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1、功能关系及应用高考要求功能关系及应用重要考点要命题热点求功和功率n1 .重力、摩擦力、电场力和 洛伦兹力的做功特点和求解2 .与功、功率相关的分析和 计算。3 .动能定理的综合应用。4 .应用动能定理、功能关系 解决动力学问题。其中动能定理和功能关系的 应用是考查的重点，考查的特 点是密切联系生活、生产实 际，联系现代科学技术的问题 和能源环保问题动能和动能 定理n重力做功与 重力势能n电场力做功 与电势能n功能关系n电功率、焦 耳定律i本专题涉及的考点有：功和功率、动能和动 能定理、重力做功和重力势能、弹力功与弹性势 能、合力功与机械能，摩擦阻力做功、内能与机 械能。都是历年高考的必考内容，
2、考查的知识点 覆盖面全，频率高，题型全。动能定理、功能关 系是历年高考力学部分的重点和难点，用能量观点解题是解决动力学问题的三大途径之一。考 纲对本部分考点要求都为n类，功能关系一 直都是高考的“重中之重”，是高考的热点和难 点,涉及这部分内容的考题不但题型全、分值重, 而且还常有高考压轴题。考题的内容经常与牛顿 运动定律、曲线运动、电磁学等方面知识综合, 物理过程复杂，综合分析的能力要求较高，这部 分知识能密切联系生活实际、联系现代科学技 术，因此，每年高考的压轴题，高难度的综合题 经常涉及本专题知识。它的特点：一般过程复杂、 难度大、能力要求高。还常考查考生将物理问题 经过分析、推理转化为
3、数学问题，然后运用数学 知识解决物理问题的能力。一、重要地位：1、对功的概念及计算方法掌握不到位.高中学生刚接触矢量与标量，对功有正负但又是标量不能理解，而在计算的时候，又不 能准确应用公式用=用8$4,误以为计算功套上该公式就万事大吉，岂不知该公式一般 仅仅适用于恒力做功.2不能灵活运用动能定理动能定理是高中物理中应用非常广泛的一个定理，应用动能定理有很多优点，但是同学 对该定理理解不深，或者不能正确的分析初、末状态，或者不能正确的求出合外力的功，或 者不能正确的表示动能变化量，导致对该规律的应用错误百出.3、对守恒思想理解不够深刻在高中物理学习过程中，既要学习到普遍适用的守恒定律一一能量守
4、恒定律，又要学习 到条件限制下的守恒定律一一机械能守恒定律。 学生掌握守恒定律的困难在于：对于能量守恒定 律，分析不清楚哪些能量发生了相互转化，即哪 几种能量之和守恒；而对于机械能守恒定律，又 不能正确的分析何时守恒，何时不守恒。4、对功和能混淆不清在整个高中物理学习过程中，很多同学一直 错误的认为功与能是一回事，甚至可以互相代 换，其实功是功，能是能，功和能是两个不同的 概念，对二者的关系应把握为：功是能量转化的 量度。二、突破策略：I ，、加深对功概念的理解、掌握功的常用计算方法功是力对隹移的积累，其作用款果是改变物体的动能，力微功有两个不可少的因素: 力和物体在力的方向上的位移，这两个因
5、素同时存在，力才对物体做功.尤其要明确，功虽 有正负，但功是标量，功的正负不表示方向，仅仅是表示力做正功还是克服力儆功.功由常用计算方法有以下几种，功的公式：F=Mcosa,其中Icosa是力的作用点沿力的方向上的位移，诙公 式主要用于求恒力做功和广随jfi!啜性变化的变力功（此时产须取平均值）C2）公式郎=Pt,适用于求恒力做功，也适用于求以恒定功率牧功的变力功.(3：由动能定理除=汽求恒力微功，也可以求受力儆功.(4)根据Fr图象的物理意义计箕力时枷砧儆的功，如图5-1所示，图中国殿部分面积 的数值等于功的大小旦要注意,横轴上方的面积表示侬正功，横轴下方的面积表示儆负功.个FF个F|富工；
