（课堂新坐标）2016年高三物理一轮复习第五章 机械能及其守恒定律 教师用书第5章

（课堂新坐标）2016年高三物理一轮复习第五章 机械能及其守恒定律 教师用书第5章内容摘要：

1、必须掌握的重要概念、规律或公式 必须了解的 3 个关键点 必须明确的 4 重要概念：功、功率、动能、势能、重要规律：动能定理、机械能守恒定律、重要公式：W P PtE p E p k 、位移之间关系不会计算变力的功 1 节功和功率真题回放1(2012上海高考 )质量相等的均质柔软细绳 A、B 平放于水平地面，绳 A 较长分别捏住两绳中点缓慢提起，直至全部离开地面，两绳中点被提升的高度分别为 hA、h B，上述过程中克服重力做功分别为 )Ah Ah B，则一定有 hA可能有 一定有 B【解析】明确重心位置和离地高度是解题的关键绳子的重心距离绳子中点 总长处若绳子总长分别为 细绳 A 重心上14升 2、的高度 h A ，细绳 B 重心上升的高度 h B 得：W AW Bmg(h Ah B)(hAh B) ( B)14由题意 lA、C、D 错误，B 正确【答案】2014重庆高考 )某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶，受到的阻力分别为车重的 ，最大速率分别为 ( )Av 2k 1 v 2 v 2 Dv 2k 2析】车达到最大速度时，牵引力大小等于阻力大小，此时车的功率等于克服阻力做功的功率故 Pk 1k 2得项 B 正确案】2010课标全国卷)( 多选)如图 511 所示，在外力作用下某质点运动的 vt 图象为正弦曲线从图中可以判断() 图 511A在 0t 1 时间内，外力做正功B在 3、0t 1 时间内，外力的功率逐渐增大C在 刻，外力的功率最大D在 t1t 3 时间内，外力做的总功为零【解析】由动能定理可知，在 0t 1时间内质点速度越来越大，动能越来越大，外力一定做正功，故 A 项正确；在 t1t 3时间内，动能变化量为零，可以判定外力做的总功为零，故 D 项正确；由PF v 知 0、t 1、t 2、 B、C 都错【答案】向分析1. 考钢展示功和功率()2. 命题趋势功和功率是物理学中的重要概念，是高考必定涉及的内容之一，可以单独命题，但多数情况下是与其他知识点综合在一起考查，题型可能是选择题，也可能是计算题实际应用背景，考查相关概念和规律的应用，也有时结合图象、判断正负 4、功的方法一、根据夹角判断力与位移的夹角(1)G 对 m 不做功(2)F N 对 m 做正功(3)F f 对 m 做负功在推力 F 作用下，斜面与物块一起水平运动力与瞬时速度的夹角卫星由位置 1 到 2 的过程中，F与 v 的夹角大于 90做负功二、从能的转化角度来进行判断此法常用于判断相互联系的两个物体之间的相互作用力做功的情况例如车 M 静止在光滑水平轨道上，球 m 图 512用细线悬挂在车上，由图 512 中的位置无初速地释放，则可判断在球下摆过程中绳的拉力对车做正功因为绳的拉力使车的动能增加了又因为 M 和 m 构成的系统的机械能是守恒的，M 增加的机械能等于 m 减少的机械能，所以绳的 5、拉力一定对球 m 做负功【例 1】(多选) 如图 513 所示，重球 m 用一条不可伸长的轻质细线拴住后悬于 O 点，重球置于一个斜面不光滑的斜劈 M 上，用水平力 F 向左推动斜劈 M 在光滑水平桌面 图 513上由位置甲匀速向左移动到位置乙，在此过程中，正确的说法是()AM、m 间的摩擦力对 m 不做功B M、m 间的摩擦力对 m 做负功C F 对 M 所做的功与 m 对 M 所做的功的绝对值相等DM、m 间的弹力对 m 做正功【解析】小球在向左摆动过程中，M 对 m 的摩擦力方向与小球 m 的位移方向间夹角小于 90，故摩擦力对 m 做正功，A、B 均错误；因 M 匀速向左运动，地面对 6、M 的支持力和 M 的重力不做功，一定有 F 对 M 所做的功与 m 对 M 所做的功合功为零，C 正确；M 对m 的弹力方向与 m 位移方向夹角小于 90，故对 m 做正功，D 项正确【答案】思总结】(1)作用力和反作用力虽然等大反向，但由于其分别作用在两个物体上，产生的位移效果无必然联系，故作用力和反作用力的功不一定一正一负，大小也不一定相等(2)摩擦力并非只做负功，可以做正功、负功或不做功突破训练1生活中有人常说在车厢内推车是没用的，如图 514，在水平地面上运动的汽车车厢内一人用力推车，当 图 514车在倒车时刹车的过程中()A人对车做正功B人对车做负功C人对车不做功D车对人的作用力方 