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第五章 机械能
考纲解读
1.考纲要求
考 点
要 求
说 明
功和功率
Ⅱ
重力势能
Ⅱ
弹性势能
Ⅰ
功与速度变化的关系(实验)
Ⅱ
动能 动能定理
Ⅱ
机械能守恒定律及其应用
Ⅱ
验证机械能守恒定律(实验)
Ⅱ
能源和能量耗散
Ⅰ
2.考纲解读
与旧教材相比,就新考纲而言,要注意对如下几个方面的理解。
(1)新增加了《探究功与速度变化关系》实验的知识内容,且是Ⅱ要求。这与加强培养学生探究性学习能力的新课程理念要求是一致的。
(2)考纲对功率知识点的要求,应包括了机动车辆的功率问题。考纲对重力势能知识点的要求,应包括了重力做功与重力势能变化的关系的内容。
命题趋势
机械能一章是高中物理学的重要内容之一,也是高考考查的重点。从考纲要求看,本章知识绝大多数是Ⅱ要求,其中的许多重要知识点,几乎每年高考都会涉及到。
以最近几年全国高考理综物理试题为例,与本章内容相关的试题具有如下特点:
1.考查题型呈多样化,考查角度多变。可以是选择题,也可以是非选择题题型。可以从实验的角度立意命题,也可以从考查动能定理、动量定理或者两个守恒定律的应用方面命制大题。可以借助理想模型来命制试题,也可以联系实际生活出题。近几年来舍弃弹簧、滑块等理想模型,转向联系实际生活命题的现象逐渐增多。
2.试题综合性强,难度较大。从近几年的高考试题看,对本章知识的考查,基本上都是与牛顿运动定律、曲线运动、电磁学,甚至是光学和原子物理等知识相结合来命制的。这类试题思路隐蔽,兼顾了对考生基础知识、思维能力和综合应用能力的考查,仍将是今后高考命题的热点。
3.为体现新课改精神,探究性实验,如本章中的《探究功与速度变化的关系》,在今后的高考中可能会出现。
复习策略
1.在功的复习教学中,要让学生正确理解正、负功的含义,熟练掌握恒力做功的计算方法,了解变力做功的三种处理方法。即:用动能定理来求变力做功的方法;而当力与位移是线性关系时,可用,来计算此变力做功的方法;应用~关系图象所夹面积等于功的特点,来计算变力做功的方法。并通过精选例题,对学生实施针对性训练。
例如:劲度系数为的轻弹簧,竖直地悬挂着质量为的小球,静止如图所示。现用手拉住小球,让小球缓慢地再下移距离(弹性限度内),那么在小球下移此距离过程中,弹簧的弹力所做的功为 。
分析与解答:方法一:∵弹力,与位移是线性关系,可用求解。
因已知,.
0
方法二:∵弹力,作出弹力与位移的图象关系如图所示。因图线与位移轴所夹的面积等于功。
∴弹力的功.
2.在功率一节的复习教学中,要让学生掌握判断所求功率是瞬时功率还是平均功率的要领,要注意突破关于汽车功率问题的这个难点,让学生学会分析处理有关汽车的功率问题。
3.在本章的复习教学中,为求更接近高考的模拟训练,建议所选内容应以简单的综合应用问题为主体。可以是本章内的综合应用问题,也可以是与其它章节相综合的问题。
4.在动量定理、动能定理以及两个守恒定律的复习教学中,要让学生掌握分析处理问题的方法和步骤,知道公式和定律成立的条件。如等式两边物理量的参照物相同,等式两边矢量的正方向一致等。
第一节 功和功率
返朴归真
【例】(2009年四川卷)图示为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量m=5×103 kg的重物竖直吊起的过程中,重物由静止开始向上作匀加速直线运动,加速度a=0.2 m/s2,当起重机输出功率达到其允许的最大值时,保持该功率直到重物做vm=1.02 m/s的匀速运动。取g=10 m/s2,不计额外功。求:
起重机允许输出的最大功率。
重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率。
【考点分析】本题考查功率、牛顿定律、运动学公式等知识。
解析: (1)设起重机允许输出的最大功率为P0,重物达到最大速度时,拉力F0等于重力。
P0=F0vm ①
P0=mg ②
代入数据,有:P0=5.1×104W
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