機械能及其守恒定律第五章核心素養新課程標準物理觀念(1)理解功和功率、動能和動能定理；(2)理解重力勢能，了解彈性勢能，知道機械能的含義，會判斷研究對象在某一過程機械能是否守恒；(3)熟練掌握幾種常見的功能關系，并會用于解決實際問題科學思維(1)能應用圖像法、微元法、動能定理等計算變力做功問題；培養分析、推理和綜合能力；會分析、解決機車啟動的兩類問題；(2)能應用機械能守恒定律解決具體問題；(3)掌握一對摩擦力做功與能量轉化的關系；會應用能量守恒觀點解決綜合問題核心素養新課程標準科學探究(1)熟悉“驗證機械能守恒定律”的基本實驗原理及注意事項；(2)會驗證創新實驗的機械能守恒科學態度與責任(1)會利用功能知識初步分析生產生活中的現象，體會物理學的應用價值；(2)能用機械能守恒定律分析生產生活中的有關問題；(3)理解功能關系，體會守恒觀念對認識物理規律的重要性命題分析1．考查方式：本章內容是高考的重點，難度從易到難幾乎都有涉及，而且本章內容與牛頓運動定律、曲線運動、電磁學等內容綜合時，難度較大，有時會成為高考中的壓軸題．通過功和能的各個概念規律等的理解與應用，考查“物理觀念、科學思維”素養，通常在小綜合題和大綜合題中考查；兩個實驗多以常規題型考查“科學探究”素養2．廣東命題趨勢：功和功率、動能、勢能及功能關系，機車啟動模型，利用動能定理、機械能守恒定律、功能關系進行科學推理或科學論證，利用能量觀點解決生產、生活、科技中的問題第1講功和功率欄目導航01知識梳理查漏02題點

各個擊破03配套訓練知識梳理查漏1知識一1．定義：一個物體受到力的作用，如果在力的方向上發生了一段位移，就說這個力對物體做了功．2．必要因素：力和物體在________上發生了位移．3．物理意義：功是能量轉化的________．功力的方向

量度

4．計算公式(1)當恒力F的方向與位移l的方向一致時，力對物體所做的功為W＝________.(2)當恒力F的方向與位移l的方向成某一夾角α時，力F對物體所做的功為W＝________，即力對物體所做的功，等于力的大小、位移的大小、力與位移夾角的余弦值這三者的乘積．Fl

Flcosα

正功

負功

克服

不做功

小惑易解功的公式中的l一般是物體對地的位移，不一定是對接觸面的位移【自測1】(2021年海南中學月考)物體在兩個相互垂直的力作用下運動，力F1對物體做功6J，力F2對物體做功8J，則F1、F2的合力對物體做功為 (

)A．14J

B．10J

C．2J

D．－2J【解析】力F1對物體做功6J，力F2對物體做功8J，則F1、F2的合力對物體做功為6J＋8J＝14J，A正確．A

知識二功率所用時間

做功的快慢

平均功率瓦特W平均功率瞬時功率4．額定功率：機械__________時輸出的______功率．5．實際功率：機械____________時輸出的功率．要求____________額定功率．正常工作

最大

實際工作

小于或等于

【自測2】(2021年瀘州月考)質量為2t的汽車，發動機的額定功率為60kW.該汽車在水平路面上以額定功率行駛時能達到的最大速度為15m/s，所受阻力恒定，則當汽車速度為10m/s時的加速度為 (

)A．0.5m/s2

B．1m/s2C．2m/s2 D．2.5m/s2B

題點各個擊破21．功的正負的判斷方法命題點一恒力功的分析與計算[自修掌握類]2．計算功的方法(1)恒力做功的計算方法例1

(多選)如圖所示，一個質量為m＝2.0kg的物體放在傾角為α＝37°的固定斜面上，現用F＝30N、平行于斜面的力拉物體使其由靜止開始沿斜面向上運動．已知物體與斜面之間的動摩擦因數μ＝0.50，斜面足夠長，g取10m/s2，sin37°＝0.60，cos37°＝0.80.物體運動2s后，關于各力做功情況，下列說法中正確的是 (

)A．重力做功為－120JB．摩擦力做功為－80JC．拉力做功為100JD．物體所受的合力做功為100J【答案】ABD1．如圖所示，A、B疊放著，A用繩系在固定的墻上，用力F拉著B向右移動，A未脫離B，用F′、fAB和fBA分別表示繩對A的拉力、A對B的摩擦力和B對A的摩擦力，則

