（江苏专用）2019高考物理三轮冲刺第一篇回归教材六功和能板块.docx

1、1六、功和能板块基础回扣1.功的公式:W=Fl cos ,其中 F 为恒力, 为 F 的方向与位移 l 方向的夹角;功的单位:焦耳(J);功是标量。 2.功的正负判断(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的判断。(2)根据力和瞬时速度方向的夹角判断。此法常用于判断质点做曲线运动时变力的功,夹角为锐角时做正功,夹角为钝角时做负功,夹角为直角时不做功。(3)从能的转化角度来进行判断。3.功的计算:(1)恒力的功:W=Fl cos 或动能定理。 (2)变力做功:用动能定理:W= m - m ;若功率恒定,则用 W=Pt 计算;滑动摩擦力做的功有时12v2212v21可以用力和路程的

2、乘积计算;利用 F-x 图像求变力做功,利用 P-t 图像求变化的功率做的功。(3)多个力的合力做的功先求 F 合 ,再根据 W=F 合 l cos 计算,一般适用于整个过程中合力恒定不变的情况。先求各个力做的功 W1、W 2、W n,再根据 W 总 =W1+W2+Wn计算总功,这是求合力做功常用的方法。4.功率(1)P= ,P 为时间 t 内的平均功率。Wt(2)P=Fv cos ( 为 F 与 v 的夹角)。v 为平均速度,则 P 为平均功率;v 为瞬时速度,则 P 为瞬时功率。 (3)机车的启动模型恒定功率启动 恒定加速度启动图像OA 过程分析P 不变:vF= a= 加速度减Pv F-F

3、阻m小的加速直线运动a 不变:a= F 不变vP=FvP 额 =Fv1F-F阻m匀加速直线运动,维持时间 t0=v1aAB 过程分析F=F 阻 a=0vm= 做速度为 vm的匀速直PF阻线运动vF= a= 加速度减小的加速直线P额v F-F阻m运动,在 B 点达到最大速度,v m=P额F阻5.动能:E k= mv2。动能是标量,只有正值。动能是状态量,因为 v 是瞬时速度。1226.动能定理:W=E k= m - m 。(W 为合外力做的功)12v2212v21适用条件:动能定理既适用于直线运动,也适用于曲线运动,既适用于恒力做功,也适用于变力做功。7.重力做功的特点:重力所做的功跟初始位置和

4、末位置的高度差有关,跟物体的运动路径无关。重力势能表达式:E p=mgh。重力势能是标量,正负表示其大小。重力做功与重力势能变化的关系:定性关系:重力对物体做正功,重力势能就减少;重力对物体做负功,重力势能就增大;定量关系:W G=-(Ep2-Ep1)=-E p。8.弹力做功与弹性势能变化的关系:类似于重力做功与重力势能变化的关系,用公式表示:W=-E p。9.机械能守恒定律(1)守恒条件:只有重力或系统内弹力做功。(2)机械能守恒定律的三种表达形式及用法E 2=E1或 Ek2+Ep2=Ek1+Ep1,运用这种形式的表达式时,应选好参考面。 = 或 = 。Ek增 Ep减 Ek减 Ep增 = 或

5、 = 。EA增 EB减 EA减 EB增10.功能关系常见的几种力做功 能量关系力的种类 做功的正负 对应的能量 变化情况 数量关系式+ 减小重力 mg-重力势能 Ep 增加 mgh=-E p+ 减小弹簧的弹力 F 弹 - 弹性势能 Ep 增加 W 弹 =-E p+ 减小电场力 Eq-电势能 Ep 增加 qU=-E p+滑动摩擦力 Ff - 内能 Q 增加 Ffs 相对 = Q- 增加感应电流的安培力 F 安 + 电能 E 电 减小 W 安 =-E 电+ 增加合力 F合 - 动能 Ek 减小 W 合 =E k+ 增加除重力、系统内弹力以外的力 F - 机械能 E 减小 WF=E回归小练1.(源于

6、人教版必修 2 第 80 页“问题与练习”)把质量为 m 的小球(可看做质点)放在竖直的轻质弹簧上,并把小球下按到 A 的位置,如图甲所示。迅速松手后,弹簧把小球弹起,球升至最高3位置 C 点(图丙),途中经过位置 B 时弹簧正好处于自由状态(图乙)。已知 A、B 的高度差为 h1,B、C 的高度差为 h2,重力加速度为 g,不计空气阻力。则( ) A.小球从 A 上升到 B 位置的过程中,动能增大B.小球从 A 上升到 C 位置的过程中,机械能一直增大C.小球在图甲中位置时,弹簧的弹性势能为 mg(h2+h1)D.小球在图甲中位置时,弹簧的弹性势能为 mgh22.(源于人教版必修 2 第 8

7、0 页“问题与练习”)(2017 江苏淮安期末)在游乐园乘坐如图所示的过山车时,质量为 m 的人随车在竖直平面内沿圆周轨道运动,下列说法正确的是( )A.车在最高点时人处于倒坐状态,全靠保险带拉住,若没有保险带,人一定会掉下去B.人在最高点时对座位仍可能产生压力,但压力一定小于 mgC.人在最高点和最低点时的向心加速度大小相等D.人在最低点时对座位的压力大于 mg3.(源于人教版必修 2 第 82 页“问题与练习”)某海湾共占面积 1.0107 m2,涨潮时平均水深 20 m,此时关上水坝闸门,可使水位保持 20 m 不变,退潮时,坝外水位降至 18 m(如图)。利用此水坝建立一座水力发电站,

8、重力势能转化为电能的效率为 10%,每天有两次涨潮,该电站每天能发出多少电能?(g=10 m/s 2,不计发电机的能量损失)答案精解精析回归小练1.C 球从 A 上升到 B 位置的过程中,先加速,当弹簧的弹力为 kx=mg 时,合力为零,加速度减小到零,速度达到最大,之后小球继续上升,弹簧弹力小于重力,球做减速运动,故小球从 A 上升到 B 的过程中,动4能先增大后减小,A 项错误;小球与弹簧组成的系统机械能守恒,从 A 到 B 过程,弹簧弹性势能减小,小球的机械能增加,离开 B 继续上升到 C 的过程小球机械能不变,B 项错误;根据能量的转化与守恒,小球在图甲中位置时,弹簧的弹性势能等于小球

9、由 A 到 C 位置时增加的重力势能:E p=mg(h2+h1),C 项正确,D 项错误。2.D 当人与保险带间恰好没有作用力,由重力提供向心力时,临界速度为 v0= 。当速度 v 时,gR gR没有保险带,人也不会掉下来,故 A 项错误;当人在最高点的速度 v ,人对座位就产生压力,当速度增gR大到 2 时,压力为 3mg,故 B 项错误;根据实际情况可知,人在最高点和最低点速度大小不等,根据向gR心加速度公式 a= 可知,人在最高点和最低点时的向心加速度大小不相等,故 C 项错误;人在最低点时,加v2R速度方向竖直向上,根据牛顿第二定律分析可知,人处于超重状态,人对座位的压力大于 mg,故 D 项正确。3. 答案 410 10 J解析 退潮时,由坝内流向坝外的水的质量m=V=Sh=1.010 31.0107(20-18) kg=21010 kg该过程中重力势能的减少量 =mgEp减h2两次涨潮、退潮共减少E p=2mg =mghh2故每天发出的电能E 电 =E p10%=2101010210% J=41010 J。1