物理2018届高考创新设计第一轮总复习打包老师搜集5章1讲

物

理人教版精准高考第五章 机械能必修二考点内容要求高考命题实况2014Ⅰ卷2014Ⅱ卷2015Ⅰ卷2015Ⅱ卷2016Ⅰ卷2016Ⅱ卷2016Ⅲ卷功和功率ⅡT16

6分T17

6分动能和动能定理ⅡT17

6分T20

6分T24

12分重力做功与重力势能Ⅱ功能关系、机械能守恒定律及其应用ⅡT17

6分T21

6分T25

18分T21

6分T25

20分实验五：探究动能定理实验六：验证机械能守恒定律T22

5分T22

6分动能定理和功能关系及机械能守恒定律、能量守恒定律是考查的重点内容，每年的压轴题、高难度的题常涉及本章内容，常和直线运动、平抛运动、圆周运动、牛顿运动定律、动量守恒定律相结合考查。常以选择题和计算题的形式考查，选择题6分左右，计算题18分左右。本章的两个实验也常常在高考题中出现，主要是从实验原理的角度命题考查。抓住功是能量转化的量度这一主线，多角度、多方面理解功的概念。动能定理是一条适用范围很广的物理规律，复习中应结合牛顿运动定律，以功是能量转化的量度为依据进行推导论证，明确每个物理量，以及

“＝”的含义。对于机械能守恒定律，选择ΔEk＝ΔEp列方程，在不少题目中给分析和列方程带来很大方便，在复习中应对这一点引起重视，分析问题时注意多种形式去考虑。复习过程中要特别注意以弹簧模型、传送带模型以及与圆周运动模型结合为载体的题型的复习。对实验的复习要注重对实验原理的理解和实验迁移能力的训练。第1讲

功 功率1知识梳理自测2核心考点突破3阶段培优微专题42年高考模拟5课后限时训练知识梳理自测1．定义：物体受到力的作用，并在

力的方向上

发生一段位移，就说力对物体做了功。2．做功的两个必要条件：力和物体在力的方向上发生的位移。3．公式：W＝

Flcosα

，其中F是恒力，l是位移，α是

力F

和夹角。位移l

的功单位：焦耳(J)。功是

标量，没有方向，但有正负。根据W＝Flcosα可知：当0°≤α<90°时，力对物体做

正功，是动力，物体获得能量。当90°<α≤180°时，力对物体做

负功(如－2J，也称物体克服这个力做了2J的功)，是阻力，物体向外转移能量。当α＝90°时，力对物体

不做功。可见，正功、负功表示对物体做功的力是

动

力或阻力，以及力对物体做功引起能量的转化。答案：(1)重力做功为4J，风力做功为3J。(2)不能，各力做功的代数和为总功，总功为7J。功率1．公式W平均功率P＝

t

，P

为时间

t内的

。P＝_Fvcos_α_，α为F

与v

的夹角。①若v

为平均速度，则P为

平均功率

。②若v

为瞬时速度，则P

为瞬时功率。物理意义：描述做功的

快慢，功率大则做功

快

，功率小则做功

慢

。额定功率：机器

正常

工作的功率，一般在机器的铭牌上标明。实际功率：机器

实际工作时输出的功率。要求

小于等于

额定功率。答案：(1)牵引力牵引力。(2)变化，做加速度减小的加速运动(3)减小速度，增大思维辨析：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。(

)滑动摩擦力可能做负功，也可能做正功；静摩擦力对物体一定不做功。(

)作用力做正功时，反作用力一定做负功。(

)据P＝Fv可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比。(

)汽车上坡的时候，司机必须换挡，其目的是减小速度，得到较小的牵引力。(

)答案：(1)√

(2)×

静摩擦力对物体可能做负功，也可能做正功。(3)×(4)√作用力做正功时，反作用力可能做正功，做负功，也可能不做功。(5)×

汽车上坡司机换挡，其目的是减小速度，增大牵引力。1．(2017·江苏镇江模拟)如图所示，匈牙利大力士希恩考·若尔特曾用牙齿拉动50t

的A320客机。他把一条绳索的一端系在飞机下方的前轮处，另一端用牙齿紧紧咬住，在

52s

的时间内将客机拉动了约

40m，假设大力士牙齿的拉力约为5×103N

，绳子与水平方向夹角

θ

约为

30°

，则飞机在被拉动的过程中导学号51342496(

B

)重力做功为2.0×107J拉力做功约1.7×105J克服阻力做功约1.5×105J合外力做功约2.0×105J[解析]

