高三物理机械能人教实验版知识精讲

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1、高三物理机械能人教实验版【本讲教育信息】一.教学内容：1、功和功率2、动能定理3、机械能守恒定律4、能的转化和守恒二.教学知识点：主题知识点要求机械能功和功率动能和动能定理重力做功与重力势能功能关系、机械能守恒定律及其应用IIIIIIII三.教学过程（一）功和功率1、常见几种力做功的特点（1）重力、弹簧弹力，电场力、分子力做功与路径无关；（2）洛伦兹力对运动电荷总不做功，但安培力是可以做功的；（3）摩擦力做功的特点：①单个摩擦力（包括静摩擦力和滑动摩擦力）可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。②相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零，在静

2、摩擦力做功的过程中，只有机械能的转移，没有机械能转化为其他形式的能；相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数和不为零，且总为负值，在一对滑动摩擦力做功的过程中，不仅有相互摩擦物体间机械能的转移，还有机械能转化为内能。转化为内能的量等于系统机械能的减少，等于滑动摩擦力与相对路程的乘积。③摩擦生热，是指滑动摩擦生热，静摩擦不会生热。2、求变力做功的方法（1）利用转换思要化变力为恒力。当力的方向不变，大小由均匀变化到时，，利用求功。（2）利用F－s图象求功。（3）利用求功。（4）利用动能定理或功能关系求解。例1.如图所示，在水平桌面的边角处有一轻质光滑的定

3、滑轮K，一条不可伸长的轻绳绕过K分别与物块A、B相连，A、B的质量分别为，开始时系统处于静止状态。现用一水平恒力F拉物块A，使物块B上升。已知当B上升距离为h时，B的速度为v。求此过程中物块A克服摩擦力所做的功。重力加速度为g。解析：在此过程中，B的重力势能增加，A、B动能的增量为，恒力F做的功为Fh，用W表示物体A克服摩擦力所做的功，由功能原理得：答案：点评：搞清楚系统机械能增加的原因，利用功能关系解题是本题的关键。例2.电动机通过一根绳吊起一质量为8kg的物体，绳的拉力不能超过120N，电动机的功率不能超过1200W，要将此物体由静止起用最

4、快的方式将物体吊高90m（已知此物体在被吊高接近90m时已开始以最大速度匀速上升）所需时间为多少？（g取）解析：由知。因为牵引力F最大值，所以上升过程要以额定功率上升，最小速度，故不可能从静止开始以额定功率上升。要使重物上升90m时间最短，则必须开始以最大拉力匀加速上升，加速度。设匀加速上升到时达到额定功率则据得：，所以而，所以匀加速上升的高度设最后以额定功率上升秒由动能定理得：①而最终速度②将各数据代入①得：。所以共需。答案：7.75s（二）动能定理合力所做的功等于物体动能的增量，数学表达式为。1、理解：（1）物体动能的变化对应着合力的功，而

5、不是某一个力的功或某几个力的功；（2）一般情况下，我们并不去求合力（因为多数情况不能求，如含有变力），而是把这一过程各个力做的功都表示出来，然后求它们的代数和即等于合力的功；（3）应用动能定理时，不用涉及过程的细节，但不意味着我们就可以不用细致分析过程了，只有我们分析清楚了物理情景，才能有针对性地对哪一个过程应用动能定理；（4）通常可由动能变化求某些变力的功，因此，动能定理是求变力做功的法宝之一。2、应用动能定理理解的基本思路（1）选取研究对象，明确它的运动过程。（2）分析研究对象的受力情况和各个力做功的情况：受到哪些力，每个力是否做功，做正功

6、还是做负功？然后求各个外力做功的代数和。（3）明确物体运动过程的起始状态的动能和终了状态的动能。（4）列动能定理的方程及其他必要的解题方程，进行求解。3、应用动能定理解题时，关键是分析物体在运动过程中受到哪些力的作用，每个力是否做功，是做正功还是做负功，并求出功的代数和。另外就是明确做功过程始末两个状态的动能。4、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；且力做功时可以是连续的，也可以是不连续的；可以是在一条直线上，也可以不在一条直线上。另外，动能定理既适用于力学中物体的机械运动，也适用于电磁学中电场力做功

7、、电流做功、安培力做功等问题。因此，动能定理的应用具有很大普遍性和优越性。例3.如图所示，质量的木块静止在高的平台上，木块与平台间的动摩擦因数，用水平推力F＝20N，使木块产生位移时撤去，木块又滑行时飞出平台，求木块落地时速度的大小？解析：取木块为研究对象。其运动分三个阶段，先匀加速前进，后匀减速前进，再做平抛运动。用牛顿定律来解，计算较麻烦。而物体在各阶段运动中受力情况明确，宜用动能定理来解。设木块落地时的速度为v，各力做功情况分别为，由动能定理：得：代入数据得：。答案：例4.如图所示，竖直放置的粗糙绝缘长细杆AB、CD与光滑的、半径为R＝0

8、.5m的绝缘半圆环轨道相切且相连，连接点B、D平滑且连线在水平方向，BD的上方是场强E＝50V/m的水平匀强电场，其下方为磁感应强度为的水平匀强磁场，