zhuǎn)化判斷（2）算總賬讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧例題7.如圖所示，一根輕質(zhì)細(xì)桿的兩端分別固定著A、B兩個質(zhì)量均為m的小球，O點(diǎn)是一光滑水平軸，已知AO=L，BO=2L，使細(xì)桿從水平位置由靜止開始轉(zhuǎn)動，當(dāng)B球轉(zhuǎn)到O點(diǎn)正下方時，它對細(xì)桿的拉力大小是多大？讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧hab例題8.如圖，一很長的、不可伸長的柔軟輕繩跨過光滑定滑輪，繩兩端各系一小球a和b。a球質(zhì)量為m，靜置于地面；b球質(zhì)量為3m，用手托住，高度為h，此時輕繩剛好拉緊。從靜止開始釋放b后，a可能達(dá)到的最大高度為（B）A．h B．l.5h

C．2h D．2.5h4mv2∴mv2=mg

（或v=）（2）m以v豎直上拋：∵mv2=mgh’讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧力學(xué)領(lǐng)域中功能關(guān)系的主要形式1.合外力的功等于物體動能的增量2.重力的功等于重力勢能增量的負(fù)值3.彈簧彈力的功等于彈性勢能增量的負(fù)值4.除系統(tǒng)內(nèi)的重力和彈力以外，其它力做的總功等于系統(tǒng)機(jī)械能的增量5.由于滑動摩擦而產(chǎn)生的熱量等于滑動摩擦力乘于相對路程6.對繩子突然繃緊，物體間非彈性碰撞等除題目特別說明，必定有機(jī)械能損失（五）功能關(guān)系讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧功能量變化說明1W合外力Ek物體動能變化2W重Ep重力勢能變化3W彈簧E彈簧彈性勢能變化4W其他E機(jī)械系統(tǒng)機(jī)械能變化5Wf1+Wf2E內(nèi)=Q“摩擦生熱”6W電場E電場（qU）電勢能變化7W安E電（E感It）電能變化8W洛0洛侖茲力不做功讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧例題1.物體放在傾角θ粗糙的斜面上，在沿斜面向上的力的作用下沿斜面向上移動，拉力F做功20J，克服重力作功5J，克服摩擦力做功8J求：（1）重力勢能增加量（2）機(jī)械能增加量（3）動能增加量θFNfG讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧例題2.如圖所示，在水平桌面的邊角處有一輕質(zhì)光滑的定滑輪K，一條不可伸長的輕繩繞過K分別與物塊A、B相連，A、B的質(zhì)量分別為和。開始時系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)用一水平恒力F拉物塊A，使物塊B上升。已知當(dāng)B上升距離為h時，B的速度為v。求此過程中物塊A克服摩擦力所做的功．重力加速度為g。、

解析：在此過程中，B的重力勢能增加mBgh，A、B動能的增量為恒力F做的功為Fh，用W表示物體A克服摩擦力所做的功，由功能原理得：讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧例題3.一小物體以l00J的初動能滑上斜面，當(dāng)動能減少80J時，機(jī)械能減少32J，則當(dāng)物體滑回原出發(fā)點(diǎn)時動能為多少?

解析：設(shè)斜面傾角為，滑動摩擦力為F，動能減少80J時位移為s1，根據(jù)動能定理動能減少量等于合外力做的功，即①機(jī)械能減少量等于除重力以外的力（此題中即為F）所做的功，即32=Fs1 ②設(shè)物體從斜面底端到最高點(diǎn)位移為s2則動能的減少量為100J，即③設(shè)機(jī)械能的減少量為WF，即為上滑過程中滑動摩擦力所做的總功有：④綜合①②③④有上滑及下滑過程中摩擦力做負(fù)功的總和為：故滑回斜面底端時物體的動能讓設(shè)計閃現(xiàn)出智慧例題4.如圖所示，一木塊放在光滑水平面上，一子彈水平射入木塊中，射入深度為d，平均阻力為f。設(shè)木塊