飞机在水平方向被拉动，故此过程中飞机的重力不做功，故

A

错误；根据

W＝Fscosθ＝5×103×40×

3

＝1.7×105J，故

B

正确；飞机获得的动能

E2

Jk1

40

23

4＝1mv2＝

×50×10

×(2×

)J＝5.9×10

J，根据动能定理可知，合外力做功为2

2

525.9×104J，又拉力做功1.7×105J，所以克服阻力做功1.11×105J，故C、D

均错误。2．(多选)下列说法正确的是导学号51342497(

)一质点受两个力作用且处于平衡状态(静止或匀速)，这两个力在同一段时间内一定相同一质点受两个力作用且处于平衡状态(静止或匀速)，这两个力在同一段时间内做的功或者都为零，或者大小相等符号相反在同样的时间内，作用力和反作用力的功大小不一定相等，但正负号一定相反在同样时间内，作用力和反作用力的功大小不一定相等，正负号也不一定相反BD[解析]力是矢量，一对平衡力大小相等、方向相反，故在同一段时间内的力一定大小相等、方向相反，A选项错误；一对平衡力作用在同一物体上，大小相等、方向相反，故在同一段时间内做的功必定效果相反，互相抵消，或均不做功，B选项正确；在同样的时间内，作用力和反作用力由于是作用于不同物体上，引起物体的位移不一定相等，故功的大小不一定相等，正负号也不一定相反，C选项错误，D选项正确。3．如图所示，木块B

上表面是水平的，当木块A

置于B

上，并与B

保持相对静止，一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑，在下滑过程中导学号51342498(C

)A．A

所受的合外力对A不做功C．B

对A的摩擦力做正功B．B

对A的弹力做正功D．A对B

做正功[解析]AB一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑，加速度为gsinθ。由于

A速度增大，由动能定理，A所受的合外力对A做正功，B对A的摩擦力做正功，

B对A的弹力做负功，选项A、B错误C正确。B对A的力垂直于斜面向上，A对B的力垂直斜面向下，与速度方向垂直，A对B不做功，选项D错误。4.如图所示，质量为m

的小球以初速度v0

水平抛出，恰好垂直打在倾角为θ导学号513424990A．mgv

tanθB．mgv0tanθCmgv0．

sinθD．mgv0cosθ的斜面上，则球落在斜面上时重力的瞬时功率为(不计空气阻力)(

B

)核心考点突破1．判断力是否做功及做正、负功的方法功的分析与计算判断根据适用情况根据力和位移的方向的夹角判断常用于恒力做功的判断根据力和瞬时速度方向的夹角判断常用于质点做曲线运动根据功能关系或能量守恒定律判断常用于变力做功的判断2．计算功的方法

(1)恒力做的功直接用W＝Flcosα计算或动能定理(2)合外力做的功方法一：先求合外力F合，再用W合＝F合lcosα求功，尤其适用于已知质量m和加速度α的情况。方法二：先求各个力做的功W1

、W2

、W3…，再应用W合＝W1

＋W2

＋W3＋…求合外力做的功。方法三：利用动能定理，合力做的功等于物体动能的变化。(3)变力做的功①应用动能定理求解。②用W＝Pt求解，其中变力的功率P不变。③当力的大小不变，而方向始终与运动方向相同或相反时，这类力的功等于力和路程(不是位移)的乘积。如滑动摩擦力做功、空气阻力做功等。④常用方法还有转换法、微元法、图象法、平均力法等，求解时根据条件灵活选择。如图所示，在匀减速向右运动的车厢内，一人用力向前推车厢，该导学号51342500人与车厢始终保持相对静止，则下列说法中正确的是

A．人对车厢的推力不做功

B．人对车厢的推力做负功C．车厢对人的作用力做正功

D．车厢对人的作用力做负功(

D

)解题探究：(1)人和车的加速度方向向哪？(2)车对人的作用力方向向哪？答案：(1)人和车一起向右做匀减速直线，则加速度方向向左。(2)斜向左上方。[解析]车厢向右做匀减速运动，即a、v方向相反，加速度a向左，且人与车厢具有相同的加速度。对人受力分析，受到重力和车厢对人的作用力，则车厢对人的作用力方向为斜向左上方，与位移方向成钝角，所以车厢对人做负功，C错误，D正确。人对车厢的作用力方向斜向右下方，人对车厢的作用力与车厢位移方向成锐角，人对车厢做正功(或由动能定理，人的动能减小，故车对人做负功，人对车做正功来判断)，A、B错误。名师归纳：判断“功的正负”注意事项判断功的正负时要注意：做功的本质是力对物体做功。但是题目中经常提到甲物体对乙物体做功的说法，此时必须明确以下两个问题：甲物体对乙物体的作用力有几个。甲物体对乙物体做功指的是甲物体对乙物体作用力的合力做功，应该明确合力的方向。导学号51342501上升，在这个过程中人脚所受的静摩擦力

