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1、科目 物理关键词 教案/期末总复习年级 高一文件 jan18.doc标题 高一物理期末总复习内容高一物理期末总复习第四章 机械能本章考查重点是：一.功和功率；二.动能定理；三.机械能守恒定律 一.功和功率 (一)功的计算方法： 1.利用功的定义求力所做的功。此式只适用恒力的功。 2.利用功率的公式求功W=Pt。此式主要用于求在一个功率不变力所做的功。 3.利用动能定理求力所做的功。主要用于解决变力做的功。曲线运动中各力做的功；在连续的多个过程中，求各外力功的代数和；解决抛出物体的瞬时做功的问题。利用动能定理将外力的复杂过程，转换为由受力物体的动能变化量来表示，使问题大为简化。 例：如图1所示，
2、质量为m的物体静止于倾角为的斜面上，物体与斜面间的摩擦因数为，现在使斜面向右水平匀速移动距离L，则摩擦力对物体做功为(物体与斜面保持相对静止) A.0B.C.D. 分析：利用公式分析问题时，要注意位移必须是相对地面、或静止、或做匀速运动的参照物。同时要注意摩擦力可做正功，负功或不做功。本题是静摩擦力做正功的实例。可分析：f静=方向沿斜面向上。物体随斜面匀速前进L，实质是物体在静摩擦力做用下前进了L，静摩擦力做正功。即D正确。 (二)能正确理解功率的概念 功率是表示物体做功快慢的物理量。对功率的计算公式要着重理解。 1.功率是定义式，表示了在时间t内的平均功率。 2.功率P=Fv的适用条件是F与
3、v方向相同。当F与v有夹角，应表达为P=Fv，v用瞬时值时，P为瞬时功率；v为平均值时，P为平均功率。该公式常用来计算瞬时功率。 发动机的功率P是指牵引力F做功的功率。从P=Fv中可知，当发动机的功率一定时牵引力f运动速度成反比。 3.要区别额定功率(即发动机在正常工作时允许输出的最大功率)和输出功率。当发动机输出功率等于额定功率，且物体在匀速运动时，牵引力F与阻力f大小相等，物体将达到最大速度，vm=P/F=P/f。物体达到的最大速度要受到发动机额定功率的约束。 例：质量m=4吨的卡车额定输出功率P=80马力，当它从静止出发开上坡度为0.05(即每行驶100米，升高5米)的斜坡时，坡路对卡车
4、的摩擦力为车重的0.1倍(取g=10)斜坡足够长。(1马力=735瓦) 问：(1)卡车能否保持牵引力为8000牛不变而一直在坡路上行驶； (2)卡车在坡路上行驶时能达到的最大速度多大？这时牵引力多大？ (3)若卡车用4000牛的牵引力以12米/秒的初速度上坡，当卡车到达坡顶时速度为4米/秒，那么卡车在这段路程中的最大功率为多大？平均功率多大？到达坡顶的瞬时功率多大？ 解：如图2，当Fmg+f时，卡车加速开上坡路 且：(米/秒2) 由于额定功率的限制，在800牛的牵引力作用下卡车的速度不能超过 米/秒 因此卡车在坡路上最多行驶： 所以超过54米，卡车就不能保持牵引力为8000牛不变。在坡路上行驶
5、到速度为7.35米/秒时发动机的牵引力必须减少，如继续以0.5米/秒2的加速度做速度运动，输出功率就会超过额定功率。 (2)从公式P=Fv可知，在卡车保持最大输出功率时，则F要最小，即牵引力等于总阻力时，卡车的最大速度。即F=mg+f=6000牛，v=米/秒 (3)若卡车以4000牛牵引力，以12米/秒初速度上坡，由于牵引力小于总阻力，卡车在坡路上作匀速运动，在这段过程中，卡车的最大功率：P1=400012=48000瓦=65.3马力； 平均功率：P2=4000(12+4)/2=32000瓦=43.5马力；到达坡顶时瞬时功率：P3=40004=16000瓦=21.6马力 二.动能定理 动力对物
