復(fù)習(xí)目標(biāo)1深入理解功和功率的概念

1、專題五功和能11復(fù)習(xí)目標(biāo)：1深入理解功和功率的概念，掌握重力做功與重力勢能變化的關(guān)系，熟練應(yīng)用動(dòng)能定理 求解有關(guān)問題。2應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決實(shí)際問題，提高分析解決實(shí)際問題的能力復(fù)習(xí)重點(diǎn)：復(fù)習(xí)難點(diǎn)：動(dòng)能定理，機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用1動(dòng)能和動(dòng)能定理2機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用、考綱解讀本專題涉及的考點(diǎn)有：功和功率，動(dòng)能和動(dòng)能定理，重力做功與重力勢能，功能關(guān)系、機(jī)械能 守恒定律及其應(yīng)用。大綱對本部分考點(diǎn)均為n類要求，即對所列知識要理解其確切含義及與其他知識的聯(lián)系, 能夠進(jìn)行敘述和解釋， 并能在實(shí)際問題的分析、 綜合、推理和判斷等過程中運(yùn)用。功能關(guān)系一直都是高考的“重中之重” ，是高考的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，涉及

2、這部分內(nèi)容的考題不但題型 全、分量重，而且還經(jīng)常有高考壓軸題?？疾樽疃嗟氖莿?dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律。易與本部分知 識發(fā)生聯(lián)系的知識有：牛頓運(yùn)動(dòng)定律、圓周運(yùn)動(dòng)、帶電粒子在電場和磁場中的運(yùn)動(dòng)等，一般過程復(fù) 雜、難度大、能力要求高。本考點(diǎn)的知識還常考查考生將物理問題經(jīng)過分析、推理轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題， 然后運(yùn)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力。所以復(fù)習(xí)時(shí)要重視對基本概念、規(guī)律的理解掌握，加強(qiáng)建 立物理模型、運(yùn)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力。二、命題趨勢本專題涉及的內(nèi)容是動(dòng)力學(xué)內(nèi)容的繼續(xù)和深化，是高中物理的重點(diǎn)，也是高考考查的熱點(diǎn)。要 準(zhǔn)確理解功和功率的意義，掌握正功、負(fù)功的判斷方法；要深刻理解機(jī)械能守恒的條件，能

3、夠運(yùn)用 功能關(guān)系解決有關(guān)能量變化的綜合題。三、內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)1)舉例說明功是能量變化的量度，理解功和功率。關(guān)心生活和生產(chǎn)中常見機(jī)械功率的大小及其意義。例1分析物體移動(dòng)的方向與力的方向不在一條直線上時(shí)力所做的功。例2分析汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率一定時(shí)，牽引力與速度的關(guān)系。通過實(shí)驗(yàn)，探究恒力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系。理解動(dòng)能和動(dòng)能定理。用動(dòng)能定理解釋生活和生產(chǎn)中的現(xiàn)象。例3用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器或光電計(jì)時(shí)器探究恒力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系。例4從牛頓第二定律導(dǎo)出動(dòng)能定理。3)理解重力勢能。知道重力勢能的變化與重力做功的關(guān)系。4)通過實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。理解機(jī)械能守恒定律。用機(jī)械能守恒定律分析生活和生產(chǎn)中的有關(guān)問題。

4、5)了解自然界中存在多種形式的能量。 知道能量守恒是最基本、 最普遍的自然規(guī)律之一。(6)通過能量守恒以及能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性，認(rèn)識提高效率的重要性。了解能源與人類生存和社會 發(fā)展的關(guān)系，知道可持續(xù)發(fā)展的重大意義。例5、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，測量人在某種運(yùn)動(dòng)中的功率。例6、通過查找資料、訪問有關(guān)部門，收集汽車剎車距離與車速關(guān)系的數(shù)據(jù)，嘗試用動(dòng)能定理進(jìn)行解釋。四、習(xí)題類型選講軸點(diǎn)一功和功$的分析例I陽謎砂咖就車在水平胳面上從靜止 開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)曲S末關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，做勻減速直線運(yùn)動(dòng)母3末靜止丼77 B象如圖4-L所示 ffl中若 胃車卒引力功為平均功率為F,汽車加速和減速過 程中立服率廉力做功分別為W,

