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1、新人教高中物理必修2精品教案 新人教高中物理必修2精品教案整套第五章 机械能及其守恒定律第一节 追寻守恒量精讲细讲 答案下落的苹果：苹果的势能转化为动能；斜向上抛出的物体：斜向上运动过程，动能转化为势能；斜向下运动过程，势能转化为动能。总结本题主要考查动能和势能、可以相互转化，体现转化过程中的守恒思想。 变式训练1如图是上海“明珠线”某车站的设计方案。由于站台建得稍高，电车进站时要上坡。忽略斜坡的摩擦力，你能分析这种设计的优点吗？ 例题2物体从弹簧正上方、距弹簧一定高度处自由下落，则：A、物体刚接触弹簧时，物体的动能最大。B、下降过程中动能先增大后减小。C、下降过程中重力势能逐渐减小。D a刚

2、加速度向下，物体做加速运动，速度增大，动能增大。 b时有最大速度，此时动能最大。时，加速度向上，物体做减速运动，运动到最低点，速度为零， d少到零，但都转化为弹性势能，总能量守恒。答案BC总结能量以不同的形式存在，在相互转化中，总能量是守恒的，若在分析问题时，发现能量不守恒，那么一定是漏掉了其他形式的能量。变式训练2一物体沿某一斜面匀速下滑，在下滑过程中，动能不变，势能减小，你认为这种认识正确吗？ 答案物体下滑时，受到摩擦力，产生热量。机械能转化为内能，总能量守恒，因而这种认识不正确。活学活练基础达标1、势能的定义：的物体凭借其而具有的能量。2、在雅典奥运会上，我国举重运动员取得了骄人的战绩。

3、在运动员举起杠铃无知识精讲知识点1. 功的概念(1) 定义：一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，这个力就在 这段位移上对这个物体做了功。(2) 做功的两个不可缺少的因素是：作用在物体上的力和物体在力的方向上发生的位移。例1下列有关功的一些说法中，正确的是:A 力越大，其对物体做功就越多B 位移越大，力对物体做功越多C 物体受到力作用，力对物体做功D 摩擦力可以对物体不做功思路分析 定位移大，功就大。故A、B物体不做功。故CD对。答案 D总结变式训练1 用一水平力Fm的物体上，使物体由静止沿光滑水平面移动位移s，做功为12m的物体上，使物体由静止沿光滑水平面移动位移s，2m物体上

4、，使物体由静止沿粗糙水平面移动位移sW1W2、W3三者关系正确为：AW1> W2>W3 W1< W2<W3CW1= W2 DW1= W2=W3答案 D:W = F S cos （1） 公式中F是物体受到的力且为恒力。F为分力时就是分力F做的功；F为合力时，为合力F做的功。（2） 公式中的位移S是指力的作用点的位移，若物体可看为质点时，则位移就是指物体的位移。（3） 某力对物体所做的功，等于该力的大小、位移大小、该力与位移夹角的余弦这三者的乘积。跟物体是否还受其它力无关，跟物体运动状态无关。 （4） 功国际单位是焦耳（J）；F、S单位分别是N、m。（5） 计算功时一定要明

5、确是哪个力对物体做功。（6） 功是标量无方向，但功有正负之分。当0</2时，>0,力对物体做正功当/2<时，>0，力对物体做负功，或称物体克服这个力做了功 当=/2时，=0，力对物体不做功。 方法总结读题时必须分清是哪个力做的功，在解题时一定要注意题目中是求哪个力做的功，正确找出力F、位移x和夹角的关系。变式训练2如图所示，质量为m的木块相对静止在倾角为的斜面M上。在水平推力F的作用下，木块随斜面一起水平匀速向左移动了距离s，则支持力和ABCD ABCD而所有“必然”的判断都是错误的。例如图是甲、乙两条形磁铁，若使其同名磁极相对，当甲固定而释放乙时，则作用力（磁力）对乙

6、做功而对甲不做功。故、B、D均错；当把甲、乙两者都移近时，磁场对它们都做负功，是正确的。 若使甲、乙质量相等且放在光滑水平面上由静止释放后经一段时间，甲乙位移大小相等，甲对乙作用力和乙对甲反作用力都做正功且功相等。 答案 总结一个力不做功；也可以一个力做正功，另一个力做负功；均做负功。变式训练3A、 动摩力阻碍物体的相对运动，所以一定做负功B、C、 静摩擦力和滑动摩擦力不一定都做功D、答案 C例4 小球上升的最大高度为h，空气阻力大小恒为fA、零 B、 D、-4fh思路分析都做负功，所下fh（fh）2fh= F S cos可得f=0。造成这一错误的原因是没有掌握= F S cos中的必须为恒力