A．等于零，对人不做功

B．水平向左，对人不做功C．水平向右，对人做正功

D．沿斜面向上，对人做正功[解析]

由牛顿第二定律知人受水平向右的静摩擦力，该力与人的位移方向夹角小于90°，则W＝Flcosα可知该力对人做正功，C正确。〔类题演练1

〕(1)功的正负判断如图所示，人站在电动扶梯的水平台阶上，假定人与扶梯一起沿斜面匀加速(

C

)(2)恒力的功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，则导学号51342502(C

)A．WF2>4WF1，Wf2>2Wf1C．WF2<4WF1，Wf2＝2Wf1B．WF2>4WF1，Wf2＝2Wf1D．WF2<4WF1，Wf2<2Wf1[解析]本题考查了物体在粗糙水平面上的运动及功的计算。关键是运动过程的分析和受力分析并由运动学确定位移及由动力学确定F1、F2的关系。两种情况下物体所受滑动摩擦力相同，即f＝μmg，F1、F2作用下的加速度分别为a1、a2，1

2

2

1

1

2由运动学规律v＝a

t、2v＝a

t，则a

＝2a

；其位移分别为L

＝v

，L

＝2v

＝vt，2t

2

t则L2＝2L1。由牛顿第二定律有F1－f＝ma1，F2－f＝ma2，所以F2＝2F1－f。上述两过程中：F1、F2

做的功分别为WF1＝F1L1、WF2＝F2L2＝(2F1－f)2L1＝4F1L1－2fL1；克服摩擦力做功分别为Wf1＝fL1，Wf2＝fL2＝2fL1，所以WF2<4WF1，Wf2＝2Wf1，选项C

正确。(3)变力的功如图所示，固定的光滑竖直杆上套着一个滑块，用轻绳系着滑块绕过光滑的定滑轮。以大小不变的拉力F

拉绳，使滑块从A

点起由静止开始上升。若从d点上升至B

点和从B

点上升至C

点的过程中拉力F

做的功分别为W1、W2，滑块滑至B、C

两点时的动能分别为EkB、EkC，图中AB＝BC，则一定有导学号51342503(A

)A．W1>W2C．EkB>EkCB．W1<W2D．EkB<EkC[解析]滑块在竖直方向受到两个力的作用，一是绳子的拉力F的分力

F·cosα，其中α为绳与竖直杆的夹角，二是滑块本身的重力mg。根据做功的定义W＝Fscosα，上升的距离一样、力的大小一样，但α越来越大，cosα越来越小，所以W1>W2

；虽然滑块在上升，但其是做加速运动还是减速运动不能确定，其动能的变化取决于合力所做功的正负，拉力F做的功与重力做的功不能确定哪个大、哪个小，所以动能的变化情况不能确定。功率的计算计算功率的方法1．平均功率的计算方法W利用P

＝

t

。利用P

＝F·v

cosθ，其中v

为物体运动的平均速度，F

为恒力。2．瞬时功率的计算方法利用公式P＝F·vcosθ，其中v

为t

时刻的瞬时速度。P＝F·vF，其中vF

为物体的速度v

在力F

方向上的分速度。P＝Fv·v，其中Fv为物体受的外力F

在速度v

方向上的分力。(多选)质量为

m的物体静止在光滑水平面上，从

t＝0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，则导学号51342504(

BD

)A．3t0

时刻的瞬时功率为5F2t0

0mB．3t0

时刻的瞬时功率为15F2t0

0mC．在t＝0到3t0

这段时间内，水平力的平均功率为23F2t0

04mD．在t＝0到3t0

这段时间内，水平力的平均功率为25F2t0

06m解题探究：如何求出t0、2t0、3t0的瞬时速度及各时段的位移？0

0答案：根据F－t

图象、牛顿第二定律以及v＝v

＋at

和x＝v

t＋12at2，求出相应时刻的速度和相应时间段的位移。0

1F0m0

1[解析]

