2012高一物理课件：第四章 章末整合 （粤教版必修2）

(共26张PPT)
(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．
专题一
功的判断与计算
1．判断力 F 做功的方法
A．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
图 4－1
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：D
【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(
)
(2)运用 W＝Pt(既可求恒力做功，也可求变力做功)计算．
(3)运用动能定理 W合＝ΔEk(常用于变力做功)计算．
(4)先求平均力，后求功，W＝ F scos θ(适用于求解线性变
化力做的功)．
(5)图象法求功：作出 F－s 图，计算图线与 s 轴包围的面积，
在数值上与 F 做的功相等．
(6)微元法求功(常用于曲线运动的情况)．
2．功的计算方法
(1)运用 W＝Fscos α(常用于恒力做功)计算．
【例2】某人用 F＝100 N 的恒力，通过滑轮把物体 M 拉
上斜面，如图 4－2 所示，力 F 与斜面成 60°夹角且方向不变，
若物体沿斜面运动 1 m，则它做的功是多少？(g＝10 m/s2)
图 4－2
解：F 为恒力，如图4－3 所示，设拉力作用点为A，物体
运动1 m 后作用点移到A′，显然BA′＝s物，由几何关系有
∠ABA′＝120°、∠A′AB＝30°，有：
图 4－3
专题二
动能定理的综合应用
1．动能定理的研究对象可以是单一物体，也可以是能够看
做单一物体的系统，动能定理适用于直线运动，也适用于曲线
运动，而且在分析过程中不用研究物体的运动过程中变化的细
节，只需考虑整个过程的做功量及过程的初末动能．因此，动
能定理比牛顿第二定律的适用范围更广泛．
2．应用动能定理可以把物体经历的物理过程分为几段处
理，也可以把全过程看做整体来处理．在应用动能定理解题时，
要注意以下几个问题：
(1)正确分析物体的受力，要考虑物体所受的所有外力，包
括重力．
(2)要弄清各个外力做功的情况，计算时应把各已知功的正
负号代入动能定理的表达式．
(3)在计算功时，要注意有些力不是全过程都做功的，必须
根据不同情况分别对待，求出总功．
(4)动能定理的计算式为标量式，v 必须是相对同一参考系
的速度．
(5)动能是状态量，具有瞬时性，用平均速度计算动能是无
意义的．
【例3】总质量为 M 的列车，沿水平直线轨道匀速前进，
其末节车厢质量为 m，中途脱节，司机发觉时列车已行驶了 L
的距离，于是立即关闭油门，除去牵引力．设列车运动的阻力
与车的重力成正比，列车的牵引力是恒定的，当列车的两部分
都停止时，它们的距离是多少？
解：对车头从脱钩到停止的过程，由动能定理得
专题三
机械能守恒定律的应用
1．应用机械能守恒定律处理问题时，先要确定研究对象，
明确对象的初末状态，做出运动过程的受力分析，判断是否满
足机械能守恒条件．
2．机械能守恒定律的三种表达方式
(1)Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2，理解为物体或系统初状态的机械能
与末状态的机械能相等．
(2)ΔEk＝－ΔEp，表示动能和势能发生了相互转化, 系统减
少(或增加)的势能等于增加(或减少)的动能．
(3)ΔEA＝－ΔEB，适用于系统，表示由 A、B 组成的系统，
A 部分机械能的增加量与 B 部分机械能的减少量相等．
【例4】如图 4－4 所示，位于竖直平面内的轨道，由一段
斜直轨道和圆形轨道分别与水平面相切连接而成，各接触面都
是光滑的，圆形轨道的半径为 R.一质量为 m 的小物块从斜轨道
上 A 点处由静止开始下滑，恰好通过圆形轨道最高点 D.物块通
图 4－4
过轨道连接处 B、C 时无机械能损失．求：
(1)小物块通过 D 点时的速度 vD 的
大小；
(2)小物块通过圆形轨道最低点 C
时轨道对物块的支持力 F 的大小；
(3)A 点距水平面的高度 h.
