复习目标深入理解功和功率的概念

1、专题五功和能复习目标： 1深入理解功和功率的概念，掌握重力做功与重力势能变化的关系，熟练应用动能定理求解有关问题。2应用机械能守恒定律解决实际问题，提高分析解决实际问题的能力复习重点： 动能定理，机械能守恒定律及其应用复习难点： 1动能和动能定理2机械能守恒定律及其应用一、考纲解读 本专题涉及的考点有：功和功率，动能和动能定理，重力做功与重力势能，功能关系、机械能 守恒定律及其应用。大纲对本部分考点均为n类要求，即对所列知识要理解其确切含义及与其他知识的联系， 能够进行叙述和解释，并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用。功能关系一直都是高考的“重中之重” ，是高考的热点和难点，涉及

2、这部分内容的考题不但题型 全、分量重，而且还经常有高考压轴题。考查最多的是动能定理和机械能守恒定律。易与本部分知 识发生联系的知识有：牛顿运动定律、圆周运动、带电粒子在电场和磁场中的运动等，一般过程复 杂、难度大、能力要求高。本考点的知识还常考查考生将物理问题经过分析、推理转化为数学问题， 然后运用数学知识解决物理问题的能力。所以复习时要重视对基本概念、规律的理解掌握，加强建 立物理模型、运用数学知识解决物理问题的能力。二、命题趋势 本专题涉及的内容是动力学内容的继续和深化，是高中物理的重点，也是高考考查的热点。要 准确理解功和功率的意义，掌握正功、负功的判断方法；要深刻理解机械能守恒的条件，

3、能够运用 功能关系解决有关能量变化的综合题。三、内容标准（1）举例说明功是能量变化的量度，理解功和功率。关心生活和生产中常见机械功率的大小及其意义。例1 分析物体移动的方向与力的方向不在一条直线上时力所做的功。例2 分析汽车发动机的功率一定时，牵引力与速度的关系。（2）通过实验，探究恒力做功与物体动能变化的关系。理解动能和动能定理。用动能定理解释生活和生 产中的现象。例3 用打点计时器或光电计时器探究恒力做功与物体动能变化的关系。例4 从牛顿第二定律导出动能定理。（3）理解重力势能。知道重力势能的变化与重力做功的关系。（ 4 ）通过实验，验证机械能守恒定律。理解机械能守恒定律。用机械能守恒定律

4、分析生活和生产中的有 关问题。（5）了解自然界中存在多种形式的能量。知道能量守恒是最基本、最普遍的自然规律之一。（6）通过能量守恒以及能量转化和转移的方向性，认识提高效率的重要性。了解能源与人类生存和社会 发展的关系，知道可持续发展的重大意义。例 5、设计实验，测量人在某种运动中的功率。例6、通过查找资料、访问有关部门，收集汽车刹车距离与车速关系的数据，尝试用动能定理进行解释。四、习题类型选讲髀点一功和功率的分析T伽加忸车在水平路面上从静止开始做匀加速宜线运动血5末关闭发动机做匀减速直线运动山3末静止丼圏象如图4-L JWS- as中“V侏若 汽车牵引力儆功为W,平均功率为P,汽车加速和减速过

5、 程中立服摩擦力做功分别为W.和幣平均功率分别为 Fi 和 P-贝！1( )上1%1图 4-1 -0尸=尸氏 Wi A W- D- Fj = Fi«2栅蟻迸注錚锵觀如 轻直杆上套着-牛滑块用轻绳泵着 滑尿绕过光清的定荷轮.以大小恒迄 鮒拉力F披媚*俠滑块从A点由静 上开始上升若从A点上升壬E点 和从B点上升至C点的过輕占拉力 F傲的功分捌为W, “超滑块紐 爪 O两点时前动能分则为£陶、£止、图A. W>WtC血AE応a w, v 晒D, EnV%c菸点二机车的垣动分析例3 嫌癖潮嫌解冏一辆质量为3X103 kg的汽 车从静止开始启动，保持发动机功率恒定，在