7、。本题小球在上升过程和下降过程中，力的方向和位移的方向都发生改变。 变式训练物体以一定速度从斜面底端沿固定斜面向上运动，物体上升的最大高度为h，沿斜面运动的最大距离为后又返回底端。设摩擦力的大小为f，物体重力为G，则物体从底端沿斜面上升到又回到底端过程中： A重力对物体做的功为零B重力对物体做的功为GhC摩擦力对物体做功为零D摩擦力对物体做功为-2fL答案 A D 、面上做匀速运动，根据力的平衡条件可得斜面对木块的支持力F1为F1=mgcos斜面对木块的摩擦力F2为F2=mgsin支持力F1与位移l间的夹角为90+,则支持力做的功W1= F1lcos(90+)=-mglcossin摩擦力F2与

8、位移的夹角为,则摩擦力F2做功 W2= F2lcos= mglcossin重力与位移夹角为90,则重力做的功WG=mglcos90=0合力做的功等于各个力做功的代数和,即W=W1+W2+WG=-mglcossin+ mglcossin+0=0总结斜面对物体的弹力有的做功、有的不做功，关键在于物体在这个弹力的方向上是否有位移。不能简单的说斜面的弹力对物体不做功。另外，求合力功时，可以先求合力F合，再利用W=F合lcos求合力功变式训练5质量m=3kg沿动摩擦因数的斜面向下移动距离为s=2m=30。求各个力对物体所做的功，以及各力对物体所做的总功。（取）答案重力做功30J，拉力做功20J，-30J

9、（负功）；总功为20J。 难点精析1,力对物体做力是指;,是指施力物体对受力物体的所有力做功的总和.例,m的木块,放在倾角为的粗糙斜面体上,当斜面与h,求(1)斜面对木块的弹力和摩擦?(2)斜面对木块做的功为多少? 思路分析(1)根据木块的平衡条件求出弹力和静摩擦力的大小,再求出各力与位移的夹角,由功的计算公式求它们的功;(2)斜面对木块做的功是斜面对木块的作用力:弹力和摩擦力做功的总和.答案(1)对木块m,受力分析如图:在x方向上: fcos=Nsin 在y方向上:fsin+Ncos=mg 由、得N=mgcos ；f=mgsin 弹力N与位移夹角为，则弹力做功为： WN=Nhcos=mghc

10、os2静摩擦力f与位移夹角为900-，则摩擦力做功为： Wf=fhcos（900-）=mghsin2 （2）斜面对木块做的功：W=WN+Wf= mghcos2+ mghsin2方法总结N与静摩擦力f再由公式W=FScos误区警示（1不做功。（2 （3 1、本题中若使斜面与木块保持相对静止，沿竖直向上的方向以加速度a向上运动距离为h，再求（1）、（2）两问。答案（1）对m受力分析如图： 在x方向上: fcos=Nsin 在y方向上:fsin+Ncos-mg=ma 由、得N=m（g+a）cos ；f=m（g+a）sin则弹力做功为：WN=Nhcos=m（g+a）hcos2则摩擦力做功为：Wf=fh

11、cos（900-）=m（g+a）hsin2（2）斜面对木块做的功：W=WN+Wf= m（g+a）hcos2+ m（g+a）hsin2=m（g+a）h内容延伸2a=g加速运动，运动了距离h，再求（1）、（2）问。答案竖直向下以重力加速度变式训练6质量为g m的粗糙 A、 若B、 若斜面向左以加速度amaL。C、 若-mgL。D、 若L，斜面对木块做功m（g+a）L。 答案W=FScos中位移的意义是指力的作用点的位移，若Scos是力F方向上的位移。 F=20N的水平恒力通过定轻滑轮拉动物体，物体沿水平面前进了s=1m的距离，求此过程中力F对物体所做的功。（不计滑轮摩擦及滑轮的重力） 思路分析明确

12、位移s是力F作用点的位移，由公式W=FScos计算。 答案解法一（公式法）前进的距离为1m，则力的作用点沿此力的方向移动的位移为2m；故W=Fs=202J=40J方法总结在功的计算公式W=FScos中，位移应理解为力的作用点的位移。 例8如图所示，用大小不变的力F通过定滑轮拉着物体在光滑水平面上运动，与水平面间的夹角为，已知图中的高度是h，求绳的拉力T对物体所做的功？（假设绳 的质量、滑轮质量及绳与滑轮间的摩擦不计） 思路分析本题中，显然F与T大小不变，但方向时刻在改变，在题设条件下，人的拉力F对绳的端点做的功就等于绳的拉力TF的大小和方向都不变，因此只要计算恒力F答案WT=Fh（1/sin-