1．(2011 年上海卷)如图 4－5，一长为 L 的轻杆一端固定
在光滑铰链上，另一端固定一质量为 m 的小球．一水平向右的
拉力作用于杆的中点，使杆以角速度ω匀速转动，当杆与水平
方向成 60°时，拉力的功率为(
)
图 4－5
C
处由静止释放，两球恰在— 处相遇(不计空气阻力)．则(
2．(2011 年山东卷)如图 4－6 所示，将小球 a 从地面以初
速度 v0 竖直上抛的同时，将另一相同质量的小球 b 从距地面 h
h
2
)
A．两球同时落地
C
B．相遇时两球速度大小相等
C．从开始运动到相遇，球 a 动能的减少量
等于球 b 动能的增加量
D．相遇后的任意时刻，重力对球 a 做功功
率和对球 b 做功功率相等
图 4－6
A．0～2 s 内外力的平均功率是—W
3．(2011 年海南卷)一质量为 1 kg 的质点静止于光滑水平面
上，从 t＝0 时刻起，第 1 s 内受到 2 N 的水平外力作用，第 2 s
)
内受到同方向的 1 N 的外力作用．下列判断正确的是(
9
4
B．第 2 s内外力所做的功是
5
4
J
C．第 2 s 末外力的瞬时功率最大
D．第 1 s 内与第 2 s内质点动能增加量的比值是
4
5
答案：D
4．(2011 年北京卷)如图 4－7 所示，长度为 l 的轻绳上端固
定在 O 点，下端系一质量为 m 的小球(小球的大小可以忽略)．
(1)在水平拉力 F 的作用下，轻绳与竖直方向的夹角为α，
小球保持静止，画出此时小球的受力图，并求力 F 的大小．
(2)由图示位置无初速度释放小球，求小球通过最低点时的
速度大小及轻绳对小球的拉力．(不计空气阻力)
图 4－7
解：(1)受力情况如图12 所示．
根据平衡条件，应满足
Tcos α＝mg，Tsin α＝F
拉力大小 F＝mgtan α
图12
(2)运动中只有重力做功，系统机械能守恒，有
5．(2011 年惠州二模)如图 4－8 所示，半径 R＝0.4 m 的光
滑半圆轨道处于竖直平面内，半圆环与粗糙的水平地面切于圆
环的端点 A，一质量 m＝0.1 kg 的小球，以初速度 v0＝8.0 m/s，
从 C 点起在水平地面上向左运动，经 A 点冲上半圆轨道恰好通
过轨道最高点 B 后水平抛出．(取重力加速度 g＝10 m/s2)求：
(1)小球在轨道 B 点时的速度大小；
(2)小球从 B 点飞出到落回地面时
的水平距离；
(3)小球从 C 点起经水平面到 A 时，
克服摩擦力所做的功 Wf.
图 4－8
解：(1)小球做圆周运动恰好通过轨道最高点 B，则有
(2)小球从 B 点飞出做平抛运动，设运动时间为 t
平抛水平距离为
s＝vBt＝2×0.4 m＝0.8 m
(3)小球由 A 点冲上半圆轨道 B 点的过程中，由机械能守恒
定律有
6．(2010 年新课标卷)图 4－9 为验证机械能守恒定律的实
验装置示意图．现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计
时器、纸带、带铁夹的重锤、天平．回答下列问题：
(1)为完成此实验，除了所给的器材，
还需要的器材有______.
AD
A．米尺
B．秒表
C．0～12 V 的直流电源
D．0～12 V 的交流电源
(2)实验中误差产生的原因有________________________
_____________________________________________________
________________________________________________( 写 出
两个原因)．
图 4－9
纸带与打点计时器之间有摩
擦；用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差；计算势能变化
时，选取始末两点距离过近；交流电频率不稳定等