5、和閃八平均功率分別為 Pl 和 h 皿!1( 團(tuán) 4-1 -氏 W, W2-D丹匕例3昨聲織齡靜戯如圖-2所示，固定的光滑cFBA圖4-S豎直桿上套著一個(gè)滑塊，用輕繩系著 滑塊繞過光滑的定滑輪，以大小恒定 的拉力F拉繩，滑塊從A點(diǎn)由靜 止開始上升.若從A點(diǎn)上升至B點(diǎn) 和從B點(diǎn)上升至C點(diǎn)的過程中拉力 F做的功分別為,滑塊鮭B、 C兩點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為氏、沁，圖中AB=BC,則一定有B. VF, WtC. Ejcb Ew;爆點(diǎn)二機(jī)車的運(yùn)動(dòng)分析例3模碩聲獺血扌一輛質(zhì)S為5X10 kg的汽 車從靜止開始啟動(dòng)，保持發(fā)動(dòng)機(jī)功率恒定，在平直公路上 行駛汽車所受阻力恒為車重0.1倍，汽車從啟動(dòng)到速度 達(dá)到最大值

6、的過程中行駛的路程為128 m現(xiàn)先后測了某 幾個(gè)時(shí)刻汽車的速度(見表格)，g取10 ni/J 求(1) 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率；(2) 3時(shí)刻汽車運(yùn)動(dòng)的加遼度t汽車從啟動(dòng)到速度達(dá)到最大值經(jīng)歷的時(shí)間.時(shí)刻!.建度3 m/s6 m/fl10 m/s14 m/s15 m/s116 m/s1熱點(diǎn)三動(dòng)能定理的應(yīng)用例5 $；8輪欝紹紳囲物體沿直線運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 如圖4-3所示，已知在第1秒內(nèi)合外力對物體做的功為 W,則（：軸點(diǎn)四功和能的關(guān)系分析例6A. 0C. H與寺H之間MaT例7 *嫌驗(yàn)儲濾兼如圖4-5所示，在水平桌面的邊角處有一輕 質(zhì)光滑的定滑輪K,一條不可伸長的 輕繩繞過K分別與物塊A相連， A、B的質(zhì)量分

7、別為叫、叫.開始時(shí)系 統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)用一水平恒力F 拉物塊A,使物塊B上？h已知當(dāng)H上升躍離為A時(shí)的速度為V.求此過親片物塊A克服摩據(jù)力所做的功.重力加速度為S.例養(yǎng)卻（養(yǎng)瀾歸如圖4* ,質(zhì)量為m 的物圉4-&撫人 經(jīng)一輕質(zhì)彈簧與下方地面匕的質(zhì)量 為化的物體B相連，弾覧的勁度系數(shù) 為都處于靜止?fàn)顟B(tài).一條不可伸 長的輕繩繞過輕滑輪，一端連物體A斗另 一端連一輕掛鉤.開始時(shí)各段繩都處于 忡直狀態(tài)M上方的一段繩沿豎直方向. 現(xiàn)在掛鉤上掛一質(zhì)量為楓的物體C并 從止?fàn)顟B(tài)釋放，已知它恰好能使B離 開地面但不繼續(xù)上升.若將C換成另一個(gè)質(zhì)量為E 十 松】的暢怵D,仍從上述初始位置由靜止?fàn)顟B(tài)釋放則這 伙占剛離

