2017粤教版高中物理必修2第四章《机械能和能源》章末整合

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1、章末整合知识网络,W为正机械能和能源功概念：一个物体受到力的作用且就说这个力对物体做了功。公式：W=,W=0,W为负功是标量，但有正负动能标量表达式：Ek=机械能重力势能关系WG=Ek2—Ek1=mv22/2—mv12/2Ep=mgh(h为重心到参考平面的高度，标量，有正负)弹性势能势能重力做功的特点：与无关，重力做功与重力势能的动能定理内容：等于物体动能的变化W合=Ek2—Ek1=mv22/2—mv12/2能源的开发与利用能源及分类能源危机及环境污染未来能源能量转化和转移的方向性能量之间的转化能量转化与守恒定律能量瞬时功率P=平均功率P=W/t功率表达式：Ep1+Ek1=Ep2+Ek2内容：

2、守恒条件：只有重力（或弹力）做功机械能守恒定律答案：在力的方向上发生一段位移Fv路径合外力对物体所做的功在只有重力做功的情形下，物体的动能和重力势能发生相互转化，而总机械能保持不变专题突破专题一　功的判断与计算1．判断力F做功的方法(1)看力F与位移s的夹角α的大小．若α＝90°，则F不做功；若α<90°，则F做正功；若α>90°，则F做负功(或物体克服力F做功)．此法常用于判断恒力做功的情况．(2)看力F与物体速度v方向的夹角α的大小．若α＝90°，则F不做功；若α<90°，则F做正功；若α>90°，则F做负功．此法常用于曲线运动情况．(3)看物体间是否有能量转化．“功是能量转化的量度”，若

3、有能量转化(增大或减小)，则必是有力做功．此法常用于两个相联系的物体做曲线运动的情况．【例1】如图4－1所示，一辆玩具小车静止在光滑的水平导轨上，一个小球用细绳悬挂在车上，由图中位置无初速度释放，则小球在下摆过程中，下列说法正确的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　图4－1A．绳的拉力对小球不做功B．绳的拉力对小球做正功C．小球所受的合力不做功D．绳的拉力对小球做负功解析：在小球向下摆动的过程中，小车向右运动，绳对小车做正功，小车的动能增加；因为小球和小车组成的系统机械能守恒，且小车的机械能增加，则小球的机械能一定减小，所以绳对小球的拉力做负功．答案：D2．变力做功的计算方法对于功的定义

4、式W＝，其中的F是恒力，适用于求恒力做功，其中的s是力F的作用点发生的位移，是力F与位移s的夹角。在高中阶段求变力做功问题，既是学生学习和掌握的难点，也是教师教学的难点。求变力做功的方法很多，比如用动能定理、功率的表达式、功能关系、平均值、图像、微元累积法、转换参考系等来求变力做功。（1）运用功的公式求变力做功求某个过程中的変力做功，可以通过等效法把求该変力做功转换成求与该変力做功相同的恒力的功，此时可用功定义式W＝求恒力的功，从而可知该変力的功。等效转换的关键是分析清楚该変力做功到底与哪个恒力的功是相同的。图1【例2】人在A点拉着绳通过一定滑轮吊起质量m=50Kg的物体，如图1所示，开始绳与

5、水平方向夹角为，当人匀速提起重物由A点沿水平方向运动而到达B点，此时绳与水平方向成角，求人对绳的拉力做了多少功？【解析】人对绳的拉力大小虽然始终等于物体的重力，但方向却时刻在变，而已知的位移s方向一直水平，所以无法利用W＝直接求拉力的功.若转换一下研究对象则不难发现，人对绳的拉力的功与绳对物体的拉力的功是相同的，而绳对物体的拉力则是恒力，可利用W＝求了！设滑轮距地面的高度为h，则：人由A走到B的过程中，重物上升的高度等于滑轮右侧绳子增加的长度，即：，人对绳子做的功为：（2）运用动能定理求变力做功图2动能定理的表述：合外力对物体做功等于物体的动能的改变，或外力对物体做功的代数和等于物体动能的改变

6、。对于一个物体在某个过程中的初动能和末动能可求，该过程其它力做功可求，那么该过程中変力做功可求。运用动能定理求变力做功关键是了解哪些外力做功以及确定物体运动的初动能和末动能。【例3】如图2所示，原来质量为m的小球用长L的细线悬挂而静止在竖直位置.用水平拉力F将小球缓慢地拉到细线与竖直方向成θ角的位置的过程中，拉力F做功为（）A.B.C.D.【解析】很多同学会错选B，原因是没有分析运动过程，对Ｗ＝FLcosθ来求功的适用范围搞错，恒力做功可以直接用这种方法求，但变力做功不能直接用此法正确的分析，小球的运动过程是缓慢的，因而任一时刻都可看作是平衡状态，因此F的大小不断变大，F做的功是变力功，小球上

7、升过程中只有重力和拉力做功，而整个过程的动能改变为零，可用动能定理求解：所以，故D正确。（3）运用求变力做功涉及到机车的启动、吊车吊物体等问题，如果在某个过程中保持功率P恒定，随着机车或物体速度的改变，牵引力也改变，要求该过程中牵引力的功，可以通过求変力做功。【例4】质量为5000Kg的汽车，在平直公路上以60kW的恒定功率从静止开始启动，速度达到24的最大速度后，立即关闭发动机，汽车从启动到最后