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1、高考导航高考导航考点内容考点内容要求要求高考高考(全国卷全国卷)三年命题情况对照分析三年命题情况对照分析201520162017功和功率功和功率卷卷T17：功能关：功能关系系卷卷T17：功、功：功、功率率T21：机械能守恒：机械能守恒定律定律T24：动能定理在能定理在电场中的中的应用用卷卷T25：动能定理、能定理、机械能守恒定律机械能守恒定律卷卷T16：机械能守恒：机械能守恒定律定律T21：功、功率：功、功率T25：弹性性势能、机能、机械能守恒定律械能守恒定律卷卷T20：动能定理能定理T24：机械能守恒定：机械能守恒定律律卷卷T24：机械能、：机械能、功能关系功能关系卷卷T14：弹力和力和功功
2、T17：机械能守恒：机械能守恒定律定律T24：动能定理能定理卷卷T16：重力：重力势能、重力做功能、重力做功动能和能和动能定理能定理重力做功与重力重力做功与重力势能能功能关系、机械能功能关系、机械能守恒定律及其守恒定律及其应用用实验五：探究五：探究动能能定理定理实验六：六：验证机械机械能守恒定律能守恒定律基础课基础课1功和功率功和功率功功1.定义：定义：一个物体受到力的作用，如果在一个物体受到力的作用，如果在上上发生了一段位移，就生了一段位移，就说这个力个力对物体做了功。物体做了功。2.做功的两个要素做功的两个要素(1)作用在物体上的作用在物体上的；(2)物体在力的方向上物体在力的方向上发生的
3、生的。知知识排排查力的方向力的方向力力位移位移3.公式：公式：W。如。如图1所示。所示。图1(1)是力与是力与方向之方向之间的的夹角，角，l为力的作用点的位移。力的作用点的位移。(2)该公式只适用于公式只适用于做功。做功。4.功的正负功的正负(1)当当090时，W0，力，力对物体做物体做。(2)当当90180时，W0，力，力对物体做物体做，或或者者说物体物体这个力做了功。个力做了功。(3)当当90时，W0，力，力对物体物体。Flcos位移位移恒力恒力正功正功负功功克服克服不做功不做功功率功率1.定义定义：功与完成：功与完成这些功所用些功所用时间的的。2.物理意义：物理意义：描述力描述力对物体做
4、功的物体做功的。3.公式公式(1)P，P为时间t内的内的。(2)P(为F与与v的的夹角角)v为平均速度，平均速度，则P为。v为瞬瞬时速度，速度，则P为。比比值快慢快慢平均功率平均功率Fvcos平均功率平均功率瞬瞬时功率功率1.(2018广广西西南南宁宁模模拟拟)关关于于功功的的概概念念，下下列列说法法正正确确的的是是()A.物体受力越大，位移越大，力物体受力越大，位移越大，力对物体做功越多物体做功越多B.合力的功等于各分力功的矢量和合力的功等于各分力功的矢量和C.摩擦力可以摩擦力可以对物体做正功物体做正功D.功有正、功有正、负，但正、，但正、负不表示方向，而表示大小不表示方向，而表示大小小小题
5、速速练解解析析因因功功的的决决定定因因素素为为力力、位位移移及及二二者者的的夹夹角角，若若力力大大、位位移移大大，但但两两者者夹夹角角为为90时时，则则做做功功为为0，故故选选项项A错错误误；合合力力的的功功等等于于各各分分力力功功的的代代数数和和，选选项项B错错误误；摩摩擦擦力力可可以以做做正正功功，也也可可以以做做负负功功，这这要要看看摩摩擦擦力力与与位位移移的的方方向向关关系系，故故选选项项C正正确确；功功是是标标量量，有有正正、负负之之分分，但但功功的的正正、负负不不是是表表示示方向，而是表示力对物体做功的效果，所以选项方向，而是表示力对物体做功的效果，所以选项D错误。错误。答案答案C
6、2.人人教教版版必必修修2P59T1改改编编如如图2所所示示，质量量分分别为m1和和m2的的两两个个物物体体，m1W2B.W190D.这个力与物体运动方向的夹角这个力与物体运动方向的夹角90时时，cos0，力力对对物物体体做做负负功功，此此力力阻阻碍碍物物体体的的运运动动，故故选选项项A、C正确。正确。答案答案AC2.(多多选选)小小狗狗拉拉着着雪雪橇橇在在水水平平冰冰面面上上沿沿着着圆弧弧形形的的道道路路匀匀速速行行驶，如如图3所所示示为雪雪橇橇受受到到的的牵引引力力F及及摩摩擦擦力力Ff的的示示意意图(O为圆心心)，关于各力做功情况，下列，关于各力做功情况，下列说法正确的是法正确的是()A