6、体做正功，物体的动能增加；物体克服阻力做功，即阻力对物体做负功，物体的动能减少。作用在物体上的力既有动力，又有阻力，那么这些力对物体做功的代数和便等于物体动能的变化量，可表示为W合= 1.动能定理只研究力作功造成的始末状态变化，而不追究全过程中运动性质和状态变化等，对于求变力或曲线运动中为做功及复杂过程中的功能转换，动能定理都提供了方便。 2.应用动能定理解题时，研究对象一般指某个物体。解题时首先对研究对象进行受力分析及在力作用下移动的位移，这个位移是以地做参照物的。其次确定该物体的始末态的动能。从而用各力所做功的代数和来量度动能的变化量，列出方程。 3.做功的过程是能量转化或转移的过程。动能
7、定理表达式中“等号”的意义是一种因果联系的数值上相等的符号，它只意味着功引起物体动能的变化。 例图3所示为一条长轨道，其中AB段是倾角为的斜面，CD段是水平的BC是与AB和DC都相切的一小段圆弧，其长度可忽略不计。一质量为m的小滑块在A点从静止状态释放，沿轨道下滑。最后停在D，现用一沿轨道方向的推力推滑块，使它缓慢地由D点推回A点停下，设滑块与轨道间的摩擦因数为，则推力对滑块做的功等于 A. mghB. 2mghC.D. 分析：物体在A、D两处静止，在AB、CD两段来回运动所受摩擦力大小不变，摩擦力做功相同，故在AD和DA的两个过程中分别用动能定理求推力做的功最为简便。 AD：mghWf=0D
8、A：W推Wfmgh=0 可求出W推=2mgh 例：一质量为M的长木板，静止在光滑水平面上。一质量为m的小滑块以水平速度v0从长木反的一端开始在木板上滑动，直到离开木板。滑块刚离开木板时的速度为v0。若把此木板固定在水平桌面上，其它各件都不变，求滑块离开木板时的速度v。 解：因为在利用动能定理解题都是以地做参照物的，所以必须画个草图，弄清长木板和木块都如何运动。如图4，从图上可看出木板滑出距离为s，木块则滑出距离为L+s。 设：木板不固定时，滑块滑离木板时，木板获得的速度为v 则根据动量守恒规律可知： 由动能定理：对木板： 对滑块： 解得： 设木板固定时，滑块离开木板时的速度为v，由动能定理可知
9、 将fL值代入，可求出 通过上题的解答，我们应该明确以下几点： (1)在应用动能定理解题时，位移、速度都必须以地为参照物进行计算； (2)摩擦力既可做负功，也可以做正功； 三.机械能守恒： 或 E1=E2=恒量 1.机械能守恒是对某研究的系统而言。 2.机械能守恒是有条件的：只有系统内的重力和弹力做功，没有其它力做功。 3.应用机械能守恒定律解题时，要弄清研究的是哪个物体系，确定研究的过程，选定参考平面，确定零势能面。一般选物体运动的最低位置做参考平面。 4.应用机械能守恒定律解题时，只需分析动能与势能转化的始末状态，不必讨论过程。 例：如图5所示，质量均为m的小球A、B、C，用两条长为L的细
10、绳相连。置于高为h的光滑水平桌面上Lh，开始A球刚跨过桌边。若A、B相继下落后均不反弹，则C球离开桌边的速度的大小是 。 分析：在A、B相继落地过程中，绳子的拉力是变力，且分别对三个小球做功，故该题只能用机械能守恒定律解。 可通过三步进行分析：一是抓住过程的关键状态，弄清位置变化的几何关系，画出示意图，本题图如图5，图6。二是选出被研究系统及其运动过程，若只有重力和弹力作用，则系统机械能守恒。本题选三个球及地球组成系统，只有重力做功，系统机械能守恒。三.确定零势能点，此题选地较为简单。四.正确分析系统始、末态的机械能，列出守恒方程。 设A球着地时速度为v1，如图6，B球着地时速度为v2，如图7
