验证牛顿运动定律实验四.ppt

验证牛顿运动定律实验四本节目录本节目录基基础础理理论论储储备备知知能能优优化化演演练练创创新新实实验验评评析析经经典典例例题题展展示示目录目录基础理论储备基础理论储备实验实验目的目的1学会用控制学会用控制变变量法研究物理量法研究物理规规律律2验证验证牛牛顿顿运运动动定律定律3掌握利用掌握利用图图象象处处理数据的方法理数据的方法实验实验原理原理探究加速度探究加速度a与力与力F及及质质量量M的关系的关系时时，应应用的基本方法是控用的基本方法是控制制变变量法，即先控制一个参量量法，即先控制一个参量小小车车的的质质量量M不不变变，讨论讨论加速度加速度a与力与力F的关系，再控制砝的关系，再控制砝码码和小和小盘盘的的质质量不量不变变，即力，即力F不不变变，改，改变变小小车质车质量量M，讨论讨论加速度加速度a与与M的关系的关系目录目录实验实验器材器材打点打点计时计时器、器、纸带纸带、复写、复写纸纸片、小片、小车车、一端附有定滑、一端附有定滑轮轮的的长长木板、小木板、小盘盘、砝、砝码码、夹夹子、子、细绳细绳、低、低压压交流交流电电源、源、导线导线、天平、天平(带带有一套砝有一套砝码码)、刻度尺、刻度尺目录目录实验实验步步骤骤1用天平用天平测测量小量小盘盘的的质质量量m0和小和小车车的的质质量量M0.2按照如按照如图图所示装置把所示装置把实验实验器材安装好，只是不把器材安装好，只是不把悬悬挂小挂小盘盘的的细绳细绳系在小系在小车车上上(即不即不给给小小车牵车牵引力引力)目录目录3平衡摩擦力：在平衡摩擦力：在长长木板的不木板的不带带定滑定滑轮轮的一端下面的一端下面垫垫上一上一块块薄木薄木块块，反复移，反复移动动薄木薄木块块的位置，直至小的位置，直至小车车在斜面上运在斜面上运动动时时可以保持匀速运可以保持匀速运动动状状态态,这时这时小小车车拖着拖着纸带纸带运运动时动时受到的受到的摩擦力恰好与小摩擦力恰好与小车车所受重力在斜面方向上的分力平衡所受重力在斜面方向上的分力平衡4把把细绳细绳系在小系在小车车上并上并绕过绕过定滑定滑轮悬轮悬挂小挂小盘盘，小，小盘盘里放砝里放砝码码，先接通，先接通电电源再放开小源再放开小车车，打点，打点计时计时器在器在纸带纸带上打下一系上打下一系列的点列的点计计算小算小盘盘和砝和砝码码的重力，在小的重力，在小盘盘和砝和砝码码的的质质量量远远小小于小于小车质车质量的条件下量的条件下,可以可以认为认为等于小等于小车车所受的合外力所受的合外力,由由纸纸带计带计算出小算出小车车的加速度，并把力和的加速度，并把力和对应对应的加速度填入表的加速度填入表(一一)中中目录目录5改改变变小小盘盘内砝内砝码码的个数，重复步的个数，重复步骤骤4，并多做几次，并多做几次6保保持持小小盘盘内内的的砝砝码码个个数数不不变变，在在小小车车上上放放上上砝砝码码改改变变小小车车的的质质量量，让让小小车车在在木木板板上上滑滑动动打打出出纸纸带带计计算算砝砝码码和和小小车车的的总质总质量量M，并由，并由纸带计纸带计算出小算出小车对应车对应的加速度的加速度7改改变变小小车车上上砝砝码码的的个个数数，重重复复步步骤骤6，并并将将所所对对应应的的质质量和加速度填入表量和加速度填入表(二二)中中表表(一一)实验实验次数次数12345a/(ms2)小小车车受力受力F/N目录目录表表(二二)实验实验次数次数12345a/(ms2)小小车车、砝、砝码总码总质质量量M/kg1/M(kg1)目录目录目录目录目录目录2摩擦力平衡不准确造成摩擦力平衡不准确造成误误差，在平衡摩擦力差，在平衡摩擦力时时，除了不，除了不挂小挂小盘盘外，其他的均与正式外，