7、.牵引力引力F做正功做正功B.摩擦力摩擦力Ff做做负功功C.F与与Ff的合力做正功的合力做正功D.F与与Ff的合力不做功的合力不做功图3解解析析牵牵引引力力做做正正功功，选选项项A正正确确；由由于于雪雪橇橇在在冰冰面面上上滑滑动动，其其滑滑动动摩摩擦擦力力方方向向必必与与运运动动方方向向相相反反，摩摩擦擦力力做做负负功功，所所以以选选项项B正正确确；雪雪橇橇做做匀匀速速圆圆周周运运动动，牵牵引引力力F及及摩摩擦擦力力Ff的的合合力提供向心力，指向圆心，所以不做功，选项力提供向心力，指向圆心，所以不做功，选项C错误，错误，D正确。正确。答案答案ABD3.(2017全全国国卷卷，14)如如图4所所
8、示示，一一光光滑滑大大圆环固固定定在在桌桌面面上上，环面面位位于于竖直直平平面面内内，在在大大圆环上上套套着着一一个个小小环。小小环由由大大圆环的的最最高高点点从从静静止止开开始始下下滑滑，在在小小环下下滑滑的的过程程中中，大大圆环对它的作用力它的作用力()A.一直不做功一直不做功B.一直做正功一直做正功C.始始终指向大指向大圆环圆心心D.始始终背离大背离大圆环圆心心图4解解析析因因为为大大圆圆环环光光滑滑，所所以以大大圆圆环环对对小小环环的的作作用用力力只只有有弹弹力力，且且弹弹力力的的方方向向总总是是沿沿半半径径方方向向，与与速速度度方方向向垂垂直直，故故大大圆圆环环对对小小环环的的作作用
9、用力力一一直直不不做做功功，选选项项A正正确确，B错错误误；开开始始时时大大圆圆环环对对小小环环的的作作用用力力背背离离圆圆心心，到到达达圆圆心心等等高高点点及及下下方方，大圆环对小环的作用力指向圆心，故选项大圆环对小环的作用力指向圆心，故选项C、D错误。错误。答案答案A4.如如图5所所示示，质量量为m的的物物体体在在恒恒力力F的的作作用用下下从从底底端端沿沿斜斜面面向向上上一一直直匀匀速速运运动到到顶端端，斜斜面面高高h，倾斜斜角角为，现把把物物体体放放在在顶端端，发现物物体体在在轻微微扰动后后可可匀匀速速下下滑滑，重重力力加加速速度度大小大小为g。则在上升在上升过程中恒力程中恒力F做的功做
10、的功为()A.FhB.mghC.2mghD.无法确定无法确定图5答案答案C功率的理解与计算功率的理解与计算2.瞬时功率的计算方法瞬时功率的计算方法(1)利用公式利用公式PFvcos，其中，其中v为t时刻的瞬刻的瞬时速度。速度。(2)利利用用公公式式PFvF，其其中中vF为物物体体的的速速度度v在在力力F方方向向上上的的分速度。分速度。(3)利用公式利用公式PFvv，其中，其中Fv为物体受到的外力物体受到的外力F在速度在速度v方方向上的分力。向上的分力。1.(2017佛佛山山模模拟拟)质量量为2kg的的小小铁球球从从某某一一高高度度由由静静止止释放放，经3s到达地面，不到达地面，不计空气阻力，空
11、气阻力，g取取10m/s2。则()A.2s末重力的瞬末重力的瞬时功率功率为200WB.2s末重力的瞬末重力的瞬时功率功率为400WC.2s内重力的平均功率内重力的平均功率为100WD.2s内重力的平均功率内重力的平均功率为400W答案答案B答案答案C3.如如图6所所示示是是具具有有登登高高平平台台的的消消防防车，具具有有一一定定质量量的的伸伸缩臂臂能能够在在5min内内使使承承载4人人的的登登高高平平台台(人人连同同平平台台的的总质量量为400kg)上上升升60m到到达达灭火火位位置置。此此后后，在在登登高高平平台台上上的的消消防防员用用水水炮炮灭火火，已已知知水水炮炮的的出出水水量量为3m3
12、/min，水水离离开开炮炮口口时的的速速率率为20m/s，取取g10m/s2，则用用于于()A.水炮工作的水炮工作的发动机机输出功率出功率约为1104WB.水炮工作的水炮工作的发动机机输出功率出功率约为4104WC.水炮工作的水炮工作的发动机机输出功率出功率约为2.4106WD.伸伸缩臂臂抬抬升升登登高高平平台台的的发动机机输出出功功率率约为800W图6答案答案B求解功率时应注意的三个问题求解功率时应注意的三个问题(1)首先要明确所求功率是平均功率还是瞬时功率。首先要明确所求功率是平均功率还是瞬时功率。(2)平平均均功功率率与与一一段段时时间间(或或过过程程)相相对对应应，计计算算时时应应明明
