高考物理总复习 第五章 第1节 功和功率课件
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第五章 机 械 能
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(1)功和功率
(Ⅱ)
(2)动能 动能定理
(Ⅱ)
(3)重力势能
(Ⅱ)
(4)弹性势能
(Ⅰ)
(5)机械能守恒定律及其应用
(Ⅱ)
(6)验证机械能守恒定律(实验、探究) (Ⅱ)
(7)能量守恒
(Ⅰ)
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1
考向前瞻
(1)功和功率、动能定理、机械能守恒定律、能量守恒 定律仍将是本章命题的热点。
2．合外力做的功 方法一：先求合外力F合，再用W合＝F合lcos α求功。 方法二：先求各个力做的功W1、W2、W3、……，再应用W
合＝W1＋W2＋W3＋……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＝Pt求解，此法适用于变力的功率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。
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14
[典题例析]
如图5－1－4所示，一质量为m＝2.0 kg的物
体从半径为R＝5.0 m的圆弧的A端，在拉力作用
下沿圆弧缓慢运动到B端(圆弧AB在竖直平面内)。
拉力F大小不变始终为15 N，方向始终与物体在
该点的切线成37°角。圆弧所对应的圆心角为60°， BO边为竖直方向。(g取10 m/s2)求这一过程中： 图5－1－4
W1＝Fl1cos 37°，W2＝Fl2cos 37°，…，Wn＝Flncos 37°， 所以 WF＝W1＋W2＋…＋Wn＝Fcos 37°(l1＋l2＋…＋ln)＝ Fcos 37°·π3R＝20π J＝62.8 J。 (2)重力 G 做的功 WG＝－mgR(1－cos 60°)＝－50 J。
答案：ACD
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10
2. (2014·镇江模拟)如图5－1－3所示，自 动卸货车静止在水平地面上，在液压机 的作用下，车厢与水平方向的夹角缓慢 增大，这个过程中车厢内货物始终相对 车厢静止，下列说法正确的是 ( ) A．货物受到的静摩擦力减小 B．地面对货车有水平向右的摩擦力 C．货物受到的支持力对货物做正功 D．货物受到的摩擦力对货物做负功
夹角
功的正负
从动力学角度看 从能量角度看
α＜90° 力对物体做_正__功__
力是物体运动的 物体的能量增
动力
加
α＞90°
力对物体做_负__功_， 或者说物体克__服__这 个力做了功
力是物体运动的 阻力
物体的能量减 少
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4
夹角 功的正负 从动力学角度看 从能量角度看 力既不是物体运动的
力 对 物 体 动力，也不是物体运 物体的能量不 α＝90° _不__做__功__ 动的阻力，只改变物 会因此而变化
体运动的方向
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5
[典题例析] 生活中有人常说在车厢内推车是没用的，如图5－1－1，在水
平地面上运动的汽车车厢内一人用力推车，当车在倒车时刹车的
过程中
()
A．人对车做正功 C．人对车不做功
图5－1－1
B．人对车做负功 D．车对人的作用力方向水平向右
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6
[解析] 人对车厢的推力方向向右，所以人对车厢的推力做 正功，故A正确，B、C错误；在减速向右运动的车厢中，人的加 速度向左，根据牛顿第二定律得出人受到的合力向左，而人在竖 直方向受力平衡，所以车厢对人的作用力向左上方，故D错误。
(1)拉力F做的功；
(2)重力G做的功；
(3)圆弧面对物体的支持力FN做的功；
(4)圆弧面对物体的摩擦力Ff做的功。
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15
[解析] (1)将圆弧分成很多小段 l1，l2，…，ln，拉力在每小 段上做的功为 W1，W2，…，Wn，因拉力 F 大小不变，方向始终 与物体在该点的切线成 37°角，所以：
擦力的下列说法中正确的是
()
图5－1－2
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
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9
解析：由功的计算公式W＝Flcos α可知，支持力方向垂直斜面 向上，与位移方向的夹角小于90°，支持力一定做正功，故A正 确；摩擦力是否存在需要讨论：当加速度较小时，摩擦力Ff沿 斜面向上，即a＜gtan θ，摩擦力沿斜面向上，做负功；当加速 度较大时，摩擦力Ff沿斜面向下，即a＞gtan θ，摩擦力沿斜面 向下，做正功；当a＝gtan θ时，摩擦力不存在，不做功，故 C、D正确，B错误。