其他的均与正式实验实验一一样样(比如要挂好比如要挂好纸带纸带、接、接通打点通打点计时计时器器)，匀速运，匀速运动动的的标标志是打点志是打点计时计时器打出的器打出的纸带纸带上各相上各相邻邻两点两点间间的距离相等的距离相等3质质量的量的测测量量误误差、差、纸带纸带上打点上打点计时计时器打点器打点间间隔距离的隔距离的测测量量误误差、差、细绳细绳或或纸带纸带不与木板平行等都会引起不与木板平行等都会引起误误差差目录目录注意事注意事项项1在平衡摩擦力在平衡摩擦力时时,不要把不要把悬悬挂小挂小盘盘的的细绳细绳系在小系在小车车上上,即即不要不要给给小小车车加任何加任何牵牵引力引力,并要并要让让小小车车拖着拖着纸带纸带匀速运匀速运动动2整个整个实验实验平衡了摩擦力后，不管以后是改平衡了摩擦力后，不管以后是改变变小小盘盘和砝和砝码码的的总质总质量量还还是改是改变变小小车车和砝和砝码码的的总质总质量，都不需要重新平量，都不需要重新平衡摩擦力衡摩擦力3每条每条纸带纸带都必都必须须在在满满足小足小车车的的质质量量远远大于小大于小盘盘和砝和砝码码的的总质总质量的条件下打出只有如此，小量的条件下打出只有如此，小盘盘和砝和砝码码的的总总重力才重力才可可视为视为小小车车受到的拉力受到的拉力目录目录4改改变变拉力和小拉力和小车质车质量后，每次开始量后，每次开始时时小小车应车应尽量靠近打尽量靠近打点点计时计时器，并器，并应应先接通先接通电电源，再放开小源，再放开小车车，且，且应应在小在小车车到到达定滑达定滑轮轮前按住小前按住小车车5作作图图象象时时，要使尽可能多的点在所作直，要使尽可能多的点在所作直线线上，不在直上，不在直线线上的点上的点应应尽可能尽可能对对称地分布在所作直称地分布在所作直线线的两的两侧侧6作作图时图时两两轴标轴标度比例要适当，各量度比例要适当，各量须须采用国采用国际单际单位位这这样样作作图线时图线时，坐，坐标标点点间间距不至于距不至于过过密，密，误误差会小些差会小些目录目录7为为提高提高测测量精度量精度(1)应应舍掉舍掉纸带纸带上开上开头头比比较较密集的点，在后密集的点，在后边边便于便于测测量的地量的地方找一个起点方找一个起点(2)可以把每打五次点的可以把每打五次点的时间时间作作为时间单为时间单位，即从开始点起位，即从开始点起,每五个点每五个点标标出一个出一个计计数点，数点，则则相相邻计邻计数点数点间间的的时间间时间间隔隔为为T0.1s.目录目录拓展拓展创创新新本本实实验验中中可可以以用用气气垫垫导导轨轨来来代代替替长长木木板板,这这样样就就省省去去了了平平衡衡小小车车摩摩擦擦力力的的麻麻烦烦,小小车车的的加加速速度度也也可可以以利利用用传传感感器器，借助于借助于计计算机来算机来处处理理目录目录考点考点1对实验对实验操作与原理的考操作与原理的考查查(2012高高考考安安徽徽卷卷)如如图图甲甲为为“验验证证牛牛顿顿第第二二定定律律”的的实实验验装装置置示示意意图图砂砂和和砂砂桶桶的的总总质质量量为为m，小小车车和和砝砝码码的的总总质质量量为为M.实实验验中中用用砂砂和和砂砂桶桶的的总总重重力力的的大大小小作作为为细细线线对对小小车车拉力的大小拉力的大小甲甲经典例题展示经典例题展示例例例例1 