13、确是哪个力在哪段时间确是哪个力在哪段时间(或过程或过程)内做功的平均功率。内做功的平均功率。(3)瞬时功率计算时应明确是哪个力在哪个时刻瞬时功率计算时应明确是哪个力在哪个时刻(或状态或状态)的功率。的功率。1.模型一以恒定功率启动模型一以恒定功率启动(1)此此过程中，机程中，机车的速度的速度v、牵引力引力F和机和机车的加速度的加速度a的的变化情况如下。化情况如下。机车启动问题机车启动问题(2)机机车的速度的速度v随随时间t变化的关系如化的关系如图7所示。所示。图72.模型二以恒定加速度启动模型二以恒定加速度启动(1)动态变化化过程如下：程如下：(2)机机车的速度的速度v随随时间t变化的关系如化
14、的关系如图8所示。所示。3.四个常用规律四个常用规律(1)PFv。(2)FFfma。(3)vat(a恒定恒定)。(4)PtFfxEk(P恒定恒定)。图8【典典例例】汽汽车车发发动动机机的的额额定定功功率率为为60kW，汽汽车车的的质质量量为为5103kg，汽汽车车在在水水平平路路面面上上行行驶驶时时，阻阻力力是是车车重重力力的的0.1倍倍(g取取10m/s2)，试求：，试求：(1)若若汽汽车车保保持持额额定定功功率率不不变变从从静静止止启启动动，汽汽车车所所能能达达到到的的最大速度是多大？当汽车的加速度为最大速度是多大？当汽车的加速度为2m/s2时速度是多大？时速度是多大？(2)若若汽汽车车从
15、从静静止止开开始始，保保持持以以0.5m/s2的的加加速速度度做做匀匀加加速速直直线运动，这一过程能维持多长时间？线运动，这一过程能维持多长时间？解析解析汽车运动中所受阻力大小为汽车运动中所受阻力大小为Ff0.1mg(1)当当a0时速度最大，牵引力等于时速度最大，牵引力等于Ff的大小，的大小，联立联立解得解得vmax12m/s。设汽车加速度为设汽车加速度为2m/s2时牵引力为时牵引力为F1由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得F1Ffma联立联立并代入数据得并代入数据得v14m/s。(2)当汽车以加速度当汽车以加速度a0.5m/s2匀加速运动时，设牵引力为匀加速运动时，设牵引力为F2由牛顿第二定律得
16、由牛顿第二定律得F2Ffma答案答案(1)12m/s4m/s(2)16s答案答案BA.汽汽车的加速度的加速度时间图象可用象可用图乙描述乙描述B.汽汽车的速度的速度时间图象可用象可用图甲描述甲描述C.汽汽车的加速度的加速度时间图象可用象可用图丁描述丁描述D.汽汽车的速度的速度时间图象可用象可用图丙描述丙描述2.(多多选选)汽汽车在在平平直直的的公公路路上上以以恒恒定定的的功功率率启启动，设阻阻力力恒恒定定，则图9中中关关于于汽汽车运运动过程程中中加加速速度度、速速度度随随时间变化化的的关关系，以下判断正确的是系，以下判断正确的是()图9答案答案AB变力力做做功功的的计算算方方法法科科学学思思维维
17、能力的培养能力的培养【例例】(2015海海南南单单科科)如如图图10所所示示，一一半半径径为R的的半半圆形形轨道道竖直直固固定定放放置置，轨道道两两端端等等高高，质量量为m的的质点点自自轨道道端端点点P由由静静止止开开始始滑滑下下，滑滑到到最最低低点点Q时，对轨道道的的正正压力力为2mg，重重力力加加速速度度大大小小为g。质点点自自P滑滑到到Q的的过程程中中，克克服摩擦力所做的功服摩擦力所做的功为()图10答案答案C【针针对对训训练练】轻轻质质弹弹簧簧右右端端固固定定在在墙墙上上，左左端端与与一一质质量量m0.5kg的的物物块块相相连连，如如图图11甲甲所所示示，弹弹簧簧处处于于原原长长状状态
18、态，物物块块静静止止，物物块块与与水水平平面面间间的的动动摩摩擦擦因因数数0.2。以以物物块块所所在在处处为为原原点点，水水平平向向右右为为正正方方向向建建立立x轴轴，现现对对物物块块施施加加水水平平向向右右的的外外力力F，F随随x轴轴坐坐标标变变化化的的情情况况如如图图乙乙所所示示，物物块块运运动动至至x0.4 m处处时时速速度度为为零零，则则此此时时弹弹簧簧的的弹弹性性势势能能为为(g10m/s2)()A.3.1JB.3.5JC.1.8JD.2.0J图11解解析析物物块块与与水水平平面面间间的的摩摩擦擦力力为为Ffmg1N。现现对对物物块块施施加加水水平平向向右右的的外外力力F，由由Fx图图象象面面积积表表示示功功可可知知，物物块块运运动动至至x0.4m处处时时F做做功功W3.5J，克克服服摩摩擦擦力力做做功功WfFfx0.4J。由由功功能能关关系系可可知知WWfEp，此此时时弹弹簧簧的的弹弹性性势势能能为为Ep3.1J，选项，选项A正确。正确。答案答案A