在

0～2t

时间内，物体的加速度

a

＝

，2t

时刻的速度

v

＝1

0a

2t

＝2F0t0m，位移x1＝2F

t2m3F

m0

0；2t0～3t0

时间内，加速度

a2＝

0，3t0

时刻的速度

v2＝v1＋a2t0＝5F0t07F

t2m

2m，2t0～3t0

时间内的位移

x2＝

0

0；所以

3t0

时刻的瞬时功率

P＝3F0v2＝15F2tmWt0

0，B

对，A

错；3t0

内的平均功率

P＝

＝F0x1＋3F0x23t0＝25F2t6m0

0，D

对，C错。名师归纳：计算功率的基本思路首先要弄清楚是平均功率还是瞬时功率。平均功率与一段时间(或过程)相对应，计算时应明确是哪个力在哪段时间(或过程)内做功的平均功率。瞬时功率计算时应明确是哪个力在哪个时刻(或状态)的功率。求解瞬时功率时，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乘以速度方向的分力求解。(1)从抛出到落地全过程中重力的平均功率。

(2)物体落地时，重力的瞬时功率。[答案]

(1)50W

(2)100W〔类题演练2

〕在离地面5m

高处以10m/s

的水平初速度抛出一个质量1kg

的物体。不计空气阻力，g

取10m/s2。求：导学号51342505[解析]

(1)物体从抛出到落地全过程中重力做功W＝mgh＝1×10×5J＝50J下落时间t＝2h＝g

102×5s＝1sW

W

50据P＝

t

，得重力的平均功率P

＝

t

＝

1W＝50W(2)物体落地时，竖直方向的瞬时速度v＝gt＝10×1m/s＝10m/s重力的瞬时功率P＝mgv＝1×10×10W＝100W1．两种启动方式的比较机车启动问题两种方式以恒定功率启动以恒定加速度启动AB

段过程分析F＝F

阻⇒a＝0⇒F

＝

P阻

vmv↑⇒F＝P额↓⇒va＝F－F阻↓m运动性质以vm

匀速直线运动加速度减小的加速运动BC

段无F＝F

阻⇒a＝0⇒P额以

vm＝F

匀速运动阻2．三个重要关系式(1)无论哪种启动过程，机车的最大速度都等于其匀速运动时的速度，即vmFminF阻min阻＝

P

＝

P

(式中

F

为最小牵引力，其值等于阻力

F

)。(2)机车以恒定加速度启动的运动过程中，匀加速过程结束时，功率最大，速FmF阻度不是最大，即

v＝P<v

＝

P

。(3)机车以恒定功率运行时，牵引力做的功W＝Pt。由动能定理：Pt－F

阻x＝ΔEk。此式经常用于求解机车以恒定功率启动过程的位移大小。ACD(多选)下列各图是反映汽车(额定功率P

额)从静止开始匀加速启动，最后做匀速运动的过程中，其速度随时间以及加速度、牵引力和功率随速度变化的图象，其中正确的是导学号51342506(

)解题探究：(1)汽车从静止开始匀加速启动，能一直匀加速吗？(2)汽车最后匀速阶段，有什么典型特征？答案：(1)不能。当P＝P额时再匀加速，机车则会烧毁。(2)a＝0，F＝f。[解析]从静止开始匀加速启动，由公式P＝Fv及题意知，当力恒定，随着速度的增加功率P增大，当P＝P额时，功率不再增加，此时，牵引力F大于阻力

f，速度继续增加，牵引力减小，此后汽车做加速度逐渐减小的加速运动，当F＝f时，速度达最大，做匀速运动。由以上分析知，B错，A、C、D对。(多选)(2017·河北衡水二中期中)质量为m

的汽车在平直的路面上启动，启动过程的速度—时间图象如图所示，其中OA段为直线，AB

段为曲线，B点后为平行于横轴的直线。已知从t1

时刻开始汽车的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力的大小恒为Ff，以下说法正确的是导学号51342507(

AD

)1v1t1A．0～t

时间内，汽车牵引力的数值为

m

＋Ff1

2v1t1B．t

～t

时间内，汽车的功率等于(m

＋F

)vf

2C．t

～1

2t

时间内，汽车的平均速率小于v

＋v1

222D．汽车运动的最大速率v

＝(mv1F1t1＋1)v1〔类题演练3

〕1v1[解析]

0～t

时间内汽车做匀加速运动，加速度为

a＝

t1

，由牛顿第二定律可v1知F－F

＝ma，解得F＝mt1

＋f

f

1

2F

，选项

A

正确；t

～t

时间内，汽车做加速度减小的加速运动，t2

时刻速度达到最大，此时F＝Ff，汽车的功率等于P＝Ffv2；选