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(shì)能變化的關(guān)系，熟練應(yīng)用動(dòng)能定理求解有關(guān)問(wèn)題。2應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決實(shí)際問(wèn)題，提高分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力復(fù)習(xí)重點(diǎn)： 動(dòng)能定理，機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用復(fù)習(xí)難點(diǎn)： 1動(dòng)能和動(dòng)能定理2機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用一、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(shì)能，功能關(guān)系、機(jī)械能 守恒定律及其應(yīng)用。大綱對(duì)本部分考點(diǎn)均為n類要求，即對(duì)所列知識(shí)要理解其確切含義及與其他知識(shí)的聯(lián)系， 能夠進(jìn)行敘述和解釋， 并能在實(shí)際問(wèn)題的分析、 綜合、推理和判斷等過(guò)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)

2、，涉及這部分內(nèi)容的考題不但題型 全、分量重，而且還經(jīng)常有高考?jí)狠S題。考查最多的是動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律。易與本部分知 識(shí)發(fā)生聯(lián)系的知識(shí)有：牛頓運(yùn)動(dòng)定律、圓周運(yùn)動(dòng)、帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)等，一般過(guò)程復(fù) 雜、難度大、能力要求高。本考點(diǎn)的知識(shí)還?？疾榭忌鷮⑽锢韱?wèn)題經(jīng)過(guò)分析、推理轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問(wèn)題， 然后運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題的能力。所以復(fù)習(xí)時(shí)要重視對(duì)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(shí)解決物理問(wèn)題的能力。二、命題趨勢(shì) 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

3、條件，能夠運(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(shuō)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(jiàn)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。（2）通過(guò)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(shì)能。知道重力勢(shì)能的變化與重力做功的關(guān)系。（ 4 ）通過(guò)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

4、恒定律分析生活和生產(chǎn)中的有 關(guān)問(wèn)題。（ 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(guò)能量守恒以及能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性，認(rèn)識(shí)提高效率的重要性。了解能源與人類生存和社會(huì) 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(cè)量人在某種運(yùn)動(dòng)中的功率。例6、通過(guò)查找資料、訪問(wèn)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)題類型選講弗點(diǎn)一功和功率的分析例上攤歸騒刪対帕就車在水平路面上從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)叢S末關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，做勻減逸直線 運(yùn)動(dòng)融s末靜止丼 E BH象如圏4-1所示 0E中“月，若 汽車牽引力儆功為 W,平

5、均功率為P,汽車加速和減速過(guò) 程中立服摩擦力做功分別為W.和幣.平均功率分別為 Fi 和 P則(：)團(tuán)4-1A. W = WL +W工0尸=尸1b. w, w D. Pt = F2例2觀S解殘刪刪瞬如圖42所示，固定的光滑豎直桿上套著一個(gè)滑塊，用輕繩系著 滑塊繞過(guò)光滑的定滑輪，以大小恒定 的拉力F拉繩，使滑塊從A點(diǎn)囪靜 止開(kāi)始上升*若從A點(diǎn)上升至B點(diǎn) 和從點(diǎn)上升至C點(diǎn)的過(guò)程中拉力 F做的功分別為W,滑塊鏗B、 C兩點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為EhE沁，圖中AB=BCr則一定有)A. W.W,U Eks Ex；B. W A*F對(duì)木箱做的功等于木箱堵加的動(dòng)能與木箱克服 摩擦力所做的功之和BF對(duì)木箱做的功等于木

6、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(shì)能DF對(duì)木箱做的功等于木箱增加的機(jī)械能與木箱克 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 s時(shí)，物塊的動(dòng)能為 E!;若靜止物塊受一水平拉力 2F的作用產(chǎn)生位移也為 s時(shí)，物塊的動(dòng)能為 E2， 則（ ）A E2=EiB E2=2E 2E1D. E： E： 2E-i4 .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(kāi)始下落 點(diǎn)的過(guò)程中，以下說(shuō)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

7、經(jīng)過(guò)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(zhǎng)為L(zhǎng)、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(zhǎng)達(dá)最低（ ）B .加速度先減小后增大D .重力勢(shì)能減少了 mgLP,摩擦阻力恒為Fi,牽引力為F，汽車由靜止開(kāi)始, Vm,則發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功為（）A . Pt B . Fs C. mvm222mP Ps D.Fi2 Vm6 .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(duì)物體施加一水平恒力F，將物體由靜止開(kāi)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做的功相同一上C. 摩擦

8、產(chǎn)生的熱相同D. 物體獲得的動(dòng)能相同8 .測(cè)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mi,繩拴在腰間沿水平方向跨過(guò)滑輪 （不 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v向右運(yùn)動(dòng)，下面是人對(duì)傳送帶做功的四種說(shuō)法：人對(duì)傳送帶做功；人對(duì)傳送帶不做功；人對(duì)傳送帶做功0） a G）閉的功率為m2gv;人對(duì)傳送帶做功的功率為（mi+ m2） gv占叫以上說(shuō)法正確的是（）A.B.C.只有 D.只有10 .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50Hz，查得當(dāng)?shù)?的重力加速度g=9.80m/s，測(cè)得所用的重物的質(zhì)量為1.00 kg。實(shí)驗(yàn)