1目录目录(1)实验实验中，中，为为了使了使细线对细线对小小车车的拉力等于小的拉力等于小车车所受的合外所受的合外力力,先先调节长调节长木板一端滑木板一端滑轮轮的高度，使的高度，使细线细线与与长长木板平行木板平行接下来接下来还还需要需要进进行的一行的一项项操作是操作是()A将将长长木板水平放置木板水平放置,让让小小车连车连着已着已经经穿穿过过打点打点计时计时器的器的纸带纸带,给给打点打点计时计时器通器通电电，调节调节m的大小，使小的大小，使小车车在砂和砂在砂和砂桶的桶的牵牵引下运引下运动动，从打出的，从打出的纸带纸带判断小判断小车车是否做匀速运是否做匀速运动动B将将长长木板的一端木板的一端垫垫起适当的高度，起适当的高度，让让小小车连车连着已着已经经穿穿过过打点打点计时计时器的器的纸带纸带，撤去砂和砂桶，撤去砂和砂桶，给给打点打点计时计时器通器通电电,轻轻推小推小车车，从打出的，从打出的纸带纸带判断小判断小车车是否做匀速运是否做匀速运动动C将将长长木板的一端木板的一端垫垫起适当的高度，撤去起适当的高度，撤去纸带纸带以及砂和以及砂和砂桶，砂桶，轻轻推小推小车车，观观察判断小察判断小车车是否做匀速运是否做匀速运动动目录目录(2)实验实验中要中要进进行行质质量量m和和M的的选选取，以下最合理的一取，以下最合理的一组组是是()AM200g，m10g、15g、20g、25g、30g、40gBM200g，m20g、40g、60g、80g、100g、120gCM400g，m10g、15g、20g、25g、30g、40gDM400g，m20g、40g、60g、80g、100g、120g目录目录(3)如如图图乙乙是是实实验验中中得得到到的的一一条条纸纸带带,A、B、C、D、E、F、G为为7个个相相邻邻的的计计数数点点,相相邻邻的的两两个个计计数数点点之之间间还还有有四四个个点点未未画画出出.量量出出相相邻邻的的计计数数点点之之间间的的距距离离分分别别为为：sAB4.22cm、sBC4.65cm、sCD5.08cm、sDE5.49cm、sEF5.91cm、sFG6.34cm.已已知知打打点点计计时时器器的的工工作作频频率率为为50Hz，则则小小车车的的加加速度速度a_m/s2(结结果保留果保留2位有效数字位有效数字)乙乙目录目录目录目录【答案答案】(1)B(2)C(3)0.42目录目录考点考点2实验实验数据的数据的处处理和理和误误差分析差分析(2013南平模南平模拟拟)某某组组同学同学设计设计了了“探究加速度探究加速度a与物体与物体所受合力所受合力F及及质质量量m的关系的关系”实验实验图为实验图为实验装置装置简图简图，A为为小小车车，B为电为电火花火花计时计时器，器，C为为装有装有细细砂的小桶，砂的小桶，D为为一端一端带带有定滑有定滑轮轮的的长长方形木板，方形木板，实验实验中中认为细绳对认为细绳对小小车车的拉力的拉力F等等于于细细砂和小桶的砂和小桶的总总重量重量例例例例2 2目录目录(1)在在“探探究究加加速速度度a与与质质量量m的的关关系系”时时，某某同同学学按按照照自自己己的的方方案案将将实实验验数数据据在在坐坐标标系系中中进进行行了了标标注注，但但尚尚未未完完成成图图象象(如如图图甲所示甲所示)请继续请继续帮助帮助该该同学作出坐同学作出坐标标系中的系中的图图象象甲乙甲乙(2)在在“探探究究加加速速度度a与与合合力力F的的关关系系”时时，该该同同学学根根据据实实验验数数据据作作出出了了加加速速度度a与与合合力力F的的图图线线如如图图乙乙，该该图图线线不不通通过过坐坐标标原点，原点，试试分析分析图线图线不通不通过过坐坐标标原点的原因原点的原因目录目录【解析解析】(1)将坐将坐标标系中各点系中各点连连成一条成一条直直线线，连连接接时应时应使直使直线过线过尽可能多的点，尽可能多的点，不在直不在直线线上的点上的点应应大致大致对对称地分布在直称地分布在直线线的两的两侧侧，离直，离直线较远线较远的点的点应视为错误应视为错误数据，不予考数据，不予考虑虑，连线连线如如图图所示所示(2)图图线线与与横横轴轴有