6、-1W I3/?，/-1q = f, q 丁图5/上 物体相对静止在楔形物体的倾角为二一0的光滑斜面上，楔形物体在水平推力早作用 下向左移动了距离s,在此过程中，楔形物体对 小物体做的功等于().A. 0 B. mgscosOC. Fs D. mgstan 0【解析】因为接触面光滑，所以外画体只受重力和斜面的支持力,又小物体随楔形物钵一 起向左移动.故二力合力方向水平向左.即重力和支持力的竖直分力平衡，小物体所受的合 外力就是楔形物蟀对小物f*支持力的水平分力，该力大小为腿上皿九 又物体向左稔动了距 离，所以假功为ngstanC，答案应选Dnt总结】利用楔形物体时小物体的支持力的竖直方向的分力
7、与重力平衡条件，可求出支持 力的大小,从而求出支持力的水平分力大小.M A 一辆汽车在平直公路上从逵度F开始加逵行驶，经时间寸后.前进了距离吊此时盾 好达到其最大速度底口设此过程中发动机始终以额定功率产工作，汽车所受阻力恒为久则 在这段时间里，发动机所做的功为（ ）.A. Fe3. ft11C. 2 mv2max+Fs? mv02v max v 0D. F t【审题】审题中要注意到，此过程中发动机始终 以额定功率工作，这样牵引力大小是变化的，求 牵引力的功就不能用公式 W Flcos ,而要另想他 法。【解析】因为发动机a定功率为p,工作时间为七曲发动机所做的功可刊示为x e正确: 还要注意到
8、求发动机的功还可以用动能定理,即归用二口而应1用/，所以v=l 222此炉 3 .,+s - sav； ) c正确，所以本题答案延选EC.2【总结】本题易错之处就在于容易把牵引力分析成恒力，而应用心心求解.倒9:用铁锤将一铁灯击入木块，设木块对铁灯的阻力与铁灯进入木块内的深度成正比，在 轶辕击第一次时，能把铁灯击入木块内35,即击第二次时，能击入多少深度？(设快锤每 次做功相等)【审题】可根据阻力与深度成正t匕这一特点,将变力求功转化为求平均随力的功,进行等 效替代，也可进行类比迁移，采用类慨根据句变速直线速度-时间图象求位移的方式，根据 尸乂图冢求功，I:【解析】解法一：(平均力法)铁锤每次
9、做功都用来克服铁钉阻力做的功，但摩 擦阻力不是恒力，其大小与深度成正 比，F=f=kx,可用平均阻力来代替.如 图5-3所示，第一次击入深度为x1,_1平均阻力F1 = 2 kx1,做功为_1W1=1x1 = 2kx12._1第二次击入深度为x1到x2,平均阻力F2 = 2k(x2+x1)，位移为 x2-x1,做功为 W2=2 (x2-x1 ) 1=2k (x22-x12).两次做功相等：W1=W2.解后有：x2= 2x1=1.41 cm,A x=x2-x1=0.41 cm.解法二：（图象法）因为阻力 F=kx,以F为纵坐 标，F方向上的位移x为横坐标，作出F-x图象 （如图5-4所示），曲线
10、上面积的值等于F对铁 钉做的功。由于两次做功相等，故有：S1=S2（面积），即：1 12 kx12= 2 k （x2+x1） （x2-x1 ）,所以 A x=x2-x1=0.41 cmm【总结i利用平均力求力旅的加或者利用 苒图象求嬴得到力救的而这两种方法应 用不多,但在探究问题时应用鼓大,比如探究弹簧弹力做功的特点就可区用这两种方法. 2、深刻理解动能定理，充分利用其优越性动能定理不涉及物弟运动过程中的如节,因此用它处理某些IW题一般要比回用牛顿第二 定律和运动学公式更为方便，同时它诙可以解决中学阶崖用牛顿运动定律无法求解的一些变 力问题胞曲线运动问题，因此能用动能定理斛决的问题（尤其是不涉
