專(zhuān)題五機(jī)械能考點(diǎn)例析

1、“高中物理參考”收集1物理專(zhuān)題（五）機(jī)械能考點(diǎn)例析湖北陳宏能的概念、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)

2、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)

3、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)一、夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)1.1.深刻理解功的概念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

4、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。20????2????????2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：用力和位移的夾角α判

5、斷用力和○1○2速度的夾角θ判斷定用動(dòng)能變化判斷.○3(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)：一對(duì)作用力和反作用力在同一段時(shí)間內(nèi)做的總

6、○1功可能為正、可能為負(fù)、也可能為零；一對(duì)互為作用反作用的摩擦力做的總功可能為零○2“高中物理參考”收集3⑴，即；222121vmhmgmvmgh?????kpkpEEEE?????⑵；；0????kPEE021????EE減增EE???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

7、。5.5.深刻理解功能關(guān)系，掌握能量守恒定律。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

8、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。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?！?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?！?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○3外的其它力做的功），這就是機(jī)械能定理。當(dāng)W其=0時(shí)，說(shuō)明只有重力做功，所以

9、系統(tǒng)的機(jī)械能守恒?！?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○5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)題二、解析典型問(wèn)題問(wèn)題問(wèn)題1：弄清求變力做功的幾種方法：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

10、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，則可以通過(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。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