高考物理創(chuàng)新（基礎(chǔ)課能力課實(shí)驗(yàn)課）版課件第五章機(jī)械能基礎(chǔ)課1

[高考導(dǎo)航]考點(diǎn)內(nèi)容要求高考命題實(shí)況高考戰(zhàn)報(bào)201520162017功和功率ⅡT9：功能關(guān)系、能量守恒定律T14：動(dòng)能定理的應(yīng)用T11：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律T14：機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用T3：物體在斜面上運(yùn)動(dòng)的Ek－x圖象T5：圓周運(yùn)動(dòng)中的功能關(guān)系T9：連接體中的功能問題T14(3)：疊加體中的功能關(guān)系3年8考難度較大保B沖A動(dòng)能動(dòng)能定理Ⅱ重力勢(shì)能Ⅱ高頻考點(diǎn)：①功、功率。②動(dòng)能定理及應(yīng)用。③機(jī)械能守恒定律、功能關(guān)系。④實(shí)驗(yàn)。創(chuàng)新區(qū)域：①利用物體多過程運(yùn)動(dòng)考查學(xué)生分析問題的能力，如涉及彈簧問題等。②實(shí)驗(yàn)的拓展與創(chuàng)新。彈性勢(shì)能

Ⅰ機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用Ⅱ能量守恒Ⅰ實(shí)驗(yàn)四：探究動(dòng)能定理

實(shí)驗(yàn)五：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

【說明】彈性勢(shì)能的表達(dá)式不作要求?；A(chǔ)課1功和功率功1.定義：一個(gè)物體受到力的作用，如果在__________上發(fā)生了一段位移，就說這個(gè)力對(duì)物體做了功。2.做功的兩個(gè)要素 (1)作用在物體上的___； (2)物體在力的方向上發(fā)生的_______。知識(shí)排查力的方向力位移3.公式：W＝__________(如圖1所示)Flcosα圖1(1)α是力與______方向之間的夾角，l為物體對(duì)地的位移。(2)該公式只適用于______做功。位移恒力4.功的正負(fù) (1)當(dāng)0°≤α＜90°時(shí)，W＞0，力對(duì)物體做______。 (2)當(dāng)90°＜α≤180°時(shí)，W＜0，力對(duì)物體做_______，或者說物體______這個(gè)力做了功。 (3)當(dāng)α＝90°時(shí)，W＝0，力對(duì)物體_________。正功負(fù)功不做功克服功率1.定義：功與完成這些功所用時(shí)間的______。2.物理意義：描述力對(duì)物體_____________。3.公式 (1)P＝，P為時(shí)間t內(nèi)的_________。 (2)P＝___________(α為F與v的夾角) ①v為平均速度，則P為___________。 ②v為瞬時(shí)速度，則P為___________。4.發(fā)動(dòng)機(jī)功率：機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率P＝____，F(xiàn)為______力，并非是機(jī)車所受的合力。比值做功的快慢平均功率Fvcosα平均功率瞬時(shí)功率Fv牽引1.思考判斷 (1)只要物體受力的同時(shí)又發(fā)生了位移，則一定有力對(duì)物體做功。(

) (2)一個(gè)力對(duì)物體做了負(fù)功，則說明這個(gè)力一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng)。(

) (3)作用力做正功時(shí)，其反作用力一定做負(fù)功。(

) (4)靜摩擦力不可能對(duì)物體做功。(

) (5)由P＝Fv可知，發(fā)動(dòng)機(jī)功率一定時(shí)，機(jī)車的牽引力與運(yùn)行速度的大小成反比。(

) (6)汽車上坡時(shí)換成低擋位，其目的是為了減小速度得到較大的牽引力。(

)