11、所示，从A球开始释放到A球着地过程中，A、B、C三小球与地组成的系统中，A球减少的势能等于系统增加的动能，即mgh=(3m)v12 v12=2gh/3 B、C球以v1为初速到B球着地过程中，对B、C球与地组成的系统，系统机械能守恒其初态： 即：第五章 机械振动和机械波本章考查重点是：一.简谐振动；二.单摆的振动周期；三.波的图象。 一.简谐振动 1.回复力：简谐振动的定义式：F=kx中k为比例常数，x是以平衡位置为起点的位移，因此，简谐振动的回复力的特征是：大小与位移成正比、方向与位移相反，指向平衡位置。 2.回复力可能是由一个物体提供，也可能是多个物体提供，并且不一定只是弹力提供回复力，其它
12、力也可能提供物体做简谐振动的回复力。 3.简谐振动运动的特征：简谐振动的位移随时间做周期性变化、振动图象。其速度和加速度也随时间作周期性变化。 4.表示简谐振动的物理量： (1)振幅(A)：表示振动的幅度和能量的物理量，即振动物体离开平衡位置的最大距离。 (2)周期(T)和频率(f)：表示振动快慢的物理量。 5.简谐振动的能量：简谐振动是理想化的振动，认为阻力为0的等幅振动，由于不受阻力，振动之初外界提供给振动系统的机械能守恒，据动能量的大小与振幅有关，振幅越大，振动能量越大。 6.简谐振动的图象：它是描述简谐振动的一种数字方法，它表示了同一振动质点在不同时刻的位移，是一条正弦或余弦曲线。从图
13、象中可求出振幅，周期和频率。 例：一质点作简谐振动，其位移(x)与时间(t)的关系如图上所示，由图可知，在t=4秒时，质点的( ) 1.速度为正最大，加速度为零； 2.速度为负最大，加速度为零； 3.速度为零，加速度为正最大； 4.速度为零，加速度为负最大； 分析：本题主要考查学生对简谐振动图象的理解程度和运用能力。由图上可看出，当在4秒时，振动质点在最大位移，因为回复力与位移成正比，方向相反，故加速度为负的最大。又因此时刻势能最大，动能为零，速度为零。因为(4)为正确。 二.单摆的振动周期： 1.单摆振动周期成立的条件：(1)摆线的伸长和质量小到忽略不计，摆球的直径远小于摆线的长度。 2.单
14、摆的周期只与g、l有关，与摆球质量、振幅等其它因素无关。 在同一地点(g相同)，不同摆长的单摆周期与摆长平方根成正比。 同一单摆，在不同的地方的周期与该地重力加速度的平方根成反比。 例：有一挂钟，其摆锤的振动可看成单摆，在正常运动时，摆动周期为2秒，现因调不当使该钟每天快3分，试求其摆长比正常摆长短了多少？ 解：钟走快，即为钟摆的振动频率大，设钟摆n次秒钟走一个格。准确的钟1昼夜摆动N1=243600n=86400n次，现在钟一昼夜快3分钟，所以一昼夜摆动次数为：N2=(86400+180)n 因为 因此 已知T=2秒的摆叫秒摆，其摆长为1米。 可求出L2=0.59(厘米) 得到L1L2=0.41(厘米) 所以走得快的钟的摆长比准确钟的摆长短了0.41厘米。 三.波的图象 1.波的图象与振动图象的比较研究对象坐标图象的物理意义可直接读出的物理量振动图象某质点纵坐标：质点位移横坐标：时间某质点在各个时刻的位移。振幅、同期、某时刻质点的位移波的图象介质中各质点纵坐标：质点位移横坐标：波传播的位移某时刻，介质中各
