【物理】2018届一轮复习江苏专用第五章第1讲功和功率学案

【物理】2018届一轮复习江苏专用第五章第1讲功和功率学案

考试内容范围及要求 高考命题解读 内容 要求 说明 ‎1.考查方式 能量观点是高中物理解决问题的三大方法之一，既在选择题中出现，也在综合性的计算题中应用，常将功、功率、动能、势能等基础知识融入其他问题考查，也常将动能定理、机械能守恒、功能关系作为解题工具在综合题中应用．‎ ‎2．命题趋势 通过比较，动能定理、机械能守恒定律、功能关系的应用在近两年有增加的趋势，常将功和能的知识和方法融入其他问题考查，情景设置为多过程，具有较强的综合性.‎ ‎9.功和功率 Ⅱ 弹性势能的表达式不作要求 ‎10.动能　动能定理 Ⅱ ‎11.重力势能 Ⅱ ‎12.弹性势能 Ⅰ ‎13.机械能守恒定律及其应用 Ⅱ ‎14.能量守恒 Ⅰ 实验四：探究动能定理 实验五：验证机械能守恒定律 第1讲　功　功率　动能定理 一、功 ‎1．定义：一个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生了一段位移，就说这个力对物体做了功．‎ ‎2．必要因素：力和物体在力的方向上发生的位移．‎ ‎3．物理意义：功是能量转化的量度．‎ ‎4．计算公式 ‎(1)恒力F的方向与位移l的方向一致时：W＝Fl.‎ ‎(2)恒力F的方向与位移l的方向成某一夹角α时：W＝Flcos_α.‎ ‎5．功的正负 ‎(1)当0≤α<时，W>0，力对物体做正功．‎ ‎(2)当<α≤π时，W<0，力对物体做负功，或者说物体克服这个力做了功．‎ ‎(3)当α＝时，W＝0，力对物体不做功．‎ ‎6．一对作用力与反作用力的功 做功情形 图例 备注 都做正功 ‎(1)一对相互作用力做的总功与参考系无关 ‎(2)一对相互作用力做的总功W＝Flcos α.l是相对位移，α是F与l间的方向夹角 ‎(3)一对相互作用力做的总功可正、可负，也可为零 都做负功 一正一负 一为零 一为正 一为负 ‎]7.一对平衡力的功 一对平衡力作用在同一个物体上，若物体静止，则两个力都不做功；若物体运动，则这一对力所做的功一定是数值相等，一正一负或均为零．‎ 二、功率 ‎1．定义：功与完成这些功所用时间的比值．‎ ‎2．物理意义：描述力对物体做功的快慢．‎ ‎3．公式 ‎(1)P＝，P为时间t内物体做功的快慢．‎ ‎(2)P＝Fv ‎①v为平均速度，则P为平均功率．‎ ‎②v为瞬时速度，则P为瞬时功率．‎ ‎③当力F和速度v不在同一直线上时，可以将力F分解或者将速度v分解．‎ 深度思考　由公式P＝Fv得到F与v成反比正确吗？‎ 答案　不正确，在P一定时，F与v成反比．‎ 三、动能　动能定理 ‎1．动能 ‎(1)定义：物体由于运动而具有的能叫动能．‎ ‎(2)公式：Ek＝mv2.‎ ‎(3)矢标性：动能是标量，只有正值．‎ ‎(4)状态量：动能是状态量，因为v是瞬时速度．‎ ‎2．动能定理 ‎(1)内容：在一个过程中合外力对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化量．‎ ‎(2)表达式：W＝mv－mv＝Ek2－Ek1.‎ ‎(3)适用条件：‎ ‎①既适用于直线运动，也适用于曲线运动．‎ ‎②既适用于恒力做功，也适用于变力做功．‎ ‎③力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分阶段作用．‎ ‎(4)应用技巧：若整个过程包含了几个运动性质不同的分过程，既可以分段考虑，也可以整个过程考虑．‎ 深度思考　物体的速度改变，动能一定改变吗？‎ 答案　不一定．如匀速圆周运动．‎ ‎1．(粤教版必修2P67第5题)用起重机将质量为m的物体匀速吊起一段距离，那么作用在物体上的各力做功情况应是下列说法中的哪一种？(　　)‎ A．重力做正功，拉力做负功，合力做功为零 B．重力做负功，拉力做正功，合力做正功 C．重力做负功，拉力做正功，合力做功为零 D．重力不做功，拉力做正功，合力做正功 答案　C ‎2．(粤教版必修2P77第2题)(多选)一个物体在水平方向的两个恒力作用下沿水平方向做匀速直线运动，若撤去其中的一个力，则(　　)‎ A．物体的动能可能减少 B．物体的动能可能不变 C．物体的动能可能增加 D．余下的力一定对物体做功 答案　ACD ‎3．(多选)关于功率公式P＝和P＝Fv的说法正确的是(　　)‎ A．由P＝知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率 B．由P＝Fv既能求某一时刻的瞬时功率，也可以求平均功率 C．