答案

(1)×

(2)√

(3)×

(4)×

(5)√

(6)√小題速練答案

BD3.[人教版必修2P59第1題改編]如圖2所示，兩個(gè)物體與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相等，它們的質(zhì)量也相等。在甲圖中用力F1拉物體，在乙圖中用力F2推物體，與水平方向夾角均為α，兩個(gè)物體都做勻速直線運(yùn)動(dòng)，通過相同的位移。設(shè)F1和F2對(duì)物體所做的功分別為W1和W2，物體克服摩擦力做的功分別為W3和W4，下列判斷正確的是(

)圖2A.F1＝F2

B.W1＝W2C.W3＝W4

D.W1－W3＝W2－W4答案

D功的分析與計(jì)算1.判斷力是否做功及做正、負(fù)功的方法 (1)看力F的方向與位移l的方向間的夾角α判斷——常用于恒力做功的情形。 (2)看力F的方向與速度v的方向間的夾角α判斷——常用于曲線運(yùn)動(dòng)的情形。 (3)根據(jù)動(dòng)能的變化：動(dòng)能定理描述了合外力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系，即W合＝ΔEk，當(dāng)動(dòng)能增加時(shí)合外力做正功；當(dāng)動(dòng)能減少時(shí)合外力做負(fù)功。2.恒力做功的計(jì)算方法：直接用W＝Flcosα計(jì)算3.合力做功的計(jì)算方法

方法一：先求合力F合，再用W合＝F合lcosα求功。

方法二：先求各個(gè)力做的功W1、W2、W3…，再應(yīng)用W合＝W1＋W2＋W3＋…求合力做的功。4.幾種力做功比較 (1)重力、彈簧彈力做功與位置有關(guān)，與路徑無關(guān)。 (2)滑動(dòng)摩擦力、空氣阻力做功與路徑有關(guān)。 (3)摩擦力做功有以下特點(diǎn) ①單一摩擦力(包括靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力)可能做正功，也可能做負(fù)功，還可能不做功。 ②相互作用的一對(duì)靜摩擦力做功的代數(shù)和總等于零；相互作用的一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功的代數(shù)和不為零，且總為負(fù)值?！纠?】

(多選)如圖3所示，人站在自動(dòng)扶梯上相對(duì)扶梯靜止不動(dòng)，隨扶梯向上勻速運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是(

)圖3A.重力對(duì)人做負(fù)功

B.摩擦力對(duì)人做正功C.支持力對(duì)人做正功

D.合力對(duì)人做功為零解析

人隨電梯向上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)只受重力和豎直向上的支持力，所以重力做負(fù)功，支持力做正功，合力為零所以做功為零，選項(xiàng)A、C、D正確。答案

ACD【例2】一物體靜止在粗糙水平地面上?，F(xiàn)用一大小為F1的水平拉力拉動(dòng)物體，經(jīng)過一段時(shí)間后其速度變?yōu)関。若將水平拉力的大小改為F2，物體從靜止開始經(jīng)過同樣的時(shí)間后速度變?yōu)?v。對(duì)于上述兩個(gè)過程，用WF1、WF2分別表示拉力F1、F2所做的功，Wf1、Wf2分別表示前后兩次克服摩擦力所做的功，則(

) A.WF2＞4WF1，Wf2＞2Wf1 B.WF2＞4WF1，Wf2＝2Wf1 C.WF2＜4WF1，Wf2＝2Wf1 D.WF2＜4WF1，Wf2＜2Wf1答案

C1.恒力做功的計(jì)算思路2.計(jì)算功的大小的兩點(diǎn)技巧 (1)在求功時(shí)，要區(qū)分是求某個(gè)力的功還是合力做功，是求恒力做功還是變力做功。 (2)恒力做功與物體的實(shí)際路徑無關(guān)，等于力與物體在力方向上的位移的乘積，或等于位移與在位移方向上的力的乘積。功率的理解與計(jì)算【例3】

(2017·徐州、連云港、宿遷高三三模)如圖4所示，四個(gè)相同的小球A、B、C、D，其中小球A、B、C位于同一高度h處，A小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，B小球沿光滑斜面由靜止滑下，C小球做平拋運(yùn)動(dòng)，D小球從地面開始做斜拋運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)的最大高度也為h。在每個(gè)小球落地的瞬間，其重力的功率分別為PA、PB、PC、PD。下列關(guān)系式正確的是(