有截截距距，说说明明实实验验前前没没有有平平衡衡摩摩擦擦力力或或平平衡衡摩擦力不摩擦力不够够【答答案案】(1)见见解解析析(2)实实验验前前没没有有平平衡衡摩摩擦擦力力或或平平衡衡摩摩擦力不擦力不够够目录目录创新实验评析创新实验评析【范范例例】如如图图所所示示的的实实验验装装置置可可以以验验证证牛牛顿顿运运动动定定律律，小小车车上上固固定定一一个个盒盒子子，盒盒子子内内盛盛有有砂砂子子砂砂桶桶的的总总质质量量(包包括括桶桶以以及及桶桶内内砂砂子子质质量量)记记为为m，小小车车的的总总质质量量(包包括括车车、盒盒子子及及盒内砂子盒内砂子质质量量)记为记为M.目录目录(1)验验证证在在质质量量不不变变的的情情况况下下，加加速速度度与与合合力力成成正正比比从从盒盒子子中中取取出出一一些些砂砂子子，装装入入砂砂桶桶中中，称称量量并并记记录录砂砂桶桶的的总总重重力力mg，将将该该力力视视为为合合力力F，对对应应的的加加速速度度a则则从从打打下下的的纸纸带带中中计计算算得得出出多多次次改改变变合合力力F的的大大小小，每每次次都都会会得得到到一一个个相相应应的的加加速速度度本本次次实实验验中中，桶桶内内的的砂砂子子取取自自小小车车中中，故故系系统统的的总总质质量量不不变变以以合合力力F为为横横轴轴，以以加加速速度度a为为纵纵轴轴，画画出出aF图图象，象，图图象是一条象是一条过过原点的直原点的直线线目录目录aF图图象斜率的物理意象斜率的物理意义义是是_你你认为认为把砂桶的把砂桶的总总重力重力mg当做合力当做合力F是否合理？是否合理？答：答：_.(选选填填“合理合理”或或“不合理不合理”)本次本次实验实验中，是否中，是否应该满应该满足足Mm这样这样的条件？的条件？答：答：_(选选填填“是是”或或“否否”)；理由是理由是_目录目录(2)验验证证在在合合力力不不变变的的情情况况下下，加加速速度度与与质质量量成成反反比比保保持持桶桶内内砂砂子子质质量量m不不变变，在在盒盒子子内内添添加加或或去去掉掉一一些些砂砂子子，验验证证加加速速度度与与质质量量的的关关系系本本次次实实验验中中，桶桶内内的的砂砂子子总总质质量量不不变变，故故系系统统所所受受的的合合力力不不变变用用图图象象法法处处理理数数据据时时，以以加速度加速度a为纵轴为纵轴，应该应该以以_的倒数的倒数为为横横轴轴【思思路路点点拨拨】将将研研究究对对象象小小车车转转移移为为小小车车与与砂砂桶桶组组成成的的系系统进统进行研究行研究目录目录目录目录【名名师师点点评评】该该实实验验的的创创新新点点是是研研究究对对象象的的变变化化，即即以以小小车车和和砂砂桶桶组组成成的的系系统统为为研研究究对对象象,使使实实验验原原理理更更加加完完善善，减小了系减小了系统误统误差差目录目录知能优化演练知能优化演练目录目录本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束按按ESC键键退出全屏播放退出全屏播放目录目录必修必修2第第4章机械能及其守恒定律章机械能及其守恒定律目录目录2014高考高考导导航航考考纲纲展示展示热热点点视视角角1.功和功率功和功率2.动动能和能和动动能定理能定理3.重力做功与重力重力做功与重力势势能能4.功能关系、机械能守功能关系、机械能守恒定律及其恒定律及其应应用用实验实验五：探究五：探究动动能定能定理理实验实验六：六：验证验证机械能机械能守恒定律守恒定律1.从近几年高考来看，关于功和功率等基本概从近几年高考来看，关于功和功率等基本概念的考念的考查查，多以，多以选择题选择题的形式出的形式出现现，有，有时还时还以以电电流及流及电电磁感磁感应应等知等知识识相相结结合命合命题题2.