13、1/sin）综合拓展1求总功不能用外力的合力来求，而例9质量为4kg1。8m高处由静止开始做自由落体运动，0。400N，试求整个W1=410（1。8+0。2）J=80JW2=-fd=-4000。2=-80J整个过程中铅球所受外力对它做的总功为：W=W1+W2=0总结铅球下落过程中，在不同阶段受到的外力不同，所以求总功不能用外力的合力来求，而应先求出各力所做的功，再求功的代数和。变式训练9质量m=10kg的物体放在水平地面上，物体与地面间的动摩擦 因数=0。4，今用F=50N的水平恒力作用于物体上，使物体由静止开始做匀加速直线运动，经过时间t=8s后撤去力F，求：物体从开始运动的前9s内合外力对

14、物体做的总功？答案80J综合拓展2做功与运动学、动力学知识的结合。恒力F的功的公式W=FScosN 。的数据，其实不然，细心的读者可以看出s=6mL，是上述解答不可缺少的条件。如果sL，则物体速度尚未增加到与传送带速度相同，就已到达N端，摩擦力所做功就不再是Fs，而应改为FL了。误区警示摩擦力方向上的位移是s=6m，物体的位移为L=10m。所以求物 体由M到N处，摩擦力做功W=Fs中的s应用摩擦力方向上的位移s，而不能用物体的位移L计算。变式训练10如图所示，水平的传送带以速度v=8m/s顺时针运转，两传动轮M、N之间的距离为L=6m，若在M轮的正上方，将一质量为m=3kg的物体轻放在传送带上

15、，已知物体与传送带之间的动摩擦因数=0。4，在物体由M处传送到 C、合外力对物体不做功，物体必定做匀速直线运动。D、恒力对物体做功，与物体运动路径无关，只与始末位置有关。4、关于滑动摩擦力对物体做功，以下说法中正确的是：A、滑动摩擦力总是做负功。B、滑动摩擦力可能做负功，也可能做正功。C、静摩擦力对物体一定做负功。 D、静摩擦力对物体总是做正功。5、关于功，下列说法中正确的是：A、静摩擦力总是不做功。B、滑动摩擦力总是做负功。C、力对物体不做功，物体一定静止不动。D、物体在运动过程中，若受力的方向总是垂直于速度方向，此力不做功。6、用绳子拴一物体悬挂，当悬点以加速度ag并通过一段距离，作用在物

16、体上的各力做功的情况是：A、重力做负功，绳子拉力做正功，合外力做负功。B、重力做正功，绳子拉力做负功，合外力做正功。C、重力做正功，绳子拉力做负功，合外力不做功。D7、用水平恒力F作用在质量为M的物体上，向移动距离s，恒力做功为W1m(m<M)的物体s,W2,则两次恒力做功的关系是:A、W1W2 B、W1W2 D、无法判断8F12F1对物体做功3J，F2和F2的合力对物体做功：A、1J B、5J9a向下做减速运动时，作用 ABC D A、B两木块，质量相等均为m，A间动摩擦因数为在水平恒力F的作用下，A和B一起沿水平面移s，A与B始终保持相对静止，则在此过程中B对A的摩擦力所做的功为：A

17、、0 B、Fs C、Fs/2 D、mgs 二、填空题：11、用F=40N的水平推力将质量为m=3kg的物块沿倾角为370的斜面向上推移s=2m，若=0。1，在这一过程中，力F做的功为 ；为 2）2） 15、质量为10kg的物体与水平面间的动摩擦因数是0。2，在大小为80N的力作用下前进了40m。求下列两种情况下物体所受的各力分别做了多少功？（g=10m/s2）（1）力与水平方向成300角斜向上拉物体。 （2）力与水平方向成300角斜向下推物体。 能力提升一、选择题： 施 面上看，在小物块沿斜面下滑的过程中，斜面对小物块的作用力：A、 垂直于接触面，做功为零。B、 垂直于接触面，做功不为零。 C

