1、第五章机械能课标解读课程标准命题热点1理解功和功率。了解生产生活中常见机械的功率大小及其意义。2理解动能和动能定理。能用动能定理解释生产生活中的现象。3理解重力势能，知道重力势能的变化与重力做功的关系。定性了解弹性势能。4通过实验，验证机械能守恒定律。理解机械能守恒定律，体会守恒观念对认识物理规律的重要性。能用机械能守恒定律分析生产生活中的有关问题。5了解自然界中存在多种形式的能量。知道不同形式的能量可互相转化，在转化过程中能量总量保持不变，能量转化是有方向性的。6知道利用能量是人类生存和社会发展的必要条件之一。7知道合理使用能源的重要性，具有可持续发展观念，养成节能的习惯。(1)做功和功率问
2、题。(2)动能定理的应用。(3)机械能守恒的条件。(4)机械能守恒定律与平抛运动、圆周运动的综合。(5)功能关系与能量守恒。第1讲功和功率知识梳理双基自测ZHI SHI SHU LI SHUANG JI ZI CE知识梳理知识点1功1定义：物体受到力的作用，并在力的方向上发生一段位移，就说力对物体做了功。2做功的两个必要条件：力和物体在力的方向上发生的位移。3公式：WFlcos ，其中F是恒力，l是位移，是力F和位移l的夹角。注意：公式可理解为F(lcos )，也可理解为(Fcos )l4单位：焦耳(J)。5功是标量，没有方向，但有正、负。根据WFlcos 可知：(1)当090时，力对物体做正
3、功，是动力，物体获得动能。(2)当90PBPDCPAPCPDPBDPAPCPDPB解析A做自由落体运动，C做平抛运动、D从h高处下落过程竖直方向做自由落体运动，故A、C、D落地时竖直方向的速度大小相同，故落地时的功率Pmgv相同，B沿斜面下滑，下滑到斜面底端的速度跟A落地时的速度相同，但速度方向与重力方向成一定的夹角，故功率小于A的功率，故C项正确。考点三机车启动问题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PF v直到P额Fv 1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a0v mvFa运动性
4、质以v m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v m(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vv m。(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xEk。此式经常用于求解机车以恒定功率启动过程的位移大小。例4在港珠澳大桥6.7千米海底隧道的两端各建有一个人工岛，两人工岛及隧道路面可简化成如图所示，各部分的长度已在图中标出，其中倾斜路面与水平路面之间有一小段圆弧连接，重力加
5、速度为g。(1)假设汽车在倾斜路面上运动所受阻力和在水平路面上运动所受阻力相等。若汽车关闭发动机后刚好能够从左侧倾斜路面向下匀速运动，求汽车关闭发动机以速度v0从左侧倾斜路面的最高点向下运动后，能够在水平路面上运动的距离s(sL2)；(2)已知质量为m、额定功率为P的汽车在水平路面上行驶的最大速度为vm1，若汽车在水平路面上以加速度a匀加速启动，求汽车做匀加速运动的时间；(3)已知质量为m、额定功率为P的汽车在图中右侧倾斜路面上向上行驶的最大速度为vm2，求汽车以额定功率在右侧倾斜路面上向上行驶速度为v1(v1vm2)时的加速度大小。解析(1)设左侧倾斜路面与水平路面的夹角为，由共点力的平衡条
6、件可得汽车在左侧倾斜路面上运动所受的阻力大小f1mgsin ，sin 汽车运动到水平路面时速度为v0，由动能定理得f1s0mv，联立解得s。(2)汽车启动过程中达到最大速度vm1时，牵引力等于阻力，则Pf2vm1，解得阻力f2； 设在匀加速启动过程中，汽车做匀加速运动的牵引力为F，达到额定功率时的速度为v、时间为t，则PFv，vat，Ff2ma联立解得t。(3)由PF阻vm2(F阻包含重力沿斜面向下的分力)解得阻力F阻当汽车速度为v1时牵引力F1由牛顿第二定律有F1F阻ma1联立解得a1。答案(1) (2) (3) 名师讲坛素养提升MING SHI JIANG TAN SU YANG TI S
