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1、必考部分第五章机械能及其守恒定律考点内容考点内容要求要求考纲解读考纲解读功和功率功和功率1.从近几年高考来看，关于功和功率的考从近几年高考来看，关于功和功率的考查，多以选择题的形式出现，有时与电流查，多以选择题的形式出现，有时与电流及电磁感应相结合命题及电磁感应相结合命题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”，是高考的热点和重点，涉及这部分内，是高考的热点和重点，涉及这部分内容的考题不但题型全、分量重，而且还经容的考题不但题型全、分量重，而且还经常有压轴题，考查最多的是动能定理和机常有压轴题，考查最多的是动能定理和机械能守恒定律，且多数题目是与牛顿运动械能守恒定
2、律，且多数题目是与牛顿运动定律、平抛运动、圆周运动以及电磁学等定律、平抛运动、圆周运动以及电磁学等知识相结合的综合性试题知识相结合的综合性试题3动能定理及能量守恒定律仍将是高考考动能定理及能量守恒定律仍将是高考考查的重点高考题注重与生产、生活、科查的重点高考题注重与生产、生活、科技相结合，将对相关知识的考查放在一些技相结合，将对相关知识的考查放在一些与实际问题相结合的情境中去，能力要求与实际问题相结合的情境中去，能力要求不会降低不会降低.动能和动能定理动能和动能定理重力做功与重力重力做功与重力势能势能功能关系、机械功能关系、机械能守恒定律及其能守恒定律及其应用应用实验：探究动能实验：探究动能定
3、理定理实验：验证机械实验：验证机械能守恒定律能守恒定律第第1 1单元功和功率单元功和功率理清教材网控基础点提炼命题源网控基础点提炼命题源一、功一、功1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)物体在力的方向上发生的物体在力的方向上发生的_2公式：公式：WFlcos (1)是力与是力与_方向之间的夹角，方向之间的夹角，l是物体对地的位移是物体对地的位移(2)该公式只适用于该公式只适用于_做功做功1.(1)力位移力位移2.(1)位移恒力位移恒力 读读教材读读教材3功的正负功的正负(2)正负克服不做功正负克服不做功 夹角夹角功的正负功的正负物理意义物理意义00力对物体做力
4、对物体做_功功90180WWcD四种情况一样大四种情况一样大题组二题组二 功率的理解和计算功率的理解和计算4(多多选选)如如图图所所示示，物物体体A沿沿高高为为h、倾倾角角为为的的光光滑滑斜斜面面以以初初速速度度v0从从顶顶端端滑滑到到底底端端，而而相相同同的的物物体体B以以同同样样大大小小的的初初速速度度从从等等高高处竖直上抛，则处竖直上抛，则()A两物体落地时速度的大小相同两物体落地时速度的大小相同B两物体落地时，重力的瞬时功率相同两物体落地时，重力的瞬时功率相同C从开始运动至落地过程中，重力对它们做功相同从开始运动至落地过程中，重力对它们做功相同D从从开开始始运运动动至至落落地地过过程程
5、中中，重重力力对对它它们们做做功功的的平平均均功功率率相相同同小思考 微总结突破核心研细核心点练透经典题研细核心点练透经典题 1功的正负的判断方法功的正负的判断方法(1)恒恒力力做做功功的的判判断断：若若物物体体做做直直线线运运动动，依依据据力力与与位位移移的的夹夹角角来判断来判断(2)曲曲线线运运动动中中功功的的判判断断：若若物物体体做做曲曲线线运运动动，依依据据F与与v的的方方向向夹夹角角来来判判断断当当090，力力对对物物体体做做正正功功；904WF1，Wf22Wf1BWF24WF1，Wf22Wf1CWF24WF1，Wf22Wf1DWF24WF1，Wf22Wf1考点二功率的理解与计算考点
6、二功率的理解与计算试题调研试题调研解题探究解题探究1A、B两两物物体体从从开开始始到到落落地地，重重力力做做的的功功相相等等吗吗？运运动动时时间间相等吗？相等吗？提示：提示：重力做的功相等，运动时间不相等重力做的功相等，运动时间不相等2A、B两两物物体体落落地地时时速速度度大大小小相相等等吗吗？重重力力做做功功的的瞬瞬时时功功率率相等吗？相等吗？提提示示：落落地地速速度度大大小小相相等等，但但方方向向不不同同，重重力力做做功功的的瞬瞬时时功功率率不同不同答案答案D求力做功的功率时应注意的问题求力做功的功率时应注意的问题(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