8、地時(shí)D的速度的大小是多少？已知重力加速度 為堅(jiān)圖47例5 Wfl癖越澳I如瀰如圖47所示，一固定在豎直平面內(nèi) 的光滑的半圓形軌道AEG其半徑R=5 口軌道在C處與水平地 面相切在C處放一小物塊，給它 一水平向左的初連度譏=5 m/s,結(jié)果它沿CBA運(yùn)動(dòng)，通過A點(diǎn)，最后篦在水平施面上的D 點(diǎn)，求Ce間的距離$力加速度目取10 m/s熱點(diǎn)五對能.守恒問題的綜合分析例W 魁闕瀆潮B礁鑒如圖4-8所示，長為Z的輕so圖4-Sm 班27OO點(diǎn)正下方亍處以一定的初速 度水平向右拋出，經(jīng)一定的時(shí) 間，繩被拉直，以后小球?qū)⒁? 為圓心在豎直平面內(nèi)擺動(dòng)，已 知繩剛被拉直時(shí)，繩與豎直線成6角，求：(1)小球水平拋

9、出時(shí)的初速度斑；(對小球擺到最低點(diǎn)時(shí)，繩所受的拉力.F圖 4-10例丄1:*郴紳購m如圖470,卷揚(yáng)機(jī)的繩索通過 定滑輪用力F拉位于粗a斜面V 上的木箱，使之沿斜面加速向 上移動(dòng)在移動(dòng)過程中，下列說 法正確的是)a*f對木箱儆的功等于木箱增加的動(dòng)能與木箱克服 摩擦力所做的功之和BF對木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力 所做的功之和U木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力勢能DF對木箱做的功等于木箱增加的機(jī)撤能與木箱克 服摩擦力做的功之和五、考點(diǎn)基礎(chǔ)練習(xí)1 .質(zhì)量為m時(shí)，物塊的動(dòng)能為的物塊靜止在粗糙的水平面上，若靜止物塊受一水平拉力F的作用產(chǎn)生位移為 sE1 ;若靜止物塊受一水平拉力2F的作用

10、產(chǎn)生位移也為 s時(shí)，物塊的動(dòng)能為 E2 ,則( )A . E = EiB. E = 2EiC. E 2Ei4 在一種叫做“蹦極跳”的運(yùn)動(dòng)中，質(zhì)量為 的橡皮繩，從高處由靜止開始下落 點(diǎn)的過程中，以下說法正確的是A .速度先減小后增大C 動(dòng)能增加了 mgL5.質(zhì)量為m的汽車，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率恒為 經(jīng)過時(shí)間t行駛了位移s時(shí)，速度達(dá)到最大值m的游戲者身系一根長為L、彈性優(yōu)良的輕質(zhì)柔軟1.5L時(shí)達(dá)到最低點(diǎn)，若不計(jì)空氣阻力，則在彈性繩從原長達(dá)最低（ ）B .加速度先減小后增大D .重力勢能減少了 mgLP,摩擦阻力恒為F1,牽引力為F，汽車由靜止開始, Vm,則發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功為（）A . Pt B . Fs

11、C. mvm222mP PsD. 2F12 VmF，將（不 v向右6 如圖所示，在光滑水平面上放一木板；木板的左端放一物體，對物體施加一水平恒力 物體由靜止開始直到從木板右端拉出。如果第一次木板被固定在地面上，第二次木板未被固定，則 這兩種情況下A .摩擦力大小相同 B . F做的功相同C .摩擦產(chǎn)生的熱相同D.物體獲得的動(dòng)能相同8 .測定運(yùn)動(dòng)員體能的一種裝置如圖所示，運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量m1,繩拴在腰間沿水平方向跨過滑輪計(jì)滑輪摩擦、質(zhì)量），懸掛重物 m2,人用力蹬傳送帶而人的重心不動(dòng)，使傳送帶上側(cè)以速率 運(yùn)動(dòng)，下面是人對傳送帶做功的四種說法：人對傳送帶做功；人對傳送帶不做功；人對傳送帶做功 的功率為m

