（浙江选考）2021版新高考物理一轮复习6第五章机械能及其守恒定律1第1节功和功率教学案.docx

第五章 机械能及其守恒定律知识内容考试要求真题统计2016.102017.42017.112018.42018.112019.42020.11.追寻守恒量能量b2.功c210、2017、203.功率c104.重力势能c41355.弹性势能b56.动能和动能定理d202020520217.机械能守恒定律d2020178.能量守恒定律与能源d1220实验：探究做功与物体速度变化的关系17(1)17实验：验证机械能守恒定律17(2)第1节功和功率【基础梳理】提示：力位移能量转化Flcos 正功不做功负功快慢Fvcos 正常工作额定【自我诊断】 判一判(1)只要物体受力的同时又发生了位移，则一定有力对物体做功()(2)一个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动()(3)作用力做负功时，反作用力一定做正功()(4)力对物体做功的正负是由力和位移间的夹角大小决定的()(5)由PFv可知，发动机功率一定时，机车的牵引力与运行速度的大小成反比()(6)汽车上坡时换低挡位，其目的是减小速度得到较大的牵引力()提示：(1)(2)(3)(4)(5)(6) 做一做(2020福建闽粤联合体联考)如图所示，质量相同的两物体从同一高度由静止开始运动，A沿着固定在地面上的光滑斜面下滑，B做自由落体运动两物体分别到达地面时，下列说法正确的是()A重力的平均功率PAPB B重力的平均功率PAPBC重力的瞬时功率PAPB D重力的瞬时功率PAPB提示：选D.设斜面的倾角为，高度为h，B做自由落体运动，运动时间tB，A做匀加速直线运动，agsin ，根据gsin t得，tA，可知tAtB；重力做功相等，根据P知，PAPB，A、B错误；根据动能定理，mghmv2得，两物体到达地面时的速度大小均为v，A物体重力的瞬时功率PAmgvsin ，B物体重力的瞬时功率PBmgv，则PAPB，C错误，D正确对功的判断和计算【知识提炼】1功的正负的判断方法2恒力做功的计算方法【典题例析】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审题指导WFlcos 可以理解为功等于力与力方向上的位移的乘积解析如图，小球在F方向的位移为CB，方向与F同向，则WFFCBFLsin 小球在重力方向的位移为AC，方向与重力反向，则WGmgACcos 180mgL(1cos )绳的拉力FT时刻与运动方向垂直，则WFT0故W总WFWGWFTFLsin mgL(1cos )答案见解析【题组过关】 考向1恒力做功的求解1(2020杭州质检)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，Wf22Wf1BWF24WF1，Wf22Wf1CWF24WF1，Wf22Wf1DWF24WF1，Wf22Wf1解析：选C.物体两次的加速度之比a2a121，位移之比l2l1tt21，摩擦力之比f2f111，由牛顿第二定律得Ffma，则拉力之比F2F1(ma2f)(ma1f)2，做功之比WF2WF1(F2l2)(F1l1)4，Wf2Wf1(f2l2)(f1l1)21，故C正确 考向2变力做功的求解2(2020宁波调研)一滑块在水平地面上沿直线滑行，t0时其速度为1 m/s，从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力F，力F、滑块的速率v随时间的变化规律分别如图甲和乙所示，设在第1 s内、第2 s内、第3 s内力F对滑块做的功分别为W1、W2、W3，则以下关系正确的是()AW1W2W3BW1W2W3CW1W3W2 DW1W2W3解析：选B.