)圖4A.PA＝PB＝PC＝PD

B.PA＝PC>PB＝PDC.PA＝PC＝PD>PB

D.PA>PC＝PD>PB答案

C求解功率時(shí)應(yīng)注意的“三個(gè)”問題(1)首先要明確所求功率是平均功率還是瞬時(shí)功率。(2)平均功率與一段時(shí)間(或過程)相對(duì)應(yīng)，計(jì)算時(shí)應(yīng)明確是哪個(gè)力在哪段時(shí)間(或過程)內(nèi)做功的平均功率。(3)瞬時(shí)功率計(jì)算時(shí)應(yīng)明確是哪個(gè)力在哪個(gè)時(shí)刻(或位置)的功率。1.模型一以恒定功率啟動(dòng) (1)動(dòng)態(tài)過程機(jī)車啟動(dòng)問題(2)這一過程的P－t圖象和v－t圖象如圖5所示。圖52.模型二以恒定加速度啟動(dòng) (1)動(dòng)態(tài)過程(2)這一過程的P－t圖象和v－t圖象如圖6所示。圖6【例6】

(2017·江蘇徐州市沛縣中學(xué)質(zhì)檢)一汽車在平直公路上以速度v0勻速行駛。從某時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率P隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖7所示。假定汽車所受阻力的大小f恒定不變。下列描述該汽車的速度v隨時(shí)間t變化的圖象中，可能正確的是(

)圖7答案

D變力做功的計(jì)算方法——遷移變通能力的培養(yǎng)方法以例說法應(yīng)用動(dòng)能定理

用力F把小球從A處緩慢拉到B處，F(xiàn)做功為WF，則有WF－mgl(1－cosθ)＝0，得WF＝mgl(1－cosθ)微元法質(zhì)量為m的木塊在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)一周克服摩擦力做功Wf＝f·Δx1＋f·Δx2＋f·Δx3＋…＝f(Δx1＋Δx2＋Δx3＋…)＝f·2πR圖8答案C【典例2】一物體所受的力F隨位移x變化的圖象如圖9所示，求在這一過程中，力F對(duì)物體做的功為(

)A.3J

B.6JC.7J D.8J圖9答案B1.(2017·江蘇省南京市、鹽城市高三年級(jí)第一次模擬考試)如圖10所示，小球置于傾角為45°斜面上被豎直擋板擋住，整個(gè)裝置勻速豎直下降一段距離。此過程中，小球重力大小為G，做功為WG；斜面對(duì)小球的彈力大小為F1，小球克服F1做功為W1；擋板對(duì)小球的彈力大小F2，做功為W2。不計(jì)一切摩擦，則下列判斷正確的是(

)圖10A.F2＝G，W2＝0 B.F1＝G，W1＝WGC.F1>G，W1>WG D.F2>G，W2>WG2.(2017·南通、泰州、揚(yáng)州、淮安二模)高三某同學(xué)參加引體向上體能測試，在20s內(nèi)完成10次標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作，則此過程中該同學(xué)克服重力做功的平均功率最接近于(

) A.150W B.300W C.450W D.600W答案

A3.以一定的初速度豎直向上拋出一個(gè)小球，小球上升的最大高度為h，空氣阻力的大小恒為F，則從拋出到落回到拋出點(diǎn)的過程中，空氣阻力對(duì)小球做的功為(

) A.0

B.－Fh

C.Fh

D.－2Fh

解析

阻力與小球速度方向始終相反，故阻力一直做負(fù)功，W＝－Fh＋(－Fh)＝－2Fh，選項(xiàng)D正確。

答案

D4.(2017·蘇錫常鎮(zhèn)二模)汽車從靜止開始先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，然后做勻速運(yùn)動(dòng)