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,第五章 机械能及其守恒定律,第五章 机械能及其守恒定律, 考纲展示 1功和功率 2动能和动能定理 3重力做功与重力势能 4功能关系、机械能守恒定律及其应用 实验五：探究动能定理 实验六：验证机械能守恒定律,2016高考导航, 热点视角 1对基本概念的考查往往涉及对概念的理解，一般以选择题的形式出现 2动能定理是高考考查的重点，考查形式有选择题，也有计算题计算题中单纯考查动能定理的题目较少，往往与其他知识综合在一起考查 3机械能守恒定律的考查往往出现在综合题中，主要考查其在生产、生活和科技中的应用，题目中经常会涉及牛顿运动定律、平抛运动、圆周运动等知识,第五章 机械能及其守恒定律,第一节 功和功率,第五章 机械能及其守恒定律,一、功 1做功的两个必要条件：_和物体在力的方向上发生的_ 2公式：W_. 适用于_做功其中为F、l方向间夹角，l为物体对地的位移,力,位移,Fl cos,恒力,3功的正负判断 (1)90，力对物体做_功，或说物体克服该力做功. (3)90，力对物体不做功 特别提示：功是标量，比较做功多少看功的绝对值,正,负,1.(单选)(2015广州模拟)如图所 示，拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一 种有效方法如果某受训者拖着轮胎在水 平直道上跑了100 m，那么下列说法正确的是( ) A轮胎受到地面的摩擦力对轮胎做了负功 B轮胎受到的重力对轮胎做了正功 C轮胎受到的拉力对轮胎不做功 D轮胎受到地面的支持力对轮胎做了正功,A,二、功率 1定义：功与完成这些功所用时间的_ 2物理意义：描述力对物体做功的_ 3公式 (1)定义式：P_，P为时间t内的_ (2)推论式：P_.(为F与v的夹角),比值,快慢,平均功率,2.(多选)位于水平面上的物体在水平恒力F1作用下，做速度为v1的匀速运动；若作用力变为斜向 上 的 恒 力F2，物体做速度为v2的匀速运动，且F1与F2功率相同则可能有( ) AF2F1，v1v2 BF2F1，v1F1，v1v2 DF2F1，v1v2,BD,考点一 恒力做功的计算,考点二 功率的计算,考点三 机车启动问题的分析,考点一 恒力做功的计算 1恒力做的功 直接用WFlcos 计算不论物体 做直 线运 动 还是曲 线 运动，上式均适用 2合外力做的功 方法一：先求合外力F合，再用W合F合lcos 求 功适 用 于F合为恒力的过程 方法二：先求各个力做的功W1、W2、W3，再应用W合W1W2W3求合外力做的功,如图所示，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂于O点，用水平恒力F拉着小球从最低点运动到使轻绳与竖直方向成角的位置，求此过程中，各力对小球做的功及总功,答案 见解析,总结提升 (1)在求力做功时，首先要区分是求某个力的功还是合力的功，是求恒力的功还是变力的功 (2)恒力做功与物体的实际路径无关，等于力与物体在力方向上的位移的乘积，或等于位移与在位移方向上的力的乘积,1.(单选)(2014高考新课标全国卷)一物体静止在粗糙水平地面上现用一大小为F1的水平拉力拉动物 体，经过一段时间后其速度变为v.若将水平拉力的大小改 为 F2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v.对于上述两个过程，用WF1、WF2分别表示拉力F1、F2所做的功，Wf1、Wf2 分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则( ) AWF24WF1，Wf22Wf1 BWF24WF1，Wf22Wf1 CWF24WF1，Wf22Wf1 DWF24WF1，Wf22Wf1,C,考点二 功率的计算,注意：对于变化的不能用PFvcos 计算平均功率,(多选)(2015海口模拟)质量为m的物体静止 在光滑 水平面上，从t0时刻开始受到水平力的作用力的大小F与时间t的关系如图所示，力的方向保持不变，则( ),BD,审题点睛 (1)求瞬时功率时，先明确所用公式，再确定该时刻的力和速度； (2)求平均功率时，先明确所用公式及研究的过程，再确定功和时间,总结提升 计算功率的基本思路： (1)首先要明确所求功率是平均功率还是瞬时 功率，对应于某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 (2)求瞬时功率时，如果F与v不同向，可用力F 乘以 F方向的分速度，或速度v乘以速度v方向的分力求解,2.