7、向水平向右【解析】倒车表示速度向右，刹车表示减速运动，即 a、v 方向相反，加速度 a 向左，人与车具有相同的加速度，对人受力分析，受到重力和车对人的作用力，则车对人的作用力方向为斜向左上方，D 错；那么人对车的作用力方向斜向右下方，人对车的作用力与车运动位移方向成锐角，即人对车做正功(或对人由动能定理，人的动能减小，车对人做负功，人对车做正功来判断)，A 对，B 、C 错【答案】接用 W 计算2合外力做的功方法一：先求合外力 F 合 ，再用 W 合 F 合 求功方法二：先求各个力做的功 2、W 2、，再应用 W 合W 1 求合外力做的功3变力做的功(1)应用动能定理求解(2)应用 W解，此法 8、适用于变力的功率 P 不变(3)将变力做功转化为恒力做功，此法适用于力的大小不变，方向与运动方向相同或相反，或力的方向不变，大小随位移均匀变化的情况【例 2】考向：恒力做功 如图 515 所示，建筑工人通过滑轮装置将一质量是 100 料车沿30角的斜面由底端匀速地拉到顶端，斜面长 L 是 4 m，若 图 515不计滑轮的质量和各处的摩擦力，g 取 10 N/这一过程中(1)人拉绳子的力做的功；(2)物体的重力做的功；(3)物体受到的合力对物体做的总功【解析】(1)工人拉绳子的力：F 12工人将料车拉到斜面顶端时，拉绳子的长度：l2L ，根据公式W ，得 2L2 000 )重力做功：W 22 0 9、00 J.(3)由于料车在斜面上匀速运动，则料车所受的合力为 0，故 W 合0.【答案】(1)2 000 J (2) 2 000 J (3)0【例 3】考向：变力做功 人在 A 点拉着绳通过一定滑轮吊起质量 m50 物体，如图 516 所示，开始时绳与水平方向的夹角为 60 点沿水平方向运动 l2 m 而到达 B 点时，绳 图 516与水平方向成 30角则人对绳的拉力做了多少功。 【思维模板】问 1：人对绳的拉力是变力还是恒力。 提示：变力，方向变化问 2：人对绳做的功与绳对重物做的功，有何关系。 提示：相等问 3：如何由人移动距离求重物上升高度。 提示：从几何关系入手【解析】人对绳的拉力的功与绳对物 10、体的拉力的功是相同的，而由于匀速提升物体，故物体处于平衡状态，可知绳上拉力 Fh 等于右侧绳子的伸长量 l，由几何关系易得：h(00)l，l ，解得 lm人对0 0绳子做的功 W500 730 J.【答案】730 J【反思总结】公式 W 中位移“l”的意义：(1)力对平动的物体(可看作质点)做功， “l”为物体上每一点的位移(即受力质点对地的位移)(2)若受力物体发生转动或形变， “l”应取作用点的位移(3)“l”的取值一般以大地为参考系考点三 )利用 )利用 F ，其中 为物体运动的平均速度，F 为恒力P v 时功率的计算方法(1)利用公式 P，其中 v 为 t 时刻的瞬时速度(2)利用公式 11、 P，其中 物体的速度 v 在力 F 方向上的分速度(3)利用公式 PF 中 物体受的外力 F 在速度 v 方向上的分力【例 4】如图 517 甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2 物体在 F 作用下由静止开始向上做匀加速运动，其速度随时间的变化关系如图 517 乙所示，g 取 10 m/1)4 s 末力 F 的瞬时功率；(2)4 s 内 F 做功的平均功率甲乙图 517【解析】(1)由图象可得，物体的加速度a m/.5 m/Fmg得 F4 s 末 F 的瞬时功率为：P22 W42 W.(2)4 s 内的平均功率F W21 W.P v【答案】(1)42 W (2)21 (多选) 质量为 m 12、的物体静止在光滑水平面上，从 t0 时刻开始受到水平力的作用力的大小 F 与时间 t 的关系如图518 所示，力的方向保持不变，则( ) 图 518A3t 0 时刻的瞬时功率为53刻的瞬时功率为15 t0 到 3段时间内，水平力的平均功率为23 t0 到 3段时间内，水平力的平均功率为25析】2t 0时刻速度大小 v2a 12v3v 2a 22，3t 0时刻力 F3F 0，所以3F 0，A 错，B 对；03t 0时间段，水平力对15F 0 0 (2 3，125 ，C 错，D 对5案】定加速度启动Pt 图象和vt 图象过程分析P 不变：vF a 变：a F 不变F vP 额 v 动性质加速度减小的加速直线运动匀加速直线运动，维持时间 t0 阻 a 0v m F a。