功和能的关系一直是高考的功和能的关系一直是高考的“重中之重重中之重”，是高考的是高考的热热点和重点，涉及点和重点，涉及这这部分内容的考部分内容的考题题不不仅题仅题型全、分量重，而且型全、分量重，而且还经还经常有常有压轴题压轴题，考考查查最多的是最多的是动动能定理和机械能守恒定律，能定理和机械能守恒定律，题题目中目中经经常会涉及牛常会涉及牛顿顿运运动动定律、平抛运定律、平抛运动动、圆圆周运周运动动以及以及电电磁学等知磁学等知识识3.动动能定理及能量守恒定律仍将是高考考能定理及能量守恒定律仍将是高考考查查的的重点，由于高考重点，由于高考题题注重与生注重与生产产、生活和科技相、生活和科技相结结合，将合，将对对相关知相关知识识的考的考查查放在一些与放在一些与实际问实际问题题相相结结合的情景中去，能力考合的情景中去，能力考查查要求要求较较高高.目录目录第第1讲讲功和功率功和功率目录目录本节目录本节目录基基础础再再现现对对点点自自测测知知能能演演练练轻轻巧巧夺夺冠冠考考点点探探究究讲讲练练互互动动技技法法提提炼炼思思维维升升华华要要点点透透析析直直击击高高考考目录目录基础再现对点自测基础再现对点自测知知识识清清单单一、功一、功1做做功功的的两两个个必必要要条条件件：_和和物物体体在在力力的的方方向向上上发发生的生的_.2公公式式：W_.适适用用于于_做做功功其其中中为为F、l方向方向间夹间夹角，角，l为为物体物体对对地的位移地的位移力力位移位移Fscos恒力恒力目录目录3功的正功的正负负判断判断特特别别提示：提示：功是功是标标量，比量，比较较做功多少看功的做功多少看功的绝对值绝对值夹夹角角功的正功的正负负090力力对对物体做正功物体做正功90180力力对对物体做物体做负负功，或者功，或者说说物体克服物体克服这这个力做了功个力做了功90力力对对物体不做功物体不做功目录目录二、功率二、功率1定定义义：功与完成功与完成这这些功所用些功所用时间时间的的_2物理意物理意义义：描述力描述力对对物体做功的物体做功的_3公式公式(1)定定义义式：式：P_，P为时间为时间t内的内的_(2)推推论论式：式：P_.(为为F与与v的的夹夹角角)4额额定功率：定功率：机械机械_时输时输出的最大功率出的最大功率5实实际际功功率率：机机械械_时时输输出出的的功功率率，要要求求_额额定功率定功率比比值值快慢快慢平均功率平均功率Fvcos正常工作正常工作实际实际工作工作小于或等于小于或等于目录目录热热身体身体验验目录目录12.一一人人乘乘电电梯梯从从1楼楼到到20楼楼，在在此此过过程程中中经经历历了了先先加加速速、后后匀匀速速、再再减减速速的的运运动动过过程程，则则电电梯梯支支持持力力对对人人做做功功的的情况是情况是()A加速加速时时做正功，匀速做正功，匀速时时不做功，减速不做功，减速时时做做负负功功B加速加速时时做正功，匀速和减速做正功，匀速和减速时时做做负负功功C加速和匀速加速和匀速时时做正功，减速做正功，减速时时做做负负功功D始始终终做正功做正功目录目录2位位于于水水平平面面上上的的物物体体在在水水平平恒恒力力F1作作用用下下，做做速速度度为为v1的的匀匀速速运运动动；若若作作用用力力变变为为斜斜向向上上的的恒恒力力F2，物物体体做做速速度度为为v2的匀速运的匀速运动动，且，且F1与与F2功率相同功率相同则则可能有可能有()AF2F1时时，一定有，一定有v1v2BF2F1时时，一定有，一定有v1v2CF2F1时时，一定有，一定有v1v2DF2F1时时，一定有，一定有v1v2目录目录热热身体身体验验答案与解析答案与解析11.