1、节次考纲命题规律第1节功和功率功和功率1.功和功率的计算；2对动能定理、机械能守恒定律、功能关系的理解；3与牛顿第二定律相结合考查运动情况和功能关系.第2节动能定理动能和动能定理第3节机械能守恒定律及其应用重力势能弹性势能机械能守恒定律及其应用第4节功能关系能量守恒定律能量守恒实验四探究动能定理实验五验证机械能守恒定律第1节功和功率知识点1功1做功的两个必要条件力和物体在力的方向上发生的位移2公式WFlcos ，适用于恒力做功，其中为F、l方向间夹角，l为物体对地的位移3功的正负判断夹角功的正负90力对物体做负功，或者说物体克服这个力做了功90力对物体不做功知识点2功率1定义功与完成这些功所用
2、时间的比值2物理意义描述做功的快慢3公式(1)P，P为时间t内的平均功率(2)PFvcos (为F与v的夹角)v为平均速度，则P为平均功率v为瞬时速度，则P为瞬时功率4额定功率与实际功率(1)额定功率：动力机械正常工作时输出的最大功率(2)实际功率：动力机械实际工作时输出的功率，要求小于或等于额定功率1正误判断(1)只要物体受力的同时又有位移发生，则一定有力对物体做功()(2)一个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动()(3)滑动摩擦力可能做负功，也可能做正功；静摩擦力对物体一定做负功()(4)作用力做正功时，反作用力一定做负功()(5)据PFv可知，发动机功率一定时，交通工具的牵
3、引力与运动速度成反比()(6)汽车上坡的时候，司机必须换挡，其目的是减小速度，得到较小的牵引力()2(功的正负判断)(多选)在皮带传送装置中，皮带把物体P匀速带至高处，在此过程中，下述说法正确的是()【导学号：96622077】A摩擦力对物体做正功B摩擦力对物体做负功C支持力对物体不做功D合外力对物体做正功【答案】AC3(功的大小比较)如图511所示的a、b、c、d中，质量为M的物体甲受到相同的恒力F的作用，在力F作用下使物体甲在水平方向移动相同的位移表示物体甲与水平面间的动摩擦因数，乙是随物体甲一起运动的小物块，比较物体甲移动的过程中力F对物体甲所做的功的大小()图511AWa最小BWd最大
4、CWaWc D四种情况一样大【答案】D4(功率公式的理解)(多选)关于功率公式P和PFv的说法正确的是() 【导学号：96622078】A由P知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率B由PFv既能求某一时刻的瞬时功率，也可以求平均功率C由PFv知，随着汽车速度的增大，它的功率也可以无限制的增大D由PFv知，当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比【答案】BD核心精讲1判断力做功正负的三种方法(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090时，力对物体做正功；当90180时，力对物体做负功；当90
5、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情况2功的计算(1)恒力做功：直接用WFlcos 计算不论物体做直线运动还是曲线运动，此式均适用公式WFlcos 中位移“l”的意义a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)；b若受力物体发生转动或形变，则“l”应取作用点的位移；c“l”的取值一般以大地为参考系(2)变力做功：用动能定理：Wmvmv.当变力的功率P一定时，可用WPt求功，如机车恒功率启动时将变力做功转化为恒力做功：当力的大小不变，而方
6、向始终与运动方向相同或相反时，这类力的功等于力和路程(不是位移)的乘积如滑动摩擦力做功、空气阻力做功等(3)合外力做的功：方法一：先求合外力F合，再用W合F合lcos 求功适用于F合为恒力的过程方法二：先求各个力做的功W1、W2、W3，再应用W合W1W2W3求合外力做的功题组通关1(多选)如图512所示，质量为m的物体置于倾角为的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为，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正确的是()图512A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ACD由功的计
7、算公式WFlcos 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agtan ，摩擦力沿斜面向下，做正功；当agtan 时，摩擦力不存在，不做功，故C、D正确，B错误2以一定的初速度竖直向上抛出一个小球，小球上升的最大高度为h，空气阻力的大小恒为F，则从抛出到落回到抛出点的过程中，空气阻力对小球做的功为()【导学号：96622079】A0BFhCFh D2FhD阻力与小球速度方向始终相反，故阻力一直做负功，WFh(Fh)2Fh，D正确名师微博两点提醒：1功的正负是由力和位移间的夹角大小决定的，
8、与正方向的选取无关2恒力做功与物体的实际路径无关，等于力与物体在力方向上的位移的乘积，或等于位移与在位移方向上的力的乘积核心精讲1平均功率的计算(1)利用.(2)利用Fcos ，其中为物体运动的平均速度2瞬时功率的计算(1)利用公式PFvcos ，其中v为t时刻的瞬时速度(2)利用公式PFvF，其中vF为物体的速度v在力F方向上的分速度(3)利用公式PFvv，其中Fv为物体受的外力F在速度v方向上的分力题组通关3(多选)如图513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513A在0t1时间内，外力的功率先增大后减小B在0t1时间内，外力的功率逐渐为零C在t2时刻，外
