1、內容要求功和功率動能和動能定理重力做功與重力勢能功能關系、機械能守恒定律及其應用 本章內容是必修內容部分的重點內容，在2019年的高考中涉及本部分內容出題的幾率非常大，考查的熱點包括重力勢能、機械能守恒、動能定理、能量的轉化和守恒定律等，而單一知識點命題的幾率小綜合性命題的幾率大 在2019年的高考中對本部分內容的考查以計算題形式出現的可能性較大，應是與功能關系知識、牛頓運動定律、圓周運動及平拋運動(含類平拋)、電磁學等知識相聯系的綜合應用 1復習本章內容應把重點放在級要求的內容中，即：(1)功和功率概念(2)動能變化和動能定理(3)機械能守恒定律與能的轉化守恒定律 2復習本章內容時應注意：

2、對本章的復習應抓住功和能的關系這一基本線索，通過“能量轉化把知識聯系在一起 (1)求一個力做功及做功功率，應從恒力做功、變力做功及功能關系、動能定理多角度進行訓練，并應進一步使學生明確“功是能量轉化的量度這一說法的內涵 (2)機動車啟動問題對大多數同學而言是一個難關，關鍵應讓學生通過復習明白公式PFv的意義學會過程分析方法，對兩種啟動方式進行詳細剖析是非常有必要的 (3)動能定理的復習，首先使學生明確其物理意義及應用步驟，強調必須具有所有外力做功的總和才等于物體動能變化量，其次要重視對物理過程進行分析特別是對復雜過程整體使用動能定理(4)對機械能守恒定律的三種表達形式，可通過一組相對簡單的題目

3、進行比較講解，使學生真正理解三種形式的實質是相同的，但使用不同的形式解題在文字說明上應有所體現，并注意選擇最簡解法(5)機械能知識有非常強的綜合性，大部分試題都與牛頓定律、圓周運動、動量守恒、電磁學、熱學知識相互聯系，在指導學生解答這類問題時，一定要讓學生養成：首先理清物理情景；其次建立物理模型，然后把復雜的過程問題，分解成幾個簡單過程；最后列規律方程并求解的好習慣 課時1功功率 知識點一功 知識回顧 1物理意義：功是描述力對 效果的物理量，是過程量 2做功的二要素： 和 的位移 3定義：力和物體在力的方向上位移的乘積稱為力對物體做的功空間積累空間積累力力力的方向上力的方向上 4計算式：W ，

4、F表示恒力的大小，l表示物體運動的位移，為 的夾角 5特點：功是 ，取值不同，功會出現正負，正功表示 做功，負功表示 做功，合力的功等于各分力分別做功的 和Flcos力的方向與位移方向力的方向與位移方向標量標量動力動力阻力阻力代數代數 要點深化 1功的計算公式WFlcos應用注意要點 (1)WFlcos是恒力做功的計算式，對變力做功的計算不適用因而，每當使用WFlcos計算功時，要先弄清是恒力做功還是變力做功 (2)恒力做功多少只與F、l及二者夾角余弦有關，而與物體的加速度大小、速度大小、運動時間長短等都無關，即與物體的運動性質無關，同時還與有無其他力做功也無關 (3)公式WFlcos中的l是

5、物體相對地面的位移，而不是相對于和它接觸的物體的位移 2合力做功的計算 (1)合力做的功等于各力做功的代數和 即W合W1W2W3 (2)先求出物體受到的合力F合，再由W合F合lcos求解，但應注意應為合力與位移l的夾角，F合在運動過程中保持不變 基礎自測 1下列說法正確的是() A當作用力做正功時，反作用力一定做負功 B當作用力不做功時，反作用力也不做功 C作用力與反作用力的功，一定大小相等，正負符號相反 D作用力做正功，反作用力也可能做正功 解析：要搞清作用力與反作用力的功，應從以下幾個方面思考：作用力與反作用力的關系，即作用力與反作用力作用在不同的物體上，大小相等方向相反作用力、反作用力所

6、作用的物體的位移關系我們要明確，作用力、反作用力作用下的一對物體，可能向相反的方向運動，也可能向同一方向運動，也可能一個運動而另一個靜止，還可能兩物體都靜止 由功的公式WFlcos，我們不難判斷，當作用力做正功時，反作用力可以做正功、負功或不做功當作用力不做功時，反作用力也可以做功故A、B、C均錯，只有D正確一對相互作用力分別作用在不同的物體上，兩個力的作用效果可以相同，也可以完全不同 答案：D 2起重機以1 m/s2的加速度將質量為1000 kg的貨物由靜止開始勻加速向上提升，若g取10 m/s2，則在1 s內起重機對貨物所做的功是() A500 JB4500 J C5000 J D5500