(

)A．F做正功，fAB做負功，fBA做正功，F′不做功B．F和fAB做正功，fBA和F′做負功C．F做正功，其他力都不做功D．F做正功，fAB做負功，fBA和F′不做功【答案】D【解析】F與B運動方向相同，fAB與B運動方向相反，所以F做正功，fAB做負功．由于A靜止，所以fBA和F′均不做功，D正確．2．(多選)(2021年廣東六校聯考)質量為m的物體靜止在粗糙的水平面上，現分別用恒力F1、F2將該物體以相同的加速度移動相同的位移s，已知物體與水平面間的動摩擦因數都為μ，下列說法正確的是 (

)A．拉力F1一定大于F2B．拉力F1可能小于F2C．拉力F1做的功一定大于拉力F2做的功D．拉力F1做的功可能小于拉力F2做的功【答案】BC【答案】BC命題點二變力功的分析與計算[師生共研類]例2一物體所受的力F隨位移x變化的圖像如圖所示，在這一過程中，力F對物體做的功為 (

)A．3J

B．6J

C．7J

D．8J【答案】B2．當前，我國某些偏遠山區的日常用水仍然主要依靠井水．某同學用水桶從水井里提水，井內水面到井口的高度為4m．水桶離開水面時，桶和水的總質量為8kg.由于水桶漏水，在被勻速提升至井口的過程中，桶和水的總質量隨著上升距離的變化而變化，其關系如圖所示．水桶可以看成質點，不計空氣阻力，重力加速度g

取10m/s2.由圖像可知，在提水的整個過程中，拉力對水桶做的功為(

)A．280J B．320JC．240J D．200J【答案】A命題點三功率、平均功率和瞬時功率[師生共研類](2)利用公式P＝FvF，其中vF為物體的速度v在力F方向上的分速度．(3)利用公式P＝Fvv，其中Fv為物體受的外力F在速度v方向上的分力．3．計算功率的三個注意點(1)要弄清楚是平均功率還是瞬時功率．(2)平均功率與一段時間(或過程)相對應，計算時應明確是哪個力在哪段時間(或過程)內做功的平均功率．(3)瞬時功率計算時應明確是哪個力在哪個時刻(或狀態)的功率．求解瞬時功率時，如果F與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．例3

(2021年湖南卷)“復興號”動車組用多節車廂提供動力，從而達到提速的目的．總質量為m

的動車組在平直的軌道上行駛．該動車組有四節動力車廂，每節車廂發動機的額定功率均為P，若動車組所受的阻力與其速率成正比(F阻＝kv，k

為常量)，動車組能達到的最大速度為vm.下列說法正確的是

(

)A．動車組在勻加速啟動過程中，牽引力恒定不變B．若四節動力車廂輸出功率均為額定值，則動車組從靜止開始做勻加速運動【答案】BD【解析】設F1與水平面間的夾角為α，根據題述，F1與F2的功率相同，則有F1v1cosα＝F2v2.若F1＝F2，則有v1cosα＝v2，即v1>v2；若F1>F2且v1>v2，F1v1cosα＝F2v2可能成立，B、D正確，A錯誤．若F1<F2且v1<v2，則F1v1cosα＝F2v2肯定無法成立，C錯誤．2．(2022年浙江山水聯盟開學考)身高1.7m的呂小軍在東京奧運會男子舉重81公斤級比賽中奪金，并以175kg的抓舉成績和204kg的挺舉成績，創造了總成績379kg的世界紀錄．其中，抓舉上升歷時約3s，再停留2s后放下杠鈴．則在抓舉上升到頂的過程中呂小軍對杠鈴消耗的平均功率約為 (

)A．700W B．800WC．1000W D．1300W【答案】C3．(2021年湖南安仁三中月考)某人乘坐一豎直電梯從商場一樓到四樓的v-t圖像如圖所示．下列說法正確的是 (

)A．一樓到四樓的高度為10mB．0～2s內的平均速度等于6～7s內的平均速度C．整個過程中，電梯對人的支持力在4s末時功率最大D．0～6s人所受合力做的功的數值大于6～8s人所受合力做的功數值【答案】B1．兩種啟動方式：如圖所示，當汽車從靜止開始沿水平面加速運動時，有兩種不同的加速過程，但分析時采用的基本公式都是瞬時功率公式P＝Fv和牛頓第二定律F－f＝ma.命題點四機車的兩種啟動方式[師生共研類]例4一輛小汽車在水平路面上由靜止啟動，在前5s內做勻加速直線運動，5s末達到額定功率，之后保持以額定功率運動，其v-t圖像如圖所示．已知汽車的質量為m＝2×103kg，汽車受到地面的阻力為車重的0.1倍，則以下說法正確的是 (

)A．汽車在前5s內的牽引力為4×103NB．汽車在前5s內的牽引力為4.6×103NC．汽車的額定功率為60kWD．汽車的最大速度為20m/s【答案】C【答案】C2．如圖所示，升降機在電動機的拉力作用下，從靜止開始沿豎直方向向上運動，升降機先做勻加速運動