答案：答案：B12.解析：解析：选选D.在加速、匀速、减速的在加速、匀速、减速的过过程中，支持力与程中，支持力与人的位移方向始人的位移方向始终终相同，所以支持力始相同，所以支持力始终对终对人做正功故人做正功故选选D.2解析：解析：选选B.设设F2与水平方向成与水平方向成角，由角，由题题意可知：意可知：F1v1F2v2cos，因，因cos1，故，故F1v1F2v2.当当F2F1时时，一定有，一定有v1v2，故，故选项选项A错误错误、B正确当正确当F2F1时时，有，有v1v2、v1v2、v1v2三种可能，故三种可能，故选项选项C错误错误当当F2F1时时，一定，一定有有v1v2，故，故D选项错误选项错误目录目录一、功的一、功的计计算算1恒力做功的恒力做功的计计算算用用公公式式WFlcos计计算算，其其中中F为为恒恒力力，l是是物物体体相相对对地地面面的的位移，而不是相位移，而不是相对对于和它接触的物体的位移于和它接触的物体的位移2变变力做功的力做功的计计算算(1)用用动动能定理能定理WEk计计算算(2)当当变变力做功的功率一定力做功的功率一定时时，用功率和，用功率和时间计时间计算：算：WPt.(3)将将变变力做功力做功转转化化为为恒力做功恒力做功要点透析直击高考要点透析直击高考目录目录3总总功的功的计计算算(1)先先求求合合外外力力F合合，再再应应用用公公式式W合合F合合lcos求求功功，其其中中为为合合力力F合合与与位位移移的的夹夹角角一一般般适适用用于于整整个个过过程程中中合合力力恒恒定不定不变变的情况的情况(2)分分别别求求出出每每个个力力的的功功W1、W2、W3，再再应应用用W合合W1W2W3求求合合外外力力的的功功这这种种方方法法一一般般适适用用于于在在整整个个过过程中，某些力分程中，某些力分阶阶段作用的情况段作用的情况目录目录即即时应时应用用1静止在水平地面上的物体，同静止在水平地面上的物体，同时时受到水平面内受到水平面内两个互相垂直的拉力两个互相垂直的拉力F1、F2的作用，由静止开始运的作用，由静止开始运动动了了2m，已知，已知F16N，F28N，则则()AF1做功做功12JBF2做功做功16JCF1、F2的合力做功的合力做功28JDF1、F2做的做的总总功功20J目录目录特特别别提醒提醒：对对于于变变化的不能用化的不能用PFvcos计计算平均功率算平均功率.目录目录2求解思路求解思路(1)首首先先要要明明确确所所求求功功率率是是平平均均功功率率还还是是瞬瞬时时功功率率，对对应应于于某某一一过过程程的的功功率率为为平平均均功功率率，对对应应于于某某一一时时刻刻的的功功率率为为瞬瞬时时功率功率(2)求求瞬瞬时时功功率率时时，如如果果F与与v不不同同向向，可可用用力力F乘乘以以F方方向向的分速度，或速度的分速度，或速度v乘以速度方向的分力求解乘以速度方向的分力求解目录目录即即时时应应用用2宇宇航航员员在在进进行行素素质质训训练练时时，抓抓住住秋秋千千杆杆由由水水平平状状态态开开始始下下摆摆，到到达达竖竖直直状状态态的的过过程程中中，如如图图所所示示,宇宇航航员员所受重力的瞬所受重力的瞬时时功率功率变变化情况是化情况是()A一直增大一直增大B一直减小一直减小C先增大后减小先增大后减小D先减小后增大先减小后增大解解析析：选选C.