6、平直公路上 行驶汽车所受阻力恒为车重0. 1倍，汽车从启动到速度 达到最大值的过程中行驶的路程为128 m现先后测了某 几个时刻汽车的遽度（见表格几莒取10 m/s求（1）汽车发动机的功率,（2）为时刻汽车运动的加速度匚心）汽车从启动到速度达到最大值经历的时间.时刻羊】（5連度3 tn/ &6 m/fl10 m/w14 m/s16 m/s16 m/w热点三动倦定理的应用例5 Oft购沐3JK第金物体沿直线运型的v-r黄乘 如图4-3所不，吕知住弟1秒内合夕卜力对物体做的功为圉4-3圳点四功和龍的关擦分析例6 裁瞬券密SffH騎如图47 所示“一物体从高为H4 4C, H芍之间B.亍HD

7、.0导甘-H之间9i 7牍感蘇幽靈测魁如图 右5所示，在水平桌面的边角处有一轻 质光滑的定滑轮K,条不可伸怏的 轻绳绕过K分别与物块A丄相连, A、E的质量分别为加八？切开始时系 统处于静止状态现用一水平恒力F拉物块A,使物块E上升.已知当&上罔心升魁离为h时的邃度为认求此过親戸物块必克服摩 據力所做的功.童力加速度询石的斜面顶端由静止开始滑下.滑上 4谏制面相連的一光谱曲面又返 冋斜面在斜面t能上升到的毘大. 高度淘寺H*若不考虑换体经过斜 面底端转折处的储凰损失.刚艸物 体再一水衢冋斜面时匕升的最大高度为C例« 燥矽煖却B澤歸如图,质呈为 巾 的物体A经一呂质弹簧与下方地

8、面上的质量 为g的籾体B相连萍董的効度系数 为tA,B都处于靜止状烝.一条不可伸 抚的轻绳绕过轻滑轮，一端连物协A,另 一端连一轻挂钩.幵始时备段绳都处于 忡直状态忍上方的一段绳沿竖直方向.现在挂钩上拄一质量为 m 的物体C并 从静吐枚态释敢，已知它恰好能便 日离 开地閒恒不辭续上升.若将C换成另一个质董为+ 处）的物休D”仍从上迷初始位置由静止炊态释放则这 次E刚离地时D的速度的大小足多少？巳知重力加速度的光滑的半圆形孰道月片匚其半径例扌琰脚溺加滋就如 图47所示，一固定在竖宜平面内R=6 5叫轨道在C处与水平地 而相切在E处放一小物块，给它 水平向左的初速度0 = & m/sf结果

9、它沿CEA运动，通过A点，最后落在水平地面上的D点，求GD间的距离翼St力加速度耳取10 m/s2.热点五对能.守恒问题的综合分析O图4-8例10 删瞬逊梯衲如圈4-8所示，长为I的轻 绳一端系于固定点O另一端系 质盘为皿的小球*现让小球从 O点正下方令处以一定的初速 度水平向右拋出，经一定的时 间十绳被拉直，以后小球烙以O 为関心在竖直平面内拯动，已知绳刚被拉直时，绳与竖直线成角、求1(1) 小球水平拋出时的初速度碗;(2) 小球摆到最低点时，绳所受的拉力.例口阳燧觀I静加 如图410,卷扬机的绳索通过 定滑轮用力F拉位于粗糙斜面 上的木箱，使之沿斜面加速向 上移动在移动过程中下列说 法正确

10、的是()A. F对木箱做的功等于木箱増加的动能与木箱克服 摩擦力所做的功之和B. F对木箱做的功等于木箱克眼暉擦力和克服重力 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势能D F对木箱做的功等于木箱增加的机撤能与木箱克 服摩擦力做的功之和五、考点基础练习1 质量为m的物块静止在粗糙的水平面上，若静止物块受一水平拉力F的作用产生位移为 ss时，物块的动能为E2，时，物块的动能为 E,;若静止物块受一水平拉力2F的作用产生位移也为则（ ）A E2E1B E22 E1C. E22 E1D. E1 E22 E14 .在一种叫做“蹦极跳”的运动中，质量为m的游戏者身系一根长为 L、弹性优良的轻质