7、时功功率率，对对应应于于某某一一过程的功率为平均功率，对应于某一时刻的功率为瞬时功率过程的功率为平均功率，对应于某一时刻的功率为瞬时功率(2)求功率大小时要注意求功率大小时要注意F与与v方向间的夹角方向间的夹角对结果的影响对结果的影响(3)用用PFcos 求求平平均均功功率率时时，应应容容易易求求得得，如如求求匀匀变变速速直直线线运动中某力的平均功率运动中某力的平均功率名师归纳点题破疑21.(2012江江苏苏单单科科)如如图图所所示示，细细线线的的一一端端固固定定于于O点点，另另一一端端系系一一小小球球在在水水平平拉拉力力作作用用下下，小小球球以以恒恒定定速速率率在在竖竖直直平平面面内内由由A
8、点运动到点运动到B点在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是点在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是()A逐渐增大逐渐增大B逐渐减小逐渐减小C先增大，后减小先增大，后减小D先减小，后增大先减小，后增大类题练熟类题练熟解解析析：因因小小球球速速率率不不变变，所所以以小小球球以以O点点为为圆圆心心做做匀匀速速圆圆周周运运动动，受受力力如如图图所所示示因因此此在在切切线线方方向向上上应应有有：mgsin Fcos ，得得Fmgtan .则则拉拉力力F的的瞬瞬时时功功率率PFvcos mgvsin .从从A运运动动到到B的过程中，拉力的瞬时功率随的过程中，拉力的瞬时功率随的增大而增大，的增大而增大，A项正确项正
9、确22.质质量量为为m的的物物体体从从倾倾角角为为且且固固定定的的光光滑滑斜斜面面顶顶端端由由静静止止开开始始下下滑滑，斜斜面面高高为为h，当当物物体体滑滑至至斜斜面面底底端端时时，重重力力做做功功的的瞬瞬时时功功率为率为()1两种启动方式对比两种启动方式对比考点三机车启动问题考点三机车启动问题试题调研试题调研解题探究解题探究1AB段表示什么不变？电动车做什么运动？段表示什么不变？电动车做什么运动？提提示示：AB段段表表示示牵牵引引力力不不随随速速度度变变化化，说说明明电电动动车车做做匀匀加加速速直直线运动线运动2BC段段的的斜斜率率表表示示哪哪个个物物理理量量？是是否否变变化化？电电动动车车
10、做做什什么么运运动？动？提提示示：BC段段的的直直线线斜斜率率表表示示电电动动车车的的输输出出功功率率，即即额额定定功功率率，电动车做变加速直线运动，加速度减小电动车做变加速直线运动，加速度减小3图线中的图线中的C点的含义是什么？点的含义是什么？提提示示：在在状状态态C，速速度度不不再再增增加加，即即电电动动车车行行驶驶的的最最大大速速度度为为15 m/s，做匀速直线运动，此时牵引力为，做匀速直线运动，此时牵引力为400 N，即阻力为，即阻力为400 N.分析机车启动问题时应注意的三点分析机车启动问题时应注意的三点(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
11、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律也也不不相相同，分析图象时应注意坐标轴的意义及图象变化所描述的规律同，分析图象时应注意坐标轴的意义及图象变化所描述的规律(2)恒恒定定功功率率下下的的加加速速运运动动一一定定不不是是匀匀加加速速运运动动，这这种种加加速速过过程程发动机做的功可用发动机做的功可用WPt计算，不能用计算，不能用WFl计算计算(因为因为F为变力为变力)(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，
12、不不能能用用WPt计计算算(因因为为功功率率P是是变变化化的的)名师归纳点题破疑31.(2015浙浙江江金金华华模模拟拟)一一列列火火车车总总质质量量m500 t，机机车车发发动动机机的的额额定定功功率率P6105 W，在在水水平平轨轨道道上上行行驶驶时时，轨轨道道对对列列车车的的阻阻力力Ff是车重的是车重的0.01倍，取倍，取g10 m/s2，求：，求：(1)列车在水平轨道上行驶的最大速度列车在水平轨道上行驶的最大速度vm；(2)在在水水平平轨轨道道上上，发发动动机机以以额额定定功功率率P工工作作，当当行行驶驶速速度度为为v11 m/s时，列车的瞬时加速度时，列车的瞬时加速度a1；(3)在在
13、水水平平轨轨道道上上以以36 km/h速速度度匀匀速速行行驶驶时时，发发动动机机的的实实际际功功率率P；(4)若若火火车车从从静静止止开开始始，保保持持a0.5 m/s2的的加加速速度度做做匀匀加加速速运运动动，这一过程维持的最长时间这一过程维持的最长时间t.答案：答案：(1)12 m/s(2)1.1 m/s2(3)5105 W(4)4 s突出特色求解变力做功的常用方法求解变力做功的常用方法 名名师师点点睛睛功功的的计计算算在在中中学学物物理理中中占占有有十十分分重重要要的的地地位位，中中学学阶阶段段所所学学的的功功的的计计算算公公式式WFlcos，只只能能用用于于恒恒力力做做功功情情况况，对