11、及加速度和时间的句题） 应尽量用动能定理解决。应用动能定理解决问题时I要注意以下几点：（11对物体进行正确的受力分析，一定要做到不漏力，不多力.（2）,分析每个力的做功情况.弄清每个力做不做功，是做正功ES是负功，思功是多少.3）.有的力不是存在于物体运勖的全过程m导致物体的运动状态和受力情也都发生了 变化，物体的运动被分成了几个不同的过程，因此在考虑外力做功时，必须看清该力 在哪个过程做功，不能一概认为是全过程做功.（4）.当枷体的运动由几个枷理过程组成时，若不需要研究全过程的中间状态时，可以 把这几个物理过程看成一个整体过程，从而腱免分析每个运动过程的具体细节.这时 运用动能定理具有过程新
12、明、方法巧妙工计算司单等优点口例4: 一列火车由机车牵引沿水平轨道行使，经 过时间t,其速度由0增大到v。已知列车总质 量为M机车功率P保持不变，列车所受阻力f 为恒力。求：这段时间内列车通过的路程。【审题】以列车为研究对象，水平方向受牵引力 F和阻力f,但要注意机车功率保持不变，就说 明牵引力大小是变化的，而在中学阶段用功的定 义式求功要求F是恒力。【解析】以列车为研究对象，列车水平方向受牵 引力和阻力，设列车通过路程为 s。根据动能定 理：12WF Wf - Mv22= P* tP * t - fs =【总结】解决该类问题，要注意研究对 象的选取，可以选择t时间内通过风力 发电机的空气为研
13、究对象，也可以选择 单位时间内通过风力发电机的空气为力F变化，力变化.应对上述物理量随时间变化的规律有个定性的认识，下面通过图象给出定性规律.（如图所示图5巧例近某地强国的风速是 Wsj空气的密度是户=L3k/ji；一国力发电机的有效受风面积为62。/，如果风通过风力发晅机后时速被为1揄/吕，且该国力发电机的效率为斤飞抽，则该风力发电机的电功率多大？【审题】风通过风力发电机后速度减小说明风的动能转化为电能，但要注意到避少的动能尹澄有王那造北大电能，记有一效率可题.【解析】风力发泡是将风的动能转化为电能，讨论时间，内的这种转化，这段时间内通过同力发电叽的空K是一个以节为底，Ft为高的播放的空与横
14、，其能量为门3 匕逋过风力发电机所抽少的动能用以发电，设电功率为式则冽/切=戒“切（楮-V -）代人数据解得 产5泳WPt -Mv2 解得一T研究对象，还可以选择单位长度的空气为研究对 象。例6:如图5-6所示，斜面倾角为e,滑块质量 为mi滑块与斜面的动摩擦因数为 以，从距挡板 为s0的位置以v0的速度沿斜面向上滑行.设重 力沿斜面的分力大于滑动摩擦力，且每次与P碰 撞前后的速度大小保持不变，斜面足够长 .求滑 块从开始运动到最后停止滑行的总路程 s.1用焦】该题中滑块初速度沿斜面向上，而且是一个多次碰握地题，所以不可能用运动学 公式解决，而每次碰撞没有能量损失就暗示了可以考虑应用动能定理。
15、【解析】选取滑块为研究对象，因为重力沿斛面的分力大于滑动摩瘴力，所以猾块最终一 定停在挡板上，在此过程中.只有重力和摩擦力为滑块做功.故由动能定理可得：wgs0 sin 他2 cos 6s = 0 - iwv0（1）为 + 】二五号十E内即机械能守恒的过程中，任意两个状态的机械能总量相第 /=-即机械能守恒时，系统噌加（或减少）的动能等于系统减少（或噌加）的势能.（3）% = -bE会即由两部分A、b组成的系统机械能守怛时，A部分噜加（或减少）的机械能等于B部分激少（或增加）的机械能.所以：/处竺+_三_ 2/gcos &I总砧】取全过程进行分析，应用动能定理解i夬诙问题，可使该问题大大简化，但一定注 意分析力做功的特点，此题中，重力做正功且与路径无关，摩擦力总欣负功，与路程成正比. 3、紫扣守恒条件，抓住初末状态，体现守恒法优越性在物理变化的过程中，常存在着某些不变的关