7、 J 答案：D 知識點二功率 知識回顧 1公式 (1)P ，P為時間t內的 (2)P ，為F與v的夾角 若v為平均速度，則P為 ， 若v為瞬時速度，則P為 平均功率平均功率Fvcos平均功率平均功率瞬時功率瞬時功率 2物理意義：描述做功的 ，功率大則做功 ，功率小則做功 3額定功率：機器 工作的功率一般在機器的銘牌上標明 4實際功率：機器 時輸出的功率要求 額定功率快慢快慢快快慢慢正常正常實際工作實際工作小于等于小于等于 (2)從PFv可見： 當P一定時，要增加F，必須減小v，故汽車爬坡時，司機常換低擋降低速度來增大牽引力當F一定時，v增加(如勻加速運動)，則P也會增加，但這樣的過程是有限度的

8、當v一定時，P越大F就越大如功率越大的起重機可吊起的重物的質量越大 2機車的兩種啟動方式 機車以恒定的功率啟動 機車以恒定的功率啟動時，若運動過程中其所受阻力F阻不變，其所受的F牽及a、v的變化情況可表示如下： 即機車啟動后先做加速度逐漸減小的加速運動，再做勻速運動其vt圖象如圖1所示 圖圖1 機車從靜止勻加速啟動 機車以恒定的加速度啟動時，開始牽引力不變，當其速度增大到一定值v時，其功率達到最大值，下面的過程與上述一樣在此過程中，其牽引力功率、牽引力、加速度及速度的變化情況可表示如下： 即機車啟動后先做勻加速運動，后做加速度逐漸減小的加速運動，再做勻速運動其vt圖象如圖2所示圖圖2 注意：勻

9、加速結束時機車的速度并不是最后的最大速度因此時FF阻，之后還要在功率不變的情況下變加速一段時間才達到最后的最大速度vmax. 基礎自測 1(2021遼寧、寧夏卷)水平地面上有一木箱，木箱與地面之間的動摩擦因數為(01)現對木箱施加一拉力F，使木箱做勻速直線運動設F的方向與水平面夾角為，如圖3，在從0逐漸增大到90的過程中，木箱的速度保持不變，那么() AF先減小后增大 BF一直增大 CF的功率減小 DF的功率不變圖圖3 答案：AC 答案：C題型一恒力做功的計算例1如圖4所示，質量為m的物體靜止在傾角為的斜面上，物體與斜面的動摩擦因數為.現使斜面水平向左勻速移動距離l，求：(1)物體所受各力對物

10、體所做的功各為多少？(2)斜面對物體做的功是多少？(3)各力對物體所做的總功是多少？圖圖4 (2)求斜面對物體做的功，即求斜面對物體施的力做的總功 WWFWf0 J. (3)求總功是求各力功的代數和 W總WFWfWG0 J. 答案(1)Wfmglsincos，WFmglsincos，WG0 J (2)0 J(3)0 J 題后反思 利用公式求恒力做功時應注意 1位移s為對地位移(嚴格講是力的作用點的位移) 2合力的功等于分力做功的代數和 變式11在光滑的水平地面上有質量為M的長木板A(如圖5所示)，平板上放一質量為m的物體B，A、B之間的動摩擦因數為.今在物體B上加一水平恒力F.B和A發生相對滑

11、動，經過時間t.求： (1)摩擦力對A所做的功 (2)摩擦力對B所做的功圖圖5 題型二變力做功的計算 例2如圖6所示，一質量為m2.0 kg的物體從半徑為R5.0 m的圓弧的A端，在拉力作用下沿圓弧緩慢運動到B端(圓弧AB在豎直平面內)拉力F大小不變始終為15 N，方向始終與物體在該點的切線成37角圓弧所對應的圓心角為60，BO邊為豎直方向，g取10 m/s2. 圖圖6 求這一過程中： (1)拉力F做的功 (2)重力mg做的功 (3)圓弧面對物體的支持力FN做的功 (4)圓弧面對物體的摩擦力Ff做的功 (2)重力mg做的功WGmgR(1cos60)50 J. (3)物體受的支持力FN始終與物體

12、的運動方向垂直，所以WFN0. (4)因物體在拉力F作用下緩慢移動，動能不變，由動能定理知：WFWGWFf0. 所以WFfWFWG(62.850) J12.8 J. 答案(1)62.8 J(2)50 J(3)0 J(4)12.8 J 題后反思 在遇到求功的問題時，一定要注意分析是求恒力的功還是變力的功，如果是求變力的功，看能否轉化為求恒力功的問題，不能轉化的，還可以借助動能定理和能的轉化和守恒定律來求解 變式21如圖7所示，定滑輪至滑塊的高度為h，已知細繩的拉力為F(恒定)，滑塊沿水平面由A點前進s至B點，滑塊在初、末位置時細繩與水平方向夾角分別為和.求滑塊由A點運動到B點的過程中，繩的拉力對