(2)将本章内容与牛顿运动定律、圆周运动、电磁学知 识相结合，并与生产、生活实际和现代科技相联系进行命 题的趋势较强。
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2
第1节
功和功率
功
[必备知识]
1．物理意义 功是能量转化的量度。 2．做功的两个必要因素 力和物体在力的方向上3．公式 W＝ Flcos α ，适用于恒力做功，其中 α 为 F、l 方向间的夹 角，l 为物体发生的位移。 4．力对物体做功的情况
[答案] A
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7
判断正、负功的方法 (1)恒力做功的判断：若物体做直线运动，则依据力与位移
的夹角来判断。 (2)曲线运动中功的判断：若物体做曲线运动，则依据F与v的
方向夹角来判断。当0°≤α<90°时，力对物体做正功；当90°<α≤180°
时，力对物体做负功；当α＝90°时，力对物体不做功。 (3)依据能量变化来判断：根据功是能量转化的量度，若有能
答案：C
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12
功的计算 [必备知识] 功是过程量，反映力对物体的作用在空间上的累积效果， 对应一段位移(或一个过程)，所以求功时一定要明确是哪个力在 哪一段位移(或哪一个过程)内所做的功。下面分情况讲述几种类 型功的计算方法。 1．恒力做的功 直接用W＝Flcos α计算。
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13
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图5－1－3
11
解析：货物处于平衡状态，则有：mgsin θ＝f，N＝mgcos θ，θ 增大时，f增大，N减小，故A错误；对汽车受力分析可知只受 重力与支持力，故B错误；货物受到的支持力方向始终与其运 动方向相同，因此做正功，C正确；而摩擦力方向始终与其运 动方向垂直，故不做功，D错误。
量转化，则必有力对物体做功。此法常用于判断两个相联系的物体
之间的相互作用力做功的判断。
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8
[针对训练]
1. (多选)如图5－1－2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
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(1)功和功率
(Ⅱ)
(2)动能 动能定理
(Ⅱ)
(3)重力势能
(Ⅱ)
(4)弹性势能
(Ⅰ)
(5)机械能守恒定律及其应用
(Ⅱ)
(6)验证机械能守恒定律(实验、探究) (Ⅱ)
(7)能量守恒
(Ⅰ)
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1
考向前瞻
(1)功和功率、动能定理、机械能守恒定律、能量守恒 定律仍将是本章命题的热点。
2．合外力做的功 方法一：先求合外力F合，再用W合＝F合lcos α求功。 方法二：先求各个力做的功W1、W2、W3、……，再应用W
合＝W1＋W2＋W3＋……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＝Pt求解，此法适用于变力的功率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。
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[典题例析]
如图5－1－4所示，一质量为m＝2.0 kg的物
体从半径为R＝5.0 m的圆弧的A端，在拉力作用
下沿圆弧缓慢运动到B端(圆弧AB在竖直平面内)。
拉力F大小不变始终为15 N，方向始终与物体在
该点的切线成37°角。圆弧所对应的圆心角为60°， BO边为竖直方向。(g取10 m/s2)求这一过程中： 图5－1－4
W1＝Fl1cos 37°，W2＝Fl2cos 37°，…，Wn＝Flncos 37°， 所以 WF＝W1＋W2＋…＋Wn＝Fcos 37°(l1＋l2＋…＋ln)＝ Fcos 37°·π3R＝20π J＝62.8 J。 (2)重力 G 做的功 WG＝－mgR(1－cos 60°)＝－50 J。
答案：ACD
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2. (2014·镇江模拟)如图5－1－3所示，自 动卸货车静止在水平地面上，在液压机 的作用下，车厢与水平方向的夹角缓慢 增大，这个过程中车厢内货物始终相对 车厢静止，下列说法正确的是 ( ) A．货物受到的静摩擦力减小 B．地面对货车有水平向右的摩擦力 C．货物受到的支持力对货物做正功 D．货物受到的摩擦力对货物做负功
夹角