9、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(cè)量的點(diǎn)。經(jīng)測(cè)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(shì)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）211.在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(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222-h圖象應(yīng)是,才能驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。-h圖線的斜率等于 的數(shù)22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0.02s

10、，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) B的過(guò)程中物體的加量 Ek=J，勢(shì)能減少量 Ep=J (g=9.8m/s2)；(4) 通過(guò)計(jì)算，數(shù)值上 Ek Ep (填“大于”，“等于”或“小于”),這是因?yàn)?5)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是?！纠?】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(wú)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(zhǎng)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)，

11、重力加速度為g，求:(1) 物塊速度滑到 O點(diǎn)時(shí)的速度大?。?2) 彈簧為最大壓縮量d時(shí)的彈性勢(shì)能處于原長(zhǎng)時(shí)彈性勢(shì)能為零)A(設(shè)彈簧(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(zhǎng)為L(zhǎng)。求：(1) 小物塊與水平軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)J。(2) 為了保證小物塊不從軌道的 D端離開(kāi)軌 弧軌道的半徑 R

12、至少是多大？道，圓(3)若圓弧軌道的半徑 R取第(2)問(wèn)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(kāi)水平軌道?13 長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕繩，一端系一質(zhì)量為m的小球，一端固定于 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f I.Ct ；、 I J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 條件？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(kāi)始時(shí)物

13、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(kāi)始向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng) 0.4s物體B剛要離開(kāi)地面，設(shè)整個(gè)過(guò)程中彈簧都處于彈性限度內(nèi)，取g=10m/s此過(guò)程中桿對(duì) A球所做的功； 分析桿對(duì)A球做功的情況。 ,求：此過(guò)程中外力F所做的功。15 .如圖所示，傾角為 0的光滑斜面上放有兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球A和B,兩球之間用一根長(zhǎng)為L(zhǎng)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(kāi)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：(1) 兩球在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小;六考點(diǎn)提升練習(xí)：見(jiàn)第二教材 P36-41考點(diǎn)精練參考答案1. C （

14、根據(jù)動(dòng)能定理 EF fs, E2 =2Fs - fs - 2（Fs - fs） -2E!，故 C 項(xiàng)正確）22. B （由由動(dòng)能定理 - fs - -mv 12, f = mg，s = 20 m，故B項(xiàng)正確）3. ACD （提示：手對(duì)物體做功等于物體機(jī)械能的增量；合外力對(duì)物體做功等于物體動(dòng)能的增量;物體克服重力做功等于物體重力勢(shì)能的增量）4. B （開(kāi)始一段，物體變加速下落，a減小，v增大；后來(lái)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PP = Fv= Fm 解得：F1 =- VmVmP,經(jīng)過(guò)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P服阻

15、力做的功與物體獲得的動(dòng)能之和,W mv； Rs 二器匕。）22Fi唏2Fi;從功能關(guān)系的角度，整個(gè)過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)做的功應(yīng)等于克6. AC （對(duì)物體施加一水平恒力將物體由靜止開(kāi)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，這兩種情況下摩擦力大小相同，但兩次物體對(duì)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(duì)位移的乘積，兩次的相對(duì)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。）7. ACD （ A球落地前以兩球整體為對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律有，求得加速度為-,A正確；從2釋放到A球落地，根據(jù)

16、機(jī)械能守恒，有：mgh=； 2mv2解得：v . gh ;兩球落地后均不再?gòu)椘?，所以A、B兩落地的水平距離為 s=vt=.2h , B錯(cuò)，C正確。繩L對(duì)B球做的功等于 B球獲得的動(dòng) 能，W= - mv mgh , D 正確。）2 28. A （由于人的作用，使傳送帶運(yùn)動(dòng)起來(lái)，人對(duì)傳送帶應(yīng)該做功；人的重心不動(dòng)，繩對(duì)人的拉力和人與傳送帶間的摩擦力平衡，所以人對(duì)傳送帶做功的功率為m2gv。）9. BCD （根據(jù)A、B兩球機(jī)械能守恒，可以判定BCD正確。）10 . 7.62 ； 7.5611 .過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線；重力加速度g12 . （1）左（2）0.98m/s（3）0.48J； 0.49J（4）v

17、;實(shí)驗(yàn)中有阻力(5) 在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，重力勢(shì)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)最高點(diǎn)的速度設(shè)為Wf = mg ( X1 + X2)1 2 + mv2由牛頓第二定律得mg =口r一 1 2 由機(jī)械能守恒定律得mg(h - r) mv由幾何關(guān)系得 L=h+r解得 h=0.6m所以h應(yīng)滿足的條件為h亠0.6m14 .解：(1) A原來(lái)靜止時(shí)，彈簧壓縮量為xi,由平衡條件得：kxi=mg物體B剛要離開(kāi)地面時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)量為X2,有：kx2=mg解得 X1= x2=0.15m物體A勻加速運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得X1 + X2= -t2解得 v= 1.5m/s在力F作用的0.4s內(nèi)，初末狀態(tài)的彈性勢(shì)能相等，由功能關(guān)系得：解得 Wf = 49.5J15 . (1 )由于不計(jì)摩擦及碰撞時(shí)的機(jī)械能損失，因此兩球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。兩球在光滑 水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小相等，設(shè)為v,根據(jù)機(jī)械能守恒定律有：1 2mg(2h Lsin