12、2gv;人對傳送帶做功的功率為 （m1 + m2）gv以上說法正確的是A .B .C .只有D .只有50Hz，查得當(dāng)?shù)?0 在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為2的重力加速度g=9.80m/s，測得所用的重物的質(zhì)量為1.00 kg。實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，把第一個(gè)點(diǎn)記作0，另選連續(xù)的4個(gè)點(diǎn)A、B、C、D作為測量的點(diǎn)。經(jīng)測量知道A、B、C、D各點(diǎn)到0點(diǎn)的距離分別為 62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm.根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由0點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，重力勢能的減少量等于 J,動(dòng)能的增加量等于 J （取3位有效數(shù)字）V211 .在驗(yàn)證機(jī)械能守恒

13、定律的實(shí)驗(yàn)中，若以為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)給出的2的數(shù),才能驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。h圖線的斜率等于2h圖象應(yīng)是2值。12 .在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量 系列的點(diǎn)，如圖所示。相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為m為1.0kg的重物自由下落，帶動(dòng)紙帶打出一0.02s，距離單位為 cm。(1)紙帶的.端與重物相連;(2)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)，物體的速度VB=m/s;(3)從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)加量A Ek=J，勢能減少量通過計(jì)算，數(shù)值上 A EkL * *A*B(41Cr3 1415 017.06O*B的過程中物體的(4)A Ep=J Ep (填“大于”2(g=9.8m/s)；，“等于”或“小于

14、”)，這是因?yàn)?5)【例實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是6】如圖所示，光滑坡道頂端距水平面高度為h,質(zhì)量為m的小物塊A從坡道頂端由靜止滑下，進(jìn)入水平面上的滑道時(shí)無機(jī)械能損失，為使A制動(dòng)，將輕彈簧的一端固定在水平滑道延長線M處的墻上，另一端恰位于滑道的末端O點(diǎn)。已知在OM段，物塊A與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為卩，其余各處的摩擦不計(jì)，重力加速度為g，求：(1)物塊速度滑到 0點(diǎn)時(shí)的速度大小;(2)彈簧為最大壓縮量d時(shí)的彈性勢能(設(shè)彈簧處于原長時(shí)彈性勢能為零)(3)若物塊A能夠被彈回到坡道上，則它能夠上升的最大高度是多少?【例6】如圖所示，豎直平面內(nèi)的軌道ABCD由水平軌道 AB與光滑的四分之一圓弧軌道CD組成，AB恰與

15、圓弧CD在C點(diǎn)相切，軌道固定在水平面上。一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從軌道的A端以初動(dòng)能E沖上水平軌道 AB,沿著軌道運(yùn)動(dòng)，由 DC弧滑下后停在水平軌道 AB的中點(diǎn)。已知水平軌道 AB長為L。求:(1)小物塊與水平軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)4。(2)為了保證小物塊不從軌道的D端離開軌道，圓2弧軌道的半徑 R至少是多大？(3)若圓弧軌道的半徑 R取第(2)問計(jì)算出的最小值，增大小物塊的初動(dòng)能，使得小物塊沖上軌道后可以達(dá)到最大高度是1.5R處，試求物塊的初動(dòng)能并分析物塊能否停在水平軌道上。如果能,將停在何處？如果不能，將以多大速度離開水平軌道?13 長為L的輕繩，一端系一質(zhì)量為 m的小球，一端固定于

16、0點(diǎn)，在0點(diǎn)正下方距 0點(diǎn)h處 有一枚釘子 C,現(xiàn)將繩拉到水平位置，將小球由靜止釋放，如圖所示，欲使小球到達(dá)最低點(diǎn)后以 C為圓心做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，則h應(yīng)滿足 曲 中 什么條件？:r I *1 :.二14 如圖所示，一勁度系數(shù)為k=800N/m的輕彈簧兩端各焊接著兩個(gè)質(zhì)量均為 m=12kg的物體A、 B。開始時(shí)物體 A、B和輕彈簧豎立靜止在水平地面上，現(xiàn)要在上面物體A上加一豎直向上的力 F,使物體A開始向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng) 0.4s物體B剛要離開地面，設(shè)整個(gè)過程中彈簧都處于彈性限度內(nèi)，取g=10m/s2，求：此過程中外力F所做的功。77777777Y7715 如圖所示，傾角為 0的光滑斜面上放有