功的正负
从动力学角度看 从能量角度看
α＜90° 力对物体做_正__功__
力是物体运动的 物体的能量增
动力
加
α＞90°
力对物体做_负__功_， 或者说物体克__服__这 个力做了功
力是物体运动的 阻力
物体的能量减 少
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夹角 功的正负 从动力学角度看 从能量角度看 力既不是物体运动的
力 对 物 体 动力，也不是物体运 物体的能量不 α＝90° _不__做__功__ 动的阻力，只改变物 会因此而变化
体运动的方向
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[典题例析] 生活中有人常说在车厢内推车是没用的，如图5－1－1，在水
平地面上运动的汽车车厢内一人用力推车，当车在倒车时刹车的
过程中
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A．人对车做正功 C．人对车不做功
图5－1－1
B．人对车做负功 D．车对人的作用力方向水平向右
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[解析] 人对车厢的推力方向向右，所以人对车厢的推力做 正功，故A正确，B、C错误；在减速向右运动的车厢中，人的加 速度向左，根据牛顿第二定律得出人受到的合力向左，而人在竖 直方向受力平衡，所以车厢对人的作用力向左上方，故D错误。
(1)拉力F做的功；
(2)重力G做的功；
(3)圆弧面对物体的支持力FN做的功；
(4)圆弧面对物体的摩擦力Ff做的功。
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[解析] (1)将圆弧分成很多小段 l1，l2，…，ln，拉力在每小 段上做的功为 W1，W2，…，Wn，因拉力 F 大小不变，方向始终 与物体在该点的切线成 37°角，所以：
擦力的下列说法中正确的是
()
图5－1－2
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
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9
解析：由功的计算公式W＝Flcos α可知，支持力方向垂直斜面 向上，与位移方向的夹角小于90°，支持力一定做正功，故A正 确；摩擦力是否存在需要讨论：当加速度较小时，摩擦力Ff沿 斜面向上，即a＜gtan θ，摩擦力沿斜面向上，做负功；当加速 度较大时，摩擦力Ff沿斜面向下，即a＞gtan θ，摩擦力沿斜面 向下，做正功；当a＝gtan θ时，摩擦力不存在，不做功，故 C、D正确，B错误。
(2)将本章内容与牛顿运动定律、圆周运动、电磁学知 识相结合，并与生产、生活实际和现代科技相联系进行命 题的趋势较强。
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第1节
功和功率
功
[必备知识]
1．物理意义 功是能量转化的量度。 2．做功的两个必要因素 力和物体在力的方向上3．公式 W＝ Flcos α ，适用于恒力做功，其中 α 为 F、l 方向间的夹 角，l 为物体发生的位移。 4．力对物体做功的情况
[答案] A
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判断正、负功的方法 (1)恒力做功的判断：若物体做直线运动，则依据力与位移
的夹角来判断。 (2)曲线运动中功的判断：若物体做曲线运动，则依据F与v的
方向夹角来判断。当0°≤α<90°时，力对物体做正功；当90°<α≤180°
时，力对物体做负功；当α＝90°时，力对物体不做功。 (3)依据能量变化来判断：根据功是能量转化的量度，若有能
答案：C
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12
功的计算 [必备知识] 功是过程量，反映力对物体的作用在空间上的累积效果， 对应一段位移(或一个过程)，所以求功时一定要明确是哪个力在 哪一段位移(或哪一个过程)内所做的功。下面分情况讲述几种类 型功的计算方法。 1．恒力做的功 直接用W＝Flcos α计算。
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图5－1－3
11
解析：货物处于平衡状态，则有：mgsin θ＝f，N＝mgcos θ，θ 增大时，f增大，N减小，故A错误；对汽车受力分析可知只受 重力与支持力，故B错误；货物受到的支持力方向始终与其运 动方向相同，因此做正功，C正确；而摩擦力方向始终与其运 动方向垂直，故不做功，D错误。
量转化，则必有力对物体做功。此法常用于判断两个相联系的物体
之间的相互作用力做功的判断。
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[针对训练]
1. (多选)如图5－1－2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