在第1 s内，滑块的位移为x111 m0.5 m，力F做的功为W1F1x110.5 J0.5 J；第2 s内，滑块的位移为x211 m0.5 m，力F做的功为W2F2x230.5 J1.5 J；第3 s内，滑块的位移为x311 m1 m，力F做的功为W3F3x321 J2 J，所以W1W2，设整个测试过程中牵引力F做的功和克服摩擦力f做的功分别为W1、W2，0t1时间内F做功的平均功率和全过程克服摩擦力f做功的平均功率分别为P1、P2，则下列判断正确的是()AW1W2，F2f BW1W2，F2fCP12f DP1P2，F2f解析：选B.机车整个运动过程中，根据动能定理有W1W20，所以W1W2，又P1，P2，因t2t1，所以P1P2；根据牛顿第二定律，机车的牵引力为F时的加速度大小a1，关闭发动机后机车加速度大小a2，根据vt图象斜率的意义可知a1a2，即Ff f，所以有F 2f，综上分析可知，B正确12.如图所示，汽车停在缓坡上，要求驾驶员在保证汽车不后退的前提下向上启动，这就是汽车驾驶中的“坡道起步”，驾驶员的正确操作是：变速杆挂入低速挡，徐徐踩下加速踏板，然后慢慢松开离合器，同时松开手刹，汽车慢慢启动，下列说法正确的是()A变速杆挂入低速挡，是为了增大汽车的输出功率B变速杆挂入低速挡，是为了能够提供较大的牵引力C徐徐踩下加速踏板，是为了让牵引力对汽车做更多的功D徐徐踩下加速踏板，是为了让汽车的输出功率保持为额定功率解析：选B.由PFv可知，在功率一定的情况下，当速度减小时，汽车的牵引力就会增大，此时更容易上坡，则换低速挡，增大牵引力，故A错误，B正确；徐徐踩下加速踏板，发动机的输出功率增大，根据PFv可知，是为了增大牵引力，故C、D错误13一物体在粗糙的水平面上滑行从某时刻起，对该物体再施加一水平恒力F，则在此后的一段时间内()A如果物体改做匀速运动，则力F一定对物体做负功B如果物体改做匀加速直线运动，则力F一定对物体做正功C如果物体仍做匀减速运动，则力F一定对物体做负功D如果物体改做曲线运动，则力F一定对物体不做功解析：选B.物体在粗糙的水平面上做匀减速直线运动施加一水平恒力F后，如果物体改做匀速运动，则力F一定与摩擦力等大、反向，与物体运动方向相同，对物体做正功，A错误；如果物体改做匀加速直线运动，则力F一定与物体运动方向相同，且大于摩擦力，力F对物体做正功，B正确；如果物体仍做匀减速运动，则力F可能与物体运动方向相同，但大小小于摩擦力，对物体做正功，也可能与物体运动方向相反，对物体做负功，C错误；只要物体受力F与物体运动方向不共线，物体就做曲线运动，力F与速度的夹角既可以是锐角也可以是钝角，还可以是直角，各种做功情况都有可能，D错误14.(2020舟山高二期中)在水平面上，有一弯曲的槽道弧AB，槽道由半径分别为和R的两个半圆构成(如图所示)，现用大小恒为F的拉力将一光滑小球从A点沿滑槽道拉至B点，若拉力F的方向时时刻刻均与小球运动方向一致，则此过程中拉力所做的功为()A0 BFRC.FR D2FR解析：选C.虽然拉力方向时刻改变，但力与运动方向始终一致，用微元法，在很小的一段位移内可以看成恒力，小球的路程为R，则拉力做的功为FR，故C正确二、非选择题15如图甲所示，在水平路段AB上有一质量为2103 kg的汽车，正以10 m/s的速度向右匀速运动，汽车前方的水平路段BC较粗糙，汽车通过整个ABC路段的vt图象如图乙所示(在t15 s处水平虚线与曲线相切)，运动过程中汽车发动机的输出功率保持20 kW 不变，假设汽车在两个路段上受到的阻力(含地面摩擦力和空气阻力等)各自有恒定的大小求：(1)汽车在AB路段上运动时所受的阻力Ff1；(2)汽车刚好到达B点时的加速度a；(3)BC路段的长度解析：(1)汽车在AB路段时，有F1Ff1，