14、对于于变变力力做做功功的的计计算算则则没没有有一一个个固固定定公公式式可可用用，但但高高考考中中变变力力做做功功问问题题也也是是经经常常考考查查的的一一类类题题目目现现结结合合例例题题分分析析变变力力做做功功的的五五种种求求解方法解方法1利用微元法求变力做功利用微元法求变力做功将将物物体体的的位位移移分分割割成成许许多多小小段段，因因小小段段很很小小，每每一一小小段段上上作作用用在在物物体体上上的的力力可可以以视视为为恒恒力力，这这样样就就将将变变力力做做功功转转化化为为在在无无数数多多个个无无穷穷小小的的位位移移上上的的恒恒力力所所做做元元功功的的代代数数和和此此法法在在中中学学阶阶段段，常
15、常应应用于求解力的大小不变、方向改变的变力做功问题用于求解力的大小不变、方向改变的变力做功问题经经典典范范例例1如如图图所所示示，一一个个人人推推磨磨，其其推推磨磨杆杆的的力力的的大大小小始始终终为为F，与与磨磨杆杆始始终终垂垂直直，作作用用点点到到轴轴心心的的距距离离为为r，磨磨盘盘绕绕轴轴缓缓慢慢转动则在转动一周的过程中推力转动则在转动一周的过程中推力F做的功为做的功为()A0B2rFC2FrD2rF解解析析磨磨盘盘转转动动一一周周，力力的的作作用用点点的的位位移移为为0，但但不不能能直直接接套套用用WFlcos 求解，因为在转动过程中推力求解，因为在转动过程中推力F为变力为变力我我们们可
16、可以以用用微微元元的的方方法法来来分分析析这这一一过过程程由由于于F的的方方向向在在每每时时刻刻都都保保持持与与作作用用点点的的速速度度方方向向一一致致，因因此此可可把把圆圆周周划划分分成成很很多多小小段段来来研研究究，如如图图所所示示，当当各各小小段段的的弧弧长长si足足够够小小(si0)时时，F的的方方向向与与该该小小段段的的位位移移方方向向一一致致，所所以以有有：WFFs1 Fs2 Fs3FsiF2r2rF(这等效于把曲线拉直这等效于把曲线拉直) 答案答案B2用动能定理求变力做功用动能定理求变力做功动动能能定定理理既既适适用用于于直直线线运运动动，也也适适用用于于曲曲线线运运动动，既既适
17、适用用于于求求恒恒做做力力做做功功也也适适用用于于求求变变力力做做功功因因使使用用动动能能定定理理可可由由动动能能的的变变化化来求功，所以动能定理是求变力做功的首选来求功，所以动能定理是求变力做功的首选经经典典范范例例2(2015上上海海崇崇明明检检测测)质质量量为为m的的物物体体被被绳绳经经过过光光滑滑小小孔孔而而牵牵引引在在光光滑滑的的水水平平面面上上做做匀匀速速圆圆周周运运动动当当绳绳子子拉拉力力为为某某个个值值F时时，转转动动半半径径为为R，当当拉拉力力逐逐渐渐减减小小到到时时，物物体体仍仍做做匀匀速速圆圆周周运动，半径为运动，半径为2R，则此过程中物体克服外力所做的功为，则此过程中物
18、体克服外力所做的功为()答案答案D3利用利用Fx图象求变力做功图象求变力做功在在Fx图图象象中中，图图线线与与x轴轴所所围围“面面积积”的的代代数数和和就就表表示示力力F在在这这段段位位移移所所做做的的功功，且且位位于于x轴轴上上方方的的“面面积积”为为正正，位位于于x轴轴下下方方的的“面积面积”为负，但此方法只适用于便于求图线所围面积的情况为负，但此方法只适用于便于求图线所围面积的情况答案答案C4化变力为恒力求变力做功化变力为恒力求变力做功变变力力做做功功直直接接求求解解时时，通通常常都都比比较较复复杂杂，但但若若通通过过转转换换研研究究的的对对象象，有有时时可可化化为为恒恒力力做做功功，可
19、可以以用用WFlcos 求求解解此此法法常常常常应应用于轻绳通过定滑轮拉物体的问题中用于轻绳通过定滑轮拉物体的问题中经经典典范范例例4如如图图所所示示，某某人人用用大大小小不不变变的的力力F拉拉着着放放在在光光滑滑水水平平面面上上的的物物体体，开开始始时时与与物物体体相相连连接接的的绳绳与与水水平平面面间间的的夹夹角角是是，当当拉拉力力F作作用用一一段段时时间间后后，绳绳与与水水平平面面间间的的夹夹角角为为.已已知知图图中中的的高高度度是是h，求求绳绳的的拉拉力力FT对对物物体体所所做做的的功功假假设设绳绳的的质质量量、滑滑轮轮质质量量及及绳与滑轮间的摩擦不计绳与滑轮间的摩擦不计 虽虽然然求求变变力力做做功功的的方方法法较较多多，但但不不同同的的方方法法所所适适用用的的情情况况不不相相同同，如如化化变变力力为为恒恒力力求求变变力力的的方方法法适适用用于于力力的的大大小小不不变变方方向向改改变变的的情情况况；利利用用平平均均力力求求变变力力做做功功的的方方法法，适适用用于于力力的的方方向向不不变变，其其大大小小随随位位移移均均匀匀变变化化的的情情况况；利利用用F Fx x图图象象求求功功的的方方法法，适适用用于于已已知知所所求求的的力力的的功功对对应应的的力力随随位位移移x x变变化化的的图图象象已已知知，且且面面积积易易于于计计算算的的情况情况多维思考技法提炼