11、柔软的橡皮绳，从咼处由静止开始下落 点的过程中，以下说法正确的是A .速度先减小后增大C.动能增加了 mgL1.5L时达到最低点，若不计空气阻力，则在弹性绳从原长达最低 （ ）B .加速度先减小后增大D.重力势能减少了 mgL5.质量为m的汽车，发动机的功率恒为 P,摩擦阻力恒为Fi，牵引力为F，汽车由静止开始,经过时间t行驶了位移S时，速度达到最大值 Vm,则发动机所做的功为（）1 2mP2 PsA . Pt B. Fs C. mVmD.22 2Fi2 Vm6 .如图所示，在光滑水平面上放一木板；木板的左端放一物体，对物体施加一水平恒力F，将物体由静止开始直到从木板右端拉出。如果第一次木板被

12、固定在地面上，第二次木板未被固定，则 这两种情况下（）A .摩擦力大小相同B . F做的功相同C .摩擦产生的热相同D.物体获得的动能相同8 .测定运动员体能的一种装置如图所示， 运动员质量mi,绳拴在腰间沿水平方向跨过滑轮 （不 计滑轮摩擦、质量），悬挂重物 m2,人用力蹬传送带而人的重心不动，使传送带上侧以速率v向右运动，下面是人对传送带做功的四种说法：£丄人对传送带做功；人对传送带不做功；人对传送带做功0Q 匀的功率为m2gv;人对传送带做功的功率为（ mi + m2） gvA科1以上说法正确的是（）A.B.C.只有 D.只有10 .在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计

13、时器所用电源的频率为50Hz，查得当地的重力加速度g=9.80m/s2，测得所用的重物的质量为1.00 kg。实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作0，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点。经测量知道A、B、C、D各点到0点的距离分别为 62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm.根据以上数据，可知重物由0点运动到C点，重力势能的减少量等于 J动能的增加量等于 J （取3位有效数字）211 .在验证机械能守恒定律的实验中，若以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据给出的222-h图象应是，才能验证机械能守恒定律。-h图线的斜率等于的数22值。12 .在验证机械能守恒定

14、律的实验中，质量m为1.0kg的重物自由下落，带动纸带打出一系列的点，如图所示。相邻计数点间的时间间隔为0.02s,距离单位为cm。(1) 纸带的 端与重物相连；(2) 打点计时器打下计数点 B时，物体的速度vb=m/s;(3) 从起点0到打下计数点 B加量 Ek=(g=9.8m/s2);(4) 通过计算，数值上厶Ek(5) 实验的结论是的过程中物体的动能增J，势能减少量Ep= Ep (填“大于”，“等于”或“小于”),这是因为【例6】如图所示，光滑坡道顶端距水平面高度为h,质量为m的小物块A从坡道顶端由静止滑下，进入水平面上的滑道时无机械能损失，为使A制动，将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线

15、M处的墙上，另一端恰位于滑道的末端0点。已知在0M段，物块A与水平面间的动摩擦因数均为，其余各处的摩擦不计，重力加速度为g，求：(1) 物块速度滑到 0点时的速度大小；(2) 弹簧为最大压缩量d时的弹性势能 处于原长时弹性势能为零)(3) 若物块A能够被弹回到坡道上，则它 的最大高度是多少？A(设弹簧能够上升【例6】如图所示，竖直平面内的轨道ABCD由水平轨道 AB与光滑的四分之一圆弧轨道 CD组成，AB恰与圆弧CD在C点相切，轨道固定在水平面上。一个质量为m的小物块(可视为质点)从轨道的A端以初动能E冲上水平轨道 AB,沿着轨道运动，由 DC弧滑下后停在水平轨道 点。已知水平轨道 AB长为L

