高考导练2017新课标物理一轮课件5 1和功率共

高考总复习/新课标物理经典品质/超越梦想必修Ⅱ第五章 机械能及其守恒定律考纲解读1．考纲要求内

容要求说

明(1)功和功率ⅡⅡⅡⅡ(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(一)：功与速度变化的关系实验(二)：验证机械能守恒定律2.分析解读本章是力学知识的重要内容之一，它是建立在力的概念、运动学的知识和牛顿运动规律的基础上的，它进一步研究的是空间积累效应和运动状态变化之间的关系．内容主要包括四个概念(功、功率、动能和势能)和三个定律(动能定理、机械能守恒定律、能的转化和守恒定律)．因此，在复习时应深刻理解，准确掌握功、功率、动能、重力势能、弹性势能等重要概念及相关物理量的判断、计算，熟练掌握动能定理、机械能守恒定律及功能关系，并能灵活运用，牢固树立功是能量转化的量度、能量守恒和功能转化的观点．高考预测分析1．考情分析

(1)功和功率本部分内容在高考中所占比例为5%左右，题型比较全面，题目难度中等，在高考中单独考查其基本概念的几率很小，往往与动能定理、功能关系、电磁学、图象问题等知识结合综合考查，是高考命题的热点，例如2014年高考重庆卷第2

题、2013

年高考浙江卷第17

题、2012

年高考江苏卷第3

题综合考查功、功率等基本知识，2015

年高考课标全国卷Ⅱ第17

题、2013

年高考广东卷第19

题与动能定理及运动学知识结合．(2)动能和动能定理本部分内容在高考中所占比例为10%左右，动能定理一直是高考的热点内容，每年必考，题型非常全面，既有选择题、实验题也有计算题，以中等难度为主，对动能定理的考查常以生产、生活、科技为背景命题，考查的方式既可单独命题，如2014

年高考课标全国卷Ⅱ第16

题、2013

年高考海南卷第13

题、四川卷第9

题，2014年高考广东卷第36题、2015

年福建卷17

题．命题特点是综合性强、难度大，往往是高考压轴题．(3)功能关系、机械能守恒定律及其应用本部分内容在高考中所占比例为10%左右，题型较全面，但以非选择题为主，题目难度中等以上，有关功能关系、机械能守恒定律的考查多以生活、科技为载体，考查的方式既可单独命题，如2014

年高考大纲全国卷第19

题、福建卷第21

题、广东卷第16

题、2013

年高考江苏卷第9

题、山东卷第16

题；也可与圆周运动、平抛运动结合命题，如2014年高考安徽卷第15

题、福建卷第21

题、2013

年高考浙江卷第23

题、福建卷第20

题；还可与带电粒子在电磁场中的运动、电磁感应等知识结合命题，如2013

年高考课标全国卷Ⅱ第24

题、2015

年安徽卷第22

题．命题特点是灵活性强、综合面大、能力要求高．2．高考预测从考纲要求及近几年高考试题看本章内容是必修部分的重点内容，在今后的高考中出题的几率非常大，考查的热点是功和功率、重力势能、机械能守恒、能的转化和守恒、动能定理．预计在2017年的高考中对本章的考查以计算题形式出现的几率较大，很可能是牛顿运动定律、圆周运动及电磁学等知识相联系的综合题，复习时应特别重视．第1讲 功和功率自主复习评估主干知识功做功的两个因素：

和物体在力的方向上发生的

，两者缺一不可．恒力做功(1)公式：W＝

.(2)功的正负①当

≤α＜

时，W＞0，力对物体做正功；②当

＜α≤

时，W＜0，力对物体做负功；③当

α＝

时，W＝0，力对物体不做功．温馨提示：(1)功是标量，正功表示对物体做功的力是动力，负功表示对物体做功的力是阻力.功不是能量，而是能量转化的量度.功的单位，焦耳(J)，1

焦耳＝1

牛·米，即1

J＝1

N·m.W(1)平均功率：P＝

t

或P＝F

v

cosα.(2)瞬时功率：P＝Fvcosα.4．单位：瓦特，符号W.1

W＝

J/s,1

kW＝

W功率功率的定义式：P＝

.功率的物理意义：功率是描述物体

的物理量，用字母

P

表示．平均功率和瞬时功率5．发动机的功率(1)发动机铭牌上的功率是

，是发动机长时间正常工作允许的最大功率．(2)实际功率：机械实际工作时的输出功率，要求小于或等于额定功率．温馨提示：发动机的功率是牵引力的功率，计算公式P＝F

牵v，在保持功率不变的情况下，牵引力跟速度成反比.答案知识点11．力

位移2．(1)Flcosα(2)

0π

π2

2ππ2知识点2W1.

t2．做功快慢4.