(单选)(2015洛阳模拟)把A、B两小 球在离地面同一高度处以相同大小的初速度v0 分别沿水平方向和竖直方向抛出，不计空气 阻力，如图所示，则下列说法正确的是( ) A两小球落地时速度相同 B两小球落地时，重力的瞬时功率相同 C从开始运动至落地，重力对两小球做的功相同 D从开始运动至落地，重力对两小球做功的平均功率相同,C,考点三 机车启动问题的分析 1两种启动方式的比较,加速度减小的加速直线运动,以vm匀速直线运动,加速度减小的加速运动,无,某汽车发动机的额 定功率为60 kW，汽车质量为 5 t，汽车在运动中所受阻力的大小恒为车重的0.1倍(g取10 m/s2) (1)若汽车以额定功率启动，则汽 车所能 达到的最大速度是多少？当汽车速度达到5 m/s时，其加速度是多少？ (2)若汽车以恒定加速度0.5 m/s2启 动，则其匀加速过程能维持多长时间？ 审题点睛 (1)达到最大速度时，汽车处于什么状态？ (2)v5 m/s时，牵引力多大？ (3)以加速度0.5 m/s2启动时，牵引力多大？此阶段能达到的最大速度为多少？,答案 (1)12 m/s 1.4 m/s2 (2)16 s,规律总结 分析机车启动问题时的注意事项 (1)在用公式PFv计算机车的功率时，F是指机车的牵引力而不是机车所受到的合力 (2)恒定功率下的加速一定不是匀加速，这种加速过程发动机做的功可用WPt计算，不能用WFl计算(因为F是变力) (3)以恒定牵引力加速时的功率一定不恒定，这种加速过程发动机做的功常用WFl计算，不能用WPt计算(因为功率P是变化的),B,思想方法变力做功的求解方法 一、动能定理法 动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动，既适用于求恒力功也适用于求变力功因使用动能定理可由动能的变化来求功，所以动能定理是求变力做功的首选,B,2.用锤子击打钉子，设木板对钉子的阻力跟钉子 进入木板的深度成正比，每次击打钉子时锤子对钉子做的功相同已知第一次击打钉子时，钉子进入的深度为1 cm，则第二次击打时，钉子进入的深度是多少？,答案 0.41 cm,三、微元法 当物体在变力的作用下做曲线运动时，若力的方向与物体运动的切线方向之间的夹角不变，可将曲线分成 无限 个小 元段，每一小元段可认为恒力做功，总功即为各个小元段做功的代数和通过微元法不难得 到，在 往返的 运动中，摩 擦力、空气阻力做的功，其大小等于力和路程的乘积,3.如图所示，质量m2.0 kg的物体用 长R5 m的绳拴着，绳的另一端固定在水平桌 面上，今用大小始终为10 N的水平力F拉着物体 从A点运动到B点，F的方向始终与绳的夹角为 127，g取10 m/s2，求： (1)拉力F做的功； (2)克服摩擦力做的功(已知物体与桌面的动摩擦因数 0.2),答案 (1)42 J (2)21 J,四、等效转换法 若某一变力的功和某一恒力的功相等，即效果相同，则可以通过计算该恒力做的功，求出该变力做的功，从而使问题变得简单，也就是说通过关联点，将变力 做功转化 为恒力 做功，这种方法称为等效转换法,4.如图所示，某人用大小不变的力F拉着放在光滑水平面上的物体，开始时与物体相连接的绳与水平面 间的夹角是，当拉力F作用一段时间后，绳与水平面间的夹 角为.已知图中的高度是h，求绳的拉力FT对物体所做的功假 定 绳的质量、滑轮质量及绳与滑轮间的摩擦不计,五、图象法 由于功WFx，则在Fx图象中图线和x轴所围图形的面积表示F做的功在x轴上方的“面积”表示正功，x轴下方的“面积”表示负功,5.一物体所受的力F随位移x变化的图象如图所示，求在这一过程中，力F对物体做的功为多少？,答案 6 J,六、用WPt计算 机车以恒定功率P行驶的过程，随速度增加牵引力不断减小，此时牵引力所做的功不能用WFx来计算，但因功率恒定，可以用WPt计算,6.汽车的质量为m，输出功率恒为P，沿平直公路前进距离s的过程中，其速度由v1增至最大速度v2.假定汽车在运动过程中所受阻力恒定，求汽车通过距离s所用的时间,
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