由P＝Fv知，随着汽车速度的增大，它的功率也可以无限增大 D．由P＝Fv知，当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比 答案　BD ‎4．(人教版必修2P59第1题改编)如图1所示，两个物体与水平地面间的动摩擦因数相等，它们的质量也相等．在甲图中用力F1拉物体，在乙图中用力F2推物体，夹角均为α，两个物体都做匀速直线运动，通过相同的位移．设F1和F2对物体所做的功分别为W1和W2，物体克服摩擦力做的功分别为W3和W4，下列判断正确的是(　　)‎ 图1‎ A．F1＝F2 B．W1＝W2‎ C．W3＝W4 D．W1－W3＝W2－W4‎ 答案　D ‎5．有一质量为m的木块，从半径为r的圆弧曲面上的a点滑向b点，如图2所示．若由于摩擦使木块的运动速率保持不变，则以下叙述正确的是(　　)‎ 图2‎ A．木块所受的合外力为零 B．因木块所受的力都不对其做功，所以合外力做的功为零 C．重力和摩擦力的合力做的功为零 D．重力和摩擦力的合力为零 答案　C 命题点一　功的分析与计算 ‎1．常用办法：对于恒力做功利用W＝Flcos α；对于变力做功可利用动能定理(W＝ΔEk)；对于机车启动问题中的定功率启动问题，牵引力的功可以利用W＝Pt.‎ ‎2．几种力做功比较 ‎(1)重力、弹簧弹力、电场力、分子力做功与位移有关，与路径无关．‎ ‎(2)滑动摩擦力、空气阻力、安培力做功与路径有关．‎ ‎(3)摩擦力做功有以下特点 ‎①单个摩擦力(包括静摩擦力和滑动摩擦力)可以做正功，也可以做负功，还可以不做功．‎ ‎②相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零；相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数和不为零，且总为负值．‎ ‎③相互作用的一对滑动摩擦力做功过程中会发生物体间机械能转移和机械能转化为内能，内能Q＝Ffx相对．‎ 例1　一物体静止在粗糙水平地面上．现用一大小为F1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为v.若将水平拉力的大小改为F2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v.对于上述两个过程，用WF1、WF2分别表示拉力F1、F2所做的功，Wf1、Wf2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则(　　)‎ A．WF2>4WF1，Wf2>2Wf1‎ B．WF2>4WF1，Wf2＝2Wf1‎ C．WF2<4WF1，Wf2＝2Wf1‎ D．WF2<4WF1，Wf2<2Wf1‎ 物体从静止开始经过同样的时间．‎ 答案　C 解析　根据x＝t得，两过程的位移关系x1＝x2，根据加速度的定义a＝，得两过程的加速度关系为a1＝.由于在相同的粗糙水平地面上运动，故两过程的摩擦力大小相等，即Ff1＝Ff2＝Ff，根据牛顿第二定律得，F1－Ff1＝ma1，F2－Ff2＝ma2，所以F1＝F2＋Ff，即F1>.根据功的计算公式W＝Fl，可知Wf1＝Wf2，WF1>WF2，故选项C正确，选项A、B、D错误．‎ 判断力是否做功及做正、负功的方法 ‎1．看力F的方向与位移l的方向间的夹角α——常用于恒力做功的情形．‎ ‎2．看力F的方向与速度v的方向间的夹角α——常用于曲线运动的情形．‎ ‎3．根据动能的变化：动能定理描述了合外力做功与动能变化的关系，即W合＝ΔEk ‎，当动能增加时合外力做正功；当动能减少时合外力做负功．‎ ‎1.如图3所示，质量为m的物体置于倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，在外力作用下，斜面以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体m与斜面体相对静止．则关于斜面对m的支持力和摩擦力的下列说法中错误的是(　　)‎ 图3‎ A．支持力一定做正功 B．摩擦力一定做正功 C．摩擦力可能不做功 D．摩擦力可能做负功 答案　B 解析　‎ 支持力方向垂直斜面向上，故支持力一定做正功．而摩擦力是否存在需要讨论，若摩擦力恰好为零，物体只受重力和支持力，如图所示，此时加速度a＝gtan θ，当a>gtan θ时，摩擦力沿斜面向下，摩擦力与位移夹角小于90°，则做正功；当a

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