13、滑塊所做的功圖圖7解析：設繩對物體的拉力為T，顯然人對繩的拉力F等于T.T在對物體做功的過程中大小雖然不變，但其方向時刻在改變，因此該問題是變力做功的問題但是在滑輪的質量以及滑輪與繩間的摩擦不計的情況下，人對繩做的功就等于繩的拉力對物體做的功，而拉力F的大小和方向都不變，所以F做的功可以用公式WFlcos直接計算由圖可知，在繩與水平面的夾角由變到的過程中，拉力F的作用點的位移大小為： 題型三功率的計算 例3如圖8所示，一質量為m的物體，從傾角為的光滑斜面頂端由靜止下滑，開始下滑時離地高度為h，當物體滑至斜面底端時重力的瞬時功率為_，整個過程的平均功率為_圖圖8 題后反思 功率的計算方法 1首先

14、要明確所求功率是平均功率還是瞬時功率，對應于某一過程的功率為平均功率，對應于某一時刻的功率為瞬時功率 變式31(2021遼寧/寧夏高考)質量為m的物體靜止在光滑水平面上，從t0時刻開始受到水平力的作用力的大小F與時間t的關系如圖9所示，力的方向保持不變，那么()圖圖9 答案：BD 題型四機車啟動問題 例4額定功率為80 kW的汽車，在平直公路上行駛的最大速度是20 m/s.汽車的質量是2 t，如果汽車從靜止開始做勻加速直線運動，加速度的大小是2 m/s2，運動過程中阻力不變求： (1)汽車受到的阻力有多大？ (2)3 s末汽車的瞬時功率有多大？ (3)汽車維持勻加速運動的時間是多少？ 答案(1

15、)4103 N(2)4.8104 W(3)5 s題后反思汽車運動的全過程中有兩個最大的速度vm和vm，這是兩個不同的最大速度，切勿混淆在勻加速運動階段牽引力恒定，速度逐漸增大，汽車的輸出功率逐漸增大，當汽車的輸出功率等于額定功率時的速度是汽車做勻加速運動的最大速度vm.之后汽車以額定功率運動，牽引力逐漸減小，速度逐漸增大，當牽引力等于摩擦阻力時，汽車達到最大速度vm，以后汽車以該速度在額定功率下做勻速運動顯然vmvm. 變式41“綠色奧運是2019年北京奧運會的三大理念之一，奧組委決定在各比賽場館使用新型節能環保電動車 圖圖10 在檢測某款電動車性能的實驗中，質量為8102 kg的電動車由靜止

16、開始沿平直公路行駛，達到的最大速度為15 m/s，利用傳感器測得此過程中不同時刻電動車的牽引力F與對應的速度v，并描繪出F圖象(圖中AB、BO均為直線，如圖10所示)假設電動車行駛中所受的阻力恒定，求此過程中： (1)電動車的額定功率； (2)電動車由靜止開始運動，經過多長時間速度達到2 m/s? 分析：不管對哪種啟動方式，機動車的功率均是指牽引力的功率，對啟動過程的分析也都是用分段分析法，并且將牛頓第二定律和運動學公式相結合進行綜合分析有時也應用動能定理求解 解析：(1)分析圖線可知：電動車由靜止開始做勻加速直線運動，達到額定功率后，做牽引力逐漸減小的變加速直線運動，達到最大速度后做勻速直線

17、運動 當最大速度vmax15 m/s時，牽引力為Fmin400 N 故恒定阻力FfFmin400 N 額定功率PFminvmax6 kW. 答案：(1)6 kW(2)1 s 1沿著高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向上拉同一物體到頂端，以下說法中正確的是() A沿坡度小、長度大的斜面上升克服重力做的功多 B沿長度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多 C沿坡度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多 D上述幾種情況重力做功同樣多 解析：重力做功只與高度有關，與路徑無關，因而，題中所述幾種情況重力做功同樣多 答案：D 2如圖11所示，物體沿弧形軌道滑下后進入足夠長的水平傳送帶，傳送帶以圖

18、示方向勻速運轉，則傳送帶對物體做功情況可能是() A始終不做功 B先做負功后做正功 C先做正功后不做功 D先做負功后不做功圖圖11 解析：設傳送帶速度大小為v1，物體剛滑上傳送帶時的速度大小為v2.當v1v2時，物體隨傳送帶一起勻速運動，故傳送帶與物體之間不存在摩擦力，即傳送帶對物體始終不做功，A正確；當v1v2時，物體相對傳送帶向左運動，物體受到的滑動摩擦力方向向右，則物體先做勻加速運動直到速度達到v1，再做勻速運動，故傳送帶對物體先做正功后不做功，B錯誤，C正確 答案：ACD 3以初速度v0做平拋運動的物體，重力在第1 s末和第2 s末的功率之比為，重力在第1 s內和第2 s內的平均功率之比為，那么() A/3/2B/2/3 C/1/2 D/2 答案：A 4如圖12所示，某力F10 N作用于半徑R1 m的轉盤的邊緣上，力F的大小保持不變，但方向始終保持與作用點的切線方向一致，則轉動一周后，這個力F做的總功應為() A0 J