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        功能關(guān)系的應(yīng)用

        2020-09-10 16:53:44王強(qiáng)
        小作家報(bào)·教研博覽 2020年44期
        關(guān)鍵詞:變力恒力動(dòng)能定理

        王強(qiáng)

        本次主要用功能的觀點(diǎn)解決物體的運(yùn)動(dòng)和帶電體、帶電粒子、導(dǎo)體棒在電場(chǎng)或磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題.考查的重點(diǎn)有以下幾方面:

        ①重力、摩擦力、靜電力和洛倫茲力的做功特點(diǎn)和求解;

        ②與功、功率相關(guān)的分析與計(jì)算;

        ③幾個(gè)重要的功能關(guān)系的應(yīng)用;

        ④動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用;

        ⑤綜合應(yīng)用機(jī)械能守恒定律和能量守恒定律分析問(wèn)題.

        功能關(guān)系是高考的重點(diǎn)和熱點(diǎn),命題情景新,聯(lián)系實(shí)際密切,綜合性強(qiáng),側(cè)重在計(jì)算題中命題,是高考的壓軸題.

        本專題的高頻考點(diǎn)主要集中在功和功率的計(jì)算、動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律、功能關(guān)系的應(yīng)用等幾個(gè)方面,難度中等,本專題知識(shí)還常與曲線運(yùn)動(dòng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)、電磁感應(yīng)相聯(lián)系進(jìn)行綜合考查,復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)多注意這些知識(shí)的綜合訓(xùn)練和應(yīng)用。功、能、能量守恒是近幾年高考理科綜合物理命題的重點(diǎn)、熱點(diǎn)和焦點(diǎn),也是廣大考生普遍感到棘手的難點(diǎn)之一.能量守恒貫穿于整個(gè)高中物理學(xué)習(xí)的始終,是聯(lián)系各部分知識(shí)的主線.它不僅為解決力學(xué)問(wèn)題開(kāi)辟了一條重要途徑,同時(shí)也為我們分析問(wèn)題和解決問(wèn)題提供了重要依據(jù).守恒思想是物理學(xué)中極為重要的思想方法,是物理學(xué)研究的極高境界,是開(kāi)啟物理學(xué)大門(mén)的金鑰匙,同樣也是對(duì)考生進(jìn)行方法教育和能力培養(yǎng)的重要方面.

        一、求功的方法比較

        1.恒力做功的求法

        (1)應(yīng)用公式W=Fscosα其中α是F、s間的夾角.

        (2)用動(dòng)能定理(從做功的效果)求功:

        此公式可以求恒力做功也可以求變力做功.

        特別提醒:(1)應(yīng)用動(dòng)能定理求的功是物體所受合外力的功,而不是某一個(gè)力的功.

        2.變力做功的求法

        (1)摩擦力既可以做正功,也可以做負(fù)功,還可以不做功.

        二、兩種功率表達(dá)式的比較

        (1)求某一時(shí)刻的瞬時(shí)功率.這時(shí)F是該時(shí)刻的作用力大小,v取瞬時(shí)值,對(duì)應(yīng)的P為F在該時(shí)刻的瞬時(shí)功率;

        (2)當(dāng)v為某段位移(時(shí)間)內(nèi)的平均速度時(shí),則要求這段位移(時(shí)間)內(nèi)F必須為恒力,對(duì)應(yīng)的P為F在該段時(shí)間內(nèi)的平均功率.

        三、對(duì)動(dòng)能定理的理解

        1.對(duì)公式的理解

        (1)計(jì)算式為標(biāo)量式,沒(méi)有方向性,動(dòng)能的變化為末動(dòng)能減去初動(dòng)能.

        (2)研究對(duì)象是單一物體或可以看成單一物體的整體.

        (3)公式中的位移和速度必須是相對(duì)于同一參考系,一般以地面為參考系.

        2.動(dòng)能定理的優(yōu)越性

        (1)適用范圍廣:應(yīng)用于直線運(yùn)動(dòng),曲線運(yùn)動(dòng),單一過(guò)程,多過(guò)程,恒力做功,變力做功.

        (2)應(yīng)用便捷:公式不涉及物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程的細(xì)節(jié),不涉及加速度和時(shí)間問(wèn)題,應(yīng)用時(shí)比牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)方程方便,而且能解決牛頓運(yùn)動(dòng)定律不能解決的變力問(wèn)題和曲線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題

        考點(diǎn)一 力學(xué)中的幾個(gè)重要功能關(guān)系的應(yīng)用

        例1.“天津之眼”是一座跨河建設(shè)、橋輪合一的摩天輪,是天津市的地標(biāo)之一。摩天輪懸掛透明座艙,乘客隨座艙在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。下列敘述正確的是

        A.摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,乘客的機(jī)械能保持不變

        B.在最高點(diǎn),乘客重力大于座椅對(duì)他的支持力

        C.摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中,乘客重力的沖量為零

        D.摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,乘客重力的瞬時(shí)功率保持不變

        答案:B

        【變式探究】將質(zhì)量為m的小球在距地面高度為h處拋出,拋出時(shí)的速度大小為v0,小球落到地面時(shí)的速度大小為2v0,若小球受到的空氣阻力不能忽略,則對(duì)于小球下落的整個(gè)過(guò)程,下面說(shuō)法中正確的是( )

        A.小球克服空氣阻力做的功小于mgh

        B.重力對(duì)小球做的功等于mgh

        C.合外力對(duì)小球做的功小于mv20

        D.重力勢(shì)能的減少量等于動(dòng)能的增加量

        答案 AB

        湖北省恩施市中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校

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