9、力的功率为零D在t3时刻，外力的功率最大ACt0时，v0，外力F0，外力的功率为零，t1时刻，质点的加速度为零，外力F为零，外力的功率为零，所以0t1时间内，外力的功率先增大后减小，选项A正确，B错误；t2时刻速率为零，此时外力的功率为零，选项C正确；t3时刻，外力为零，外力的功率为零，选项D错误4(多选)(2017淮安模拟)一质量为1 kg的质点静止于光滑水平面上，从t0时刻开始，受到水平外力F作用，如图514所示下列判断正确的是() 【导学号：96622080】图514A02 s内外力的平均功率是4 WB第2 s内外力所做的功是4 JC第2 s末外力的瞬时功率最大D第1 s末与第2 s末外
10、力的瞬时功率之比为94AD第1 s末质点的速度v1t11 m/s3 m/s.第2 s末质点的速度v2v1t2(31)m/s4 m/s.则第2 s内外力做功W2mvmv3.5 J02 s内外力的平均功率PW4 W.选项A正确，选项B错误；第1 s末外力的瞬时功率P1F1v133 W9 W，第2 s末外力的瞬时功率P2F2v214 W4 W，故P1P294，选项C错误，选项D正确核心精讲1两种启动方式的比较两种方式以恒定功率启动以恒定加速度启动Pt图和vt图OA段过程分析vFaa不变F不变PFv直到P额Fv1运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t0AB段过程分析FF阻a0F阻v
11、Fa运动性质以vm匀速直线运动加速度减小的加速运动BC段无FF阻a0以vm匀速运动2.三个重要关系式(1)无论哪种启动过程，机车的最大速度都等于其匀速运动时的速度，即vm(式中Fmin为最小牵引力，其值等于阻力F阻)(2)机车以恒定加速度启动的运动过程中，匀加速过程结束时，功率最大，速度不是最大，即vvm.(3)机车以恒定功率运行时，牵引力做的功WPt.由动能定理：PtF阻sEk.此式经常用于求解机车以恒定功率启动过程的位移大小师生共研动车组是城际间实现小编组、大密度的高效运输工具，以其编组灵活、方便、快捷、安全、可靠、舒适等特点而备受世界各国铁路运输和城市轨道交通运输的青睐动车组就是几节自带
12、动力的车厢加几节不带动力的车厢编成一组，就是动车组假设有一动车组由8节车厢连接而成，每节车厢的总质量均为7.5104 kg.其中第一节、第二节带动力，他们的额定功率分别为3.6107 W和2.4107 W，车在行驶过程中阻力恒为重力的0.1倍(g取10 m/s2)(1)求该动车组只开动第一节动力的情况下能达到的最大速度(2)若列车从A地沿直线开往B地，先以恒定的功率6107 W(同时开动第一、第二节的动力)从静止开始启动，达到最大速度后匀速行驶，最后除去动力，列车在阻力作用下匀减速至B地恰好速度为0.已知AB间距为5.0104 m，求列车从A地到B地的总时间【规范解答】(1)只开动第一节动力的
13、前提下，当第一节以额定功率运行且列车的牵引力等于阻力时达到最大速度：P1mfvm得：vm其中阻力f0.18mg6.0105 N，P1m3.6107 W联立解得vm60 m/s.(2)列车以恒定的功率6107 W(同时开动第一、第二节的动力)从静止开始启动，当牵引力等于阻力时达到最大速度vm，代入数据解得：vm100 m/s设列车从C点开始做匀减速运动，令A到C的时间为t1，AC间距为x1；C到B的时间为t2，CB间距为x2，在CB间匀减速运动的加速度大小为a，列车的总质量M8m6.0105 kg，运动示意图如下：从C到B由牛顿第二定律和运动学公式得：FfMa代入数据解得：a1 m/s2vmat
14、2代入数据解得：t2100 sx2t2代入数据解得：x25.0103 m所以x1xABx24.5104 m从A到C用动能定理得：(P1mP2m)t1fx1Mv代入数据解得：t1500 s所以：t总t1t2600 s.【答案】(1)60 m/s(2)600 s分析机车启动问题时应注意的两点1恒定功率下的加速运动一定不是匀加速运动，这种加速过程发动机做的功可用WPt计算，不能用WFl计算(因为F为变力)2以恒定牵引力加速时的功率一定不恒定，这种加速过程发动机做的功常用WFl计算，不能用WPt计算(因为功率P是变化的)题组通关5.(多选)(2016天津高考)我国高铁技术处于世界领先水平和谐号动车组是
15、由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比某列车组由8节车厢组成，其中第1、5节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组() 【导学号：96622081】图5-1-5A启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反B做匀加速运动时，第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为32C进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比D与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为12BD启动时，乘客的加速度向前，车厢对人的作用力方向向前，与车运动的方向相同，选项A错误以后
16、面的车厢为研究对象，F563ma，F672ma，则5、6与6、7节车厢间的作用力之比为32，选项B正确根据v22ax，车厢停下来滑行的距离x与速度的二次方成正比，选项C错误若改为4节动车，则功率变为原来2倍，由PFv知，最大速度变为原来2倍，选项D正确6.(2015全国卷)一汽车在平直公路上行驶从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化如图516所示假定汽车所受阻力的大小f恒定不变下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中，可能正确的是() 图516A由题意知汽车发动机的功率为P1、P2时，汽车匀速运动的速度v1、v2满足P1fv1、P2fv2，即v1、v2.若t0时刻v0v1的情况，故不作分析在t1时刻，发动机的功率突然由P1增大到P2，而瞬时速度未来得及变化，则由PFv知牵引力突然增大，则汽车立即开始做加速运动有：fma2，同样，a2随v的增大而减小，直到a20时开始匀速运动，故A正确、C错误