1

10005．(1)额定功率提

示温馨（点击进入）word板块请做：自主测评考点突破判断正、负功的方法【解析】方法一：因斜面放在光滑的水平面上，当A

下滑时，斜面在A

的压力下将向右加速运动，A

的对地位移如图5－1－7

所示，斜面对小物块的弹力方向垂直于接触面，弹力F

与小物块的对地位移的夹角大于90°，所以斜面对小物块的作用力做负功，正确选项为B.方法二：从能量变化的情况分析，物块A

与斜面组成的系统机械能守恒，而斜面体的机械能增加了，故A

的机械能减少，物块A

只受弹力和重力，所以弹力对A

一定做负功．【答案】

B解析：设传送带速度大小为v1，物体刚滑上传送带时的速度大小为v2.当v1＝v2

时，物体随传送带一起匀速运动，故传送带与物体之间不存在摩擦力，即传送带对物体始终不做功，A

正确．当v1＜v2

时，物体相对传送带向右运动，物体受到的滑动摩擦力方向向左，则物体先做匀减速运动直到速度减为v1，再做匀速运动，故传送带对物体先做负功后不做功，B

错误，D

正确．当v1＞v2

时，物体相对传送带向左运动，物体受到的滑动摩擦力方向向右，则物体先做匀加速运动直到速度达到v1，再做匀速运动，故传送带对物体先做正功后不做功，C

正确．答案：ACD功的大小计算【解析】

由题图可知，在绳与水平面的夹角由

α

变到

β

的过程中，拉力

F

的作用点的位移大小为：Δs＝s1－s2＝h

－

hsinα

sinβT

FW

＝W

＝F·Δs＝Fh(

1

－sinα

sinβ1

)【答案】

Fh(

1

－sinα

sinβ1

)功率的计算【解析】W＝mgh平抛运动过程中重力做的功平抛运动的时间t＝2h

g从抛出到落地过程中重力的(平均)功率P＝

t

＝W

mgh

2h

g1＝mg

2gh物体刚要落地时竖直分速度vy＝gt＝

2gh刚要落地时重力的功率P′＝mgvy＝mg

2gh2【答案】

mg

1ghmg

2gh即学即练

2

(多选)一质量为

1 kg

的质点静止于光滑水平面上，从

t＝0

时起，第

1秒内受到

2N

的水平外力作用，第

2秒内受到同方向的

1N

的外力作用．下列判断正确的是(

)950～2

s

内外力的平均功率是4W第2

秒内外力所做的功是4J第2

秒末外力的瞬时功率最大4D．第1

秒内与第2

秒内质点动能增加量的比值是5解析：由动量定理Ft＝mvt－mv0，求出1

s

末、2

s

末速度分别为：v1＝2

m/s、v2＝3122m/s.A：故0～2

s

内，合力做功为W

＝

mv

＝4.5

J1

W1

9，平均功率为P＝

t

＝4W，A

对.B：21212

22

1根据动能定理，第2

秒内外力所做的功W

＝

mv

－mv2＝2.5

J，B

错．C：第1

s

末，外力的瞬时功率P1＝F1v1＝4

W，第2

秒末外力的瞬时功率P2＝F2v2＝3

W，C

错．D：121第1

秒内与第2

秒内动能增加量分别为：ΔEk

＝

mv

＝2

J21

12

22、ΔEk

＝2mv

－112mv2＝2.5

J，4比值为5，D

对．答案：AD机车启动问题．(2)机车从静止匀加速启动机车以恒定的加速度启动时，开始牵引力不变，当其速度增大到一定值v

时，其功率达到最大值，下面的过程与(1)一样．在此过程中，其牵引力功率、牵引力、加速度及速度的变化情况可表示如下：mF－F阻F

不变时，a＝

不变⇒v↑⇒P⇒Fv↑⇒当P＝Pm时，a≠0，v仍在变大m⇒P

一定，v↑⇒FPm＝

v

↓⇒a＝F－F阻m↓⇒当F＝F阻时，a＝0，v达最大值vm⇒保持v＝vm