18、、 不垂直于接触面，做功为零。D、 不垂直于接触面，做功不为零。 5、起重机吊钩下挂一质量为m的水泥袋，如果水泥袋以加速度a匀减速下降了距离h，则水泥袋克服钢索的拉力所做的功为：A、mgh B、m（g-a）h C、m（g+a）h D、m（a-g）h 8、质量为1kg的物体从足够高处自由落下，g取10m/s2，在下落3s的时间 ；在下落过程中的第3s 。三、计算题： 9、如图所示，力F=100N通过动滑轮将质量为18kg的重物提高1m（g=10m/s2），问：（1）F做了多少功？ （2）重物的重力做了多少功？ 10来静止的物体，以大小为a=2m/s23s内力F做的功？ 11F=10N水平向右的力

19、推动，运动5m但大小不变，一直把物体推回原处，试计算力F的功？m=2kg的物体，受到与水平方向成370角斜向上方F1=10N， 在水平地面上移动的距离s=2m。物体与地面间的滑动摩擦力F2=4。2N，求外力对物体所做的总功？ 13、质量为2kg的物体，受到24N竖直向上的拉力，由静止开始运动，经过5s，求5s内拉力对物体所做的功是多少？ 15 第3节 功率精讲精析知识精讲知识点 1.功率(1) 定义:功W跟完成这些功所用的时间t.(2) 公式 P=W/t说明:此公式是功率的定义式,(3) 单位:在国际单位制中,符号是W.(4) 物理意义:,它由物体做的功与做这些功所需的时间决定,.只是在做功时

20、间相同的情况下,注意 (1)功(W)(W/t),实际上是平均功率的的概念,.若要表示t时刻的瞬时功率,则在tt,与用这段时间所完成的功W与t(2);v表示速度，表示F与v方向的夹角. :若为某一恒力,速度v大小和方向不变时,平均功率和瞬时功率相同 为某一恒力,速度方向不变而大小变化，某一段时间内平均速度为则P=FVcos求得这一段时间内的平均功率若F为某一恒力,某一时刻速度为v,则P=Fvcos求得这一时刻的瞬时功率d. 若某一时刻力为F,速度为v,两者夹角为,则P=Fvcos求得这一时刻的瞬时功率e. 若F与v夹角=0时,公式变为P=Fv(3)额定功率和实际功率额定功率是发动机正常工作时的最

21、大功率，通常都在铭牌上标明.机 器工作时,必须受额定功率的限制。发动机的输出功率(即实际功率),可以小于额定功率，有时实际功率也会略大于额定功率，但不允许长时间超过额定功率.例1. 如图所示,倾角为30,长度为10cm的光滑斜面。一质量为1.2kg的物体从斜面顶端由静止开始下滑,求物体滑到斜面低端时重力做功的瞬时功率是多少？整个过程中重力做功的平均功率是多少?(g取10m/s2 思路分析先受力分析，由牛顿第二定律求出物体运动的加速度，从而求出物体到达低端时速度的大 小和方向，由公式P=Fvcos求得. 物体下滑时做匀加速直线运动，受力情况如图所示. 由牛顿第二定律F=ma得物体的加速度a=Gs

22、in2 下滑到低端时的速度 101/2 J=60J计算,当,滑行距f不变,由于牵引力F=P/v随v增大,F减小.根据牛顿第二定律a=(F-f)/m=P/mv-f/m,当速度v增大时,加速度a减小，其运动情况是做加速度减小的加速运动。直至F=F时,a减小至零,此后速度不再增大，速度达到最大值而做匀速运动，做匀速直线运动的速度是vm=P/f,下面是这个动态过程的简单方框图当a=0时 即F=f时保持vm匀速达到最大vm , 变加速直线运动 匀速直线运动这一过程的关系可由右图所示 注意:中的仅是机车的牵引力,而非车辆所受的合力,这 一点在计算题目中极易出错.实际上,飞机轮船和运动阻力f两个因素的共同制

23、约,而且阻力会随着运动速度的增大而增大.因此,除想办法提高发动机的额定功率外,的流线型设计不仅为了美观,例2 一汽车的额定功率为P0=100KW,m=10倍,取1. vm当速度v=1m/s时,汽车加速度为少?加速度?g=10m/s2. ,求其匀加速运动的最长时间?思路分析1.,达到最大速度时,阻力与牵引力相等,依题,所以vm0 v1时,汽车牵引力为F12F1=P110N 5a1a1=(F1-0.1mg)/m=90m/s2 汽车加速度a2=5m/s时,汽车牵引力为F2F2-0.1mg=ma2 F2=61042N汽车速度v2=P0/F2=1.67m/s3. 汽车匀加速起动时的牵引力为: 4. F=