在在水水平平状状态态时时，v0，则则P0，竖竖直直状状态态时时vmg则则P0，在在其其他他位位置置时时P0,故故瞬瞬时时功功率率先先增增后后减减，C正确正确目录目录三、机三、机车车两种启两种启动动方式的比方式的比较较1两种启两种启动动方式比方式比较较目录目录目录目录目录目录即即时应时应用用3(2013西工大附中高三模西工大附中高三模拟拟)当前我国当前我国“高高铁铁”事事业发业发展迅猛假展迅猛假设设一一辆辆高速列高速列车车在机在机车牵车牵引力和恒定阻力引力和恒定阻力作用下，在水平作用下，在水平轨轨道上由静止开始启道上由静止开始启动动，其，其vt图图象如象如图图所示，已知在所示，已知在0t1时时段段为过为过原点的原点的倾倾斜直斜直线线，t1时时刻达到刻达到额额定功率定功率P，此后保持功率，此后保持功率P不不变变，在，在t3时时刻达到最大速度刻达到最大速度v3，以后匀速运，以后匀速运动动下述判断正确的是下述判断正确的是()目录目录目录目录考点探究讲练互动考点探究讲练互动例例例例1 1【思路点思路点拨拨】WFlcos可以理解可以理解为为功等于力与力同方功等于力与力同方向位移的乘向位移的乘积积目录目录【解解析析】如如图图，小小球球在在F方方向向的的位位移移为为CB，方方向向与与F同同向向，则则 WFFCBFLsin小球在重力方向的位移小球在重力方向的位移为为AC，方向与重，方向与重力反向，力反向，则则WGmgACcos180mgL(1cos)绳绳的拉力的拉力FT时时刻与运刻与运动动方向垂直，方向垂直，则则WFT0故故W总总WFWGWFTFLsinmgL(1cos)【答案答案】见见解析解析【规规律律总总结结】恒恒力力做做功功与与物物体体的的实实际际路路径径无无关关，等等于于力力与与物物体体在在力力方方向向上上位位移移的的乘乘积积，或或等等于于力力在在位位移移方方向向上上的的分力与位移的乘分力与位移的乘积积，注意力的正，注意力的正负负目录目录考点考点2功率的功率的计计算算如如图图所所示示，水水平平传传送送带带正正以以2m/s的的速速度度运运行行，两两端端水水平平距距离离l8m，把把一一质质量量m2kg的的一一个个物物块块轻轻轻轻放放到到传传送送带带的的A端端，物物块块在在传传送送带带的的带带动动下下向向右右运运动动，若若物物块块与与传传送送带带间间的的动动摩摩擦擦因因数数0.1，不不计计物物块块的的大大小小，g取取10m/s2，则则把把这这个个物物块块从从A端端传传送送到到B端端的的过过程程中中，摩摩擦擦力力对对物物块块做功的最大功率和平均功率各是多少？做功的最大功率和平均功率各是多少？例例例例2 2目录目录目录目录【答案答案】4W0.8W目录目录目录目录例例3目录目录(1)根根据据图图线线ABC，判判断断该该电电动动车车做做什什么么运运动动，并并计计算算电电动动车车的的额额定功率；定功率；(2)求此求此过过程中程中电动车电动车做匀加速直做匀加速直线线运运动动的加速度的大小；的加速度的大小；(3)电动车电动车由静止开始运由静止开始运动动,经过经过多多长时间长时间速度达到速度达到v12m/s【解解析析】(1)分分析析图图线线可可知知：图图线线AB段段代代表表的的过过程程为为牵牵引引力力F不不变变，阻阻力力Ff不不变变，电电动动车车由由静静止止开开始始做做匀匀加加速速直直线线运运动动；图图线线BC段段的的斜斜率率表表示示电电动动车车的的功功率率P，P不不变变为为额额定定功功率率，达达到到额额定定功功率率后后，则则电电动动车车所所受受牵牵引引力力逐逐渐渐减减小小，做做加加速速度度减减小小的的变变加加速速直直线线运运动动，直直至至达达最最大大速速度度15m/s；此此后后电电动动车车做做匀速直匀速直线线运运动动目录目录【答答案案】(1)AB段段表表示示电电动动车车做做匀匀加加速速直直线线运运动动，BC段段表表示示电电动动车车做做加加速速度度逐逐渐渐减减小小的的变变加加速速直直线线运运动动6103W(2)2m/s2(3)1s目录目