16、。求：(1)小物块与水平轨道的动摩擦因数AB的中道，圆(2) 为了保证小物块不从轨道的 D端离开轨弧轨道的半径R至少是多大？(3) 若圆弧轨道的半径 R取第(2)问计算小值，增大小物块的初动能，使得小物块冲上轨以达到最大高度是1.5R处，试求物块的初动能并分析物块能否停在水平轨道上。如果能，将停在何 处？如果不能，将以多大速度离开水平轨道？出的最道后可13 长为L的轻绳，一端系一质量为有一枚钉子 C,现将绳拉到水平位置，将小球由静止释放，如图所欲使小球到达最低点后以 C为圆心做完整的圆周运动，则h应满足条件？m的小球，一端固定于 O点，在O点正下方距 O点h处 示，器什么14 .如图所示，一劲

17、度系数为k=800N/m的轻弹簧两端各焊接着两个质量均为m=12kg的物体A、B。开始时物体 A、B和轻弹簧竖立静止在水平地面上，现要在上面物体A上加一竖直向上的力F，使物体A开始向上做匀加速运动，经0.4s物体B刚要离开地面，设整个过程中弹簧都处于弹性限度内，取g=10m/s2，求：此过程中外力 F所做的功。tFUB15 .如图所示，倾角为 9的光滑斜面上放有两个质量均为m的小球A和B,两球之间用一根长为L的轻杆相连，下面的小球 B离斜面底端的高度为 h。两球从静止开始下滑，不计球与地面碰撞 时的机械能损失，且地面光滑，求：(1) 两球在光滑水平面上运动时的速度大小;(2) 此过程中杆对 A

18、球所做的功；(3) 分析杆对A球做功的情况。六考点提升练习：见第二教材 P36-41考点精练参考答案1 . c (根据动能定理2 . B (由由动能定理E1 Fs fs, E2 2Fs fs2(Fs fs) 2E1，故 C项正确)2fs mv /2, f mg, s20 m,故B项正确)3. ACD (提示：手对物体做功等于物体机械能的增量；合外力对物体做功等于物体动能的增量;物体克服重力做功等于物体重力势能的增量)4. B (开始一段，物体变加速下落，a减小，v增大；后来一段，物体变减速下落，a增大，v减小。故选项B正确。)5 . AD (发动机的功率恒为PP= Fv= FiVm 解得：Fi

19、 =- VmVmP,经过时间t，发动机做的功为W=Pt;当达到最大速度时，有P;从功能关系的角度，整个过程中发动机做的功应等于克Fi服阻力做的功与物体获得的动能之和,12mP2 PsW 2mVm Fis 呂订。6. AC (对物体施加一水平恒力将物体由静止开始直到从木板右端拉出，如果第一次木板 被固定在地面上，第二次木板未被固定，这两种情况下摩擦力大小相同，但两次物体对地的位移不 同，F做的功不同，第二次木板未被固定时F做的功多，物体获得的动能大。摩擦产生的热等于相互作用的摩擦力与相对位移的乘积，两次的相对位移相同，两次摩擦产生的热量相同。所以，本题 的选项AC正确。)7. ACD ( A球落

20、地前以两球整体为对象，根据牛顿第二定律有，求得加速度为-,A正确；从2释放到A球落地，根据机械能守恒，有：mgh - 2mv2解得：v gh ;两球落地后均不再弹起，2所以A、B两落地的水平距离为 s=vt= ,2h , B错，C正确。绳L对B球做的功等于 B球获得的动 能，W= 1 mv2 Imgh , D 正确。)2 28. A (由于人的作用，使传送带运动起来，人对传送带应该做功；人的重心不动，绳对人的拉力和人与传送带间的摩擦力平衡，所以人对传送带做功的功率为m2gv。)9. BCD (根据A、B两球机械能守恒，可以判定 BCD正确。)10 . 7.62; 7.5611 .过坐标原点的直线；重力加速度g12 . (1)左(2) 0.98m/s(3) 0.48J; 0.49J(4) v ;实验中有阻力(5) 在实验误差范围内，重力势能的减少量与动能的