24、ma+f=ma+0.1mg =(10100.5+101010)N=1.510N达到额定功率时的速度为:vt=P额/F=6.7m/svt即为匀加速运动的末速度,故做匀加速运动的最长时间为:t=vt/a=6.7/0.5=13.3s答案1 vm=10m/s a1=90m/s v2=1.67m/s2. t=13.3s总结 机车起动过程中,发动机的功率指牵引力的功率,是该机器正常工作时的最大输出功率,取值.所以, ,所以要提高最大速度,需要大功率发动机的原因.此外, 本题涉及两个最大速度:v1,另一个是,在匀加速,由此可知,v2>v1变式训练260kw,汽车质量为5t,运动中所受阻力的大小(1)

25、?当汽车以?0.5m/s2启动，则这一过程能维持多长时间?这一?2 (2) 16s , 4.8105J例3380kg,所用水需从14m深的井里抽取,则水泵的额定功率至少是多少?(保留整数)思路分析机器抽水是连续的,我们可以取一段时间(如1分钟)分析，在此时间内把380kg的水升高14m.解：在1分钟内，水泵克服水的重力做功为：W=mgh=3809.814J=52136J故水泵功率P=W/t=52136/60W=868.93W869W2334 答案869W方法总结本题创新之处在于出题的立意新，对于抽水这样一个实际问题要进行合理的抽象，建立一个简单、合理的模型，即连续的水流可等效为质点处理。变式训

26、练3进行灌溉可以使用“水枪”。一块半径为12m的农田，每分钟消耗灌溉用水80kg，水枪安装在地面上，所用的水是从4m深的井里抽取出来的。则：计算把水从井里抽取上来所需的功率？答案P=52.3W例4人的心脏每跳一次大约输送810-5m3的血液，正常人血压血液的压强）的平均值为1.5104Pa，心跳约每分钟70平均功率约为思路分析这类问题主要是物理模型的建立，体模型或圆柱体模型即可。位移为该正方体的边长L，则P=W/t=FL/t =PLt=1.51081070W/60=1.4W答案1.4方法总结上面的解答对此作了简化处理。用物 的模型，把实际变式训练4 50kg,他一分钟跳180次,2/5,则该?

27、(g=10m/s)答案,公式P=W/t或P=Fvcos .物理规,高考中理论联系实际,题型联系实际,多,体现高考创新意识.例,我们常常能看到一种精彩的水上运动-滑水板,如图所示,运,脚踏板倾斜滑板在水上匀速滑行.设滑板是光滑的,滑板的触水面积为S,滑板与水平方向的夹角(滑板前端抬起的角度),水的密度为D.理论研究表明:水对滑板的作用力大小为FN=DSvsin,式中 的v为快艇的牵引速度.若人的质量为m,写出快艇在上述条件下对运动的牵引力功率p的表达式.思路分析由图分析可知FNcos=mg222524 DSv2sincos=mgv=1/sin(mg/DScos) 牵引力功率为P=FTv=mgta

28、nv 解、得 P=mg/cos(mg/DScos)t答案 P=mg/cos(mg/DScos)1/2 1/21/2方法总结本题涉及的问题情景是“快艇滑水”,解题时应注意 知信息:“水对板的作用力大小为FN=DSvsin”,研究对象正确受力分析图即能求出P的表达式. 基础达标1.关于功率,下列说法正确的是A. 由P=W/t可知,只要知道WB. 由P=Fv可知,C. 由P=Fv可知,D. 当汽车P一定时2 ）AB 功C 由 3 ）AB 汽C 汽车加速行使时，牵引力减小，速度增大D 当牵引力等于阻力时，速度达到最大值4汽车从静止开始能保持加速度a做匀加速运动的最长时间为tm，此后汽车的运动情况是（ ）A 加速度为零，速度恒定B 加速度逐渐减小直到为零，速度逐渐增大直到最大值后保持匀速22 C 加速度逐渐减小直到为零，速度也逐渐减小直到为零D 加速度逐渐增大到某一值后不变，速度逐渐增大直到最后匀速5质量为m的物体，自由下落1s末及5s末重力的瞬时功率之比为（ ）A、1：6 B、1：2。5 C、1：5 D、1：256、一质量为m的物体，从倾角为的光滑斜面顶端由静止下滑，下滑时离地面的高度为h，如图所示，当滑到斜面底端是重力的瞬时功率为：7A8AC9A1011末（g