录【规规律律总结总结】分析机分析机车车启启动问题时应动问题时应注意：注意：(1)机机车车启启动动的的方方式式不不同同，机机车车运运动动的的规规律律就就不不同同，因因此此机机车车启启动动时时，其其功功率率、速速度度、加加速速度度、牵牵引引力力等等物物理理量量的的变变化化规规律也不相同律也不相同(2)恒恒定定功功率率下下的的加加速速一一定定不不是是匀匀加加速速，这这种种加加速速过过程程发发动动机机做的功可用做的功可用WPt计计算，不能用算，不能用WFl计计算算(因因为为F为变为变力力)；(3)以以恒恒定定牵牵引引力力加加速速时时的的功功率率一一定定不不恒恒定定，这这种种加加速速过过程程发发动动机机做做的的功功常常用用WFl计计算算，不不能能用用WPt计计算算(因因为为功功率率P是是变变化的化的)目录目录方法技巧方法技巧变变力做功的求法力做功的求法【范范例例】(12分分)如如图图所所示示，一一质质量量为为m2.0kg的的物物体体从从半半径径为为R5.0m的的圆圆弧弧的的A端端，在在拉拉力力作作用用下下沿沿圆圆弧弧缓缓慢慢运运动动到到B端端(圆圆弧弧AB在在竖竖直直平平面面内内).拉拉力力F大大小小不不变变始始终终为为15N,方方向向始始终终与与物物体体在在该该点点的的切切线线成成37角角.圆圆弧弧所所对对应应的的圆圆心心角角为为60，BO边为竖边为竖直方向直方向(g取取10m/s2)求求这这一一过过程中：程中：(1)拉力拉力F做的功做的功(2)重力重力G做的功做的功.(3)圆圆弧面弧面对对物体的物体的支持力支持力FN做的功做的功.(4)圆圆弧面弧面对对物体的物体的摩擦力摩擦力Ff做的功做的功.技法提炼思维升华技法提炼思维升华目录目录寻规寻规探法探法批批注注：“缓缓慢慢”运运动动可可认认为为物物体体速速度度为为0，一一直直处处于于平平衡衡状状态态；批批注注：F大大小小不不变变方方向向改改变变，是是变变力力做做功功，可可采采取取微微元元法法求解；求解；批注批注：重力：重力为为恒力，利用重力做功特点恒力，利用重力做功特点计计算；算；批批注注：支支持持力力FN为为变变力力，但但方方向向始始终终与与运运动动方方向向垂垂直直，不做功；不做功；批注批注：由于：由于FN是是变变力，力，导导致致Ff大小方向都大小方向都变变，可利用，可利用动动能定理求能定理求Ff做的功做的功目录目录目录目录【答案答案】(1)62.8J(2)50J(3)0(4)12.8J目录目录3.图图象法象法(Fx)如如果果参参与与做做功功的的变变力力方方向向与与位位移移方方向向始始终终一一致致而而大大小小随随位位移移变变化化，我我们们可可作作出出该该力力随随位位移移变变化化的的图图象象.则则图图线线与与坐坐标标轴轴所所围围成的面成的面积积，即，即为变为变力做的功力做的功.4.转换转换法法直直接接求求解解变变力力对对物物体体做做功功时时，通通常常都都较较为为复复杂杂，但但通通过过转转换换研研究究对对象象,把把变变力力做做功功转转化化成成另另一一个个恒恒力力做做功功，问问题题就就易易于于解决，此法常解决，此法常应应用于通用于通过过定滑定滑轮轮拉物体的拉物体的题题目中目中.5.功能功能观观点法点法利利用用动动能能定定理理或或功功能能关关系系求求变变力力做做功功是是较较为为常常用用的的方方法法，适适用于其他力做功易于确定，只有用于其他力做功易于确定，只有变变力做功未知的情况力做功未知的情况.目录目录知能演练轻巧夺冠知能演练轻巧夺冠目录目录本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束按按ESC键键退出全屏播放退出全屏播放