不变．2．三个重要关系式mFmin(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

v

＝

P

＝

PF阻(式中Fmin

为最小牵引力，其值等于阻力F

阻)．(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，速度不是Fm最大，即

v＝P<v

＝

PF阻(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．【解析】

汽车运动中所受阻力大小为Ff

＝0.1

mg①f

max

PFf(1)当

a＝0

时速度最大，牵引力最小等于

F

的大小，则最大速度

v

＝

②联立①②解得：vmax＝12

m/s.设汽车加速度a＝2

m/s2

时牵引力为F1，由牛顿第二定律：F1－Ff＝ma③1

PF1此时汽车速度

v

＝

④联立③④并代入数据得v1＝4

m/s.(2)当汽车以a′＝0.5

m/s2

匀加速运动时，设牵引力为F2.由牛顿第二定律：F2－Ff＝ma′⑤t

PF2汽车匀加速过程所能达到的最大速度

v

＝

⑥a′联立①⑤⑥并代入数据解得：t＝

vt

＝16

s.【答案】(1)12m/s4

m/s(2)16

s汽车在前5

s

内的牵引力为4×103

N汽车在前5

s

内的牵引力为6×103

N汽车的额定功率为60

kW汽车的最大速度为30

m/s解析：Ff＝kmg＝2×103

N，由图知匀加速运动的加速度为a＝2m/s2，由牛顿第二定律，得F－Ff＝ma，故F＝6×103

N，故A

项错误，B

项正确；因5

s

达到额定功率，P

额maxFf＝Fv＝6×103×10

W＝60

kW，C

项正确；汽车的最大速度

v

＝P额＝30

m/s，D

项正确．答案：BCD易错疑难例析1．利用微元法求变力做功【例1】(多选)(2016年宁波模拟)如图5－1－13所示，摆球质量为m，悬线的长为

L，把悬线拉到水平位置后放手，设在摆球运动过程中空气阻力F

阻的大小不变，则下列说法正确的是()重力做功为mgL绳的拉力做功为0空气阻力F

阻做功为－mgL阻D．空气阻力

F

做功为－1

πL2F

阻【要点提示】将物体的位移分割成许多小段，因小段很小，每一小段上作用在物体上的力可以视为恒力，这样就将变力做功转化为在无数多个无穷小的位移上的恒力所做元功的代数和．此法在中学阶段，常应用于求解大小不变、方向改变的变力做功问题．【解析】

小球下落过程中重力做功为

mgL，A

正确；绳的拉力始终与速度方向垂直，故绳的拉力做功为零，B

正确：空气阻力

F

阻与速度方向始终相反，大小不变，故空阻1气阻力

F

做功为－F

阻·2πL，故

C

错误、D

正确．【答案】

ABD【要点提示】

(1)静摩擦力做功的特点①静摩擦力可做正功、负功，还可以不做功．②在静摩擦力做功的过程中，只有机械能的相互转化，(静摩擦力做功起着传递机械能的作用)，而没有机械能转化成其他形式的能．③相互作用的系统内，一对静摩擦力所做的功的代数和为零．(2)滑动摩擦力做功的特点①滑动摩擦力可以对物体做正功，也可以对物体做负功，还可以不做功．②一对滑动摩擦力做功的过程中，能量转化有两种情况：一是相互摩擦的物体之间机械能相互转移；二是机械能转化为内能，转化为内能的量值等于滑动摩擦力与相对位移的乘积，即Q＝f

滑l

相对．③相互摩擦的系统内，一对滑动摩擦力所做的功的总和总是负值，其绝对值恰等于滑动摩擦力与相对位移的乘积，即等于系统损失的机械能．