17、兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球A和B,兩球之間用一根長(1)兩球在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小;為L的輕桿相連，下面的小球 B離斜面底端的高度為 h。兩球從靜止開始下滑，不計(jì)球與地面碰撞 時(shí)的機(jī)械能損失，且地面光滑，求：此過程中桿對 A球所做的功; 分析桿對A球做功的情況。(2)12六考點(diǎn)提升練習(xí):見第二教材P 36-41C （根據(jù)動(dòng)能定理考點(diǎn)精練參考答案Er = Fs - fs, E2 = 2Fs - fs A 2( Fs - fs) = 2E1，故 C 項(xiàng)正確)B （由由動(dòng)能定理2一 fs =mv /2, f =mg, s = 20 m,故 B 項(xiàng)正確)3.物體克服重力做功等于物體重力勢能的增量）A

18、CD （提示：手對物體做功等于物體機(jī)械能的增量；合外力對物體做功等于物體動(dòng)能的增量;4. B （開始一段，物體變加速下落，a減小，v增大；后來一段，物體變減速下落，a增大，v減小。故選項(xiàng)B正確。）5 . AD （發(fā)動(dòng)機(jī)的功率恒為匚_ PP = Fv= Fm 解得：F1 = VmVmP,經(jīng)過時(shí)間t，發(fā)動(dòng)機(jī)做的功為W=Pt;當(dāng)達(dá)到最大速度時(shí)，有Pf1;從功能關(guān)系的角度，整個(gè)過程中發(fā)動(dòng)機(jī)做的功應(yīng)等于克16服阻力做的功與物體獲得的動(dòng)能之和,21 2 , U mP 丄 Ps 、W = mvm +Fq+。)2 2尺Vm6. AC （對物體施加一水平恒力被固定在地面上，第二次木板未被固定，這兩種情況下摩擦力

19、大小相同，但兩次物體對地的位移不 同，F(xiàn)做的功不同，第二次木板未被固定時(shí)F做的功多，物體獲得的動(dòng)能大。摩擦產(chǎn)生的熱等于相互作用的摩擦力與相對位移的乘積，兩次的相對位移相同，兩次摩擦產(chǎn)生的熱量相同。所以，本題 的選項(xiàng)AC正確。）將物體由靜止開始直到從木板右端拉出，如果第一次木板ACD（ A球落地前以兩球整體為對象，根據(jù)牛頓第二定律有，求得加速度為號,A正確;從1A球落地，根據(jù)機(jī)械能守恒，有：mgh=1X2mv2解得：v=Jgh ;兩球落地后均不再彈起，所以A、B兩落地的水平距離為 s=vt=J2h , B錯(cuò)，C正確。繩L對B球做的功等于B球獲得的動(dòng) 能，W=lmv1mgh , D 正確。）2 28. A （由于人的作用，使傳送帶運(yùn)動(dòng)起來，人對傳送帶應(yīng)該做功；人的重心不動(dòng)，繩對人的拉 力和人與傳送帶間的摩擦力平衡，所以人對傳送帶做功的功率為m2gvo）BCD正確。）釋放到9. BCD （根據(jù)A、B兩球機(jī)械能守恒，可以判定10 . 7.62; 7.5611 .過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線；重力加速度 g12 . （1）左（2）0.98m/s(4)0.48J; 0.49JV;實(shí)驗(yàn)中有阻力(5)在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，重力勢能的減少量與動(dòng)能的增加量相等，機(jī)械能守恒13 .解：如圖所示，小球遇到釘子后以C為圓心做圓周運(yùn)動(dòng)，恰能到達(dá)最