7、HENG功和功率计算中的两类易错题一、滑轮两侧细绳平行例5如图甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2 kg的物体在拉力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乙所示，由此可知(C)A物体加速度大小为2 m/s2BF的大小为21 NC4 s末F的功率为42 WD4 s内F的平均功率为42 W解析由题图乙可知，vt图像的斜率表示物体加速度的大小，即a0.5 m/s2，由2Fmgma可得：F10.5 N，A、B均错误；4 s末F的作用点的速度大小为vF2v物4 m/s，故4 s末F的功率为PFvF42 W，C正确；4 s内物体上升的高度h4 m，力F的作用点的位移l2h8 m，
8、拉力F所做的功WFl84 J，故平均功率21 W，D错误。名师点拨 (1)不计摩擦和滑轮质量时，滑轮两侧细绳拉力大小相等。(2)通过定滑轮连接的两物体，位移大小相等。(3)通过动滑轮拉动物体时，注意物体与力的作用点的位移、速度、作用力间的大小关系。二、滑轮两侧细绳不平行例6 一木块前端有一滑轮，绳的一端系在右方固定处，水平穿过滑轮，另一端用恒力F拉住，保持两股绳之间的夹角不变，如图所示，当用力F拉绳使木块前进s时，力F对木块做的功(不计绳重和滑轮摩擦)是(B)AFscos BFs(1cos )C2Fscos D2Fs解析方法一：如图所示，力F作用点的位移l2scos，故拉力F所做的功WFlco
9、s 2Fscos2Fs(1cos )。方法二：可看成两股绳都在对木块做功WFsFscos Fs(1cos )，则B正确。名师点拨 对于通过动滑轮拉物体，当拉力F的方向与物体的位移方向不同时，拉力F做的功可用如下两种思路求解：(1)用WFlcos 求，其中l为力F作用点的位移，为F与l之间的夹角。(2)用两段细绳拉力分别所做功的代数和求解。2年高考1年模拟2 NIAN GAO KAO 1 NIAN MO NI1(2020江苏单科)质量为1.5103 kg的汽车在水平路面上匀速行驶，速度为20 m/s，受到的阻力大小为1.8103 N。此时，汽车发动机输出的实际功率是(C)A90 WB30 kWC
10、36 kWD300 kW解析由于汽车在水平路面上匀速行驶，其受到的合外力为0，即汽车的牵引力F等于其受到的阻力f，Ff，则汽车发动机输出的实际功率PFvfv36 kW，C正确。2(2020天津)(多选)复兴号动车在世界上首次实现速度350 km/h自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。一列质量为m的动车，初速度为v0，以恒定功率P在平直轨道上运动，经时间t达到该功率下的最大速度vm，设动车行驶过程所受到的阻力F保持不变。动车在时间t内(BC)A做匀加速直线运动B加速度逐渐减小C牵引力的功率PFvmD牵引力做功Wmvmv解析对动车受力分析，由牛顿第二定律可得Fma，可知a随v增
11、大而减小，动车做加速度减小的加速运动，故A选项错误、B选项正确；当动车达到最大速度vm时，牵引力等于阻力F，故PFvm，C选项正确；由动能定理可得WWfmvmv，故选项D错误。3(2020河北冀州中学期中)如图所示，两个完全相同的小球分别从水平地面上A点和A点正上方的O点抛出，O点抛出的小球做平抛运动，A点斜抛出的小球能到达的最高点与O点等高，且两球同时落到水平面上的B点，关于两球的运动，下列说法正确的是(C)A两小球应该是同时抛出的B两小球着地速度大小相等C两小球着地前瞬间，重力的瞬时功率相等D两小球做抛体运动过程中重力做功相等解析从A点抛出的小球做斜抛运动，设O点的高度为h，则从A点抛出的小球的运动时间为t12 ，从O点抛出的小球做平抛运动，小球的运动时间为t2 ，两小球同时落地，A点处小球先抛出，则选项A错误；两小球在竖直方向上只受重力，则在B点有vy，在水平方向，根据xv0t可知从O点抛出小球的水平初速度是从A点抛出小球的水平初速度的2倍，根据vt可知两小球着地时速度大小不相等，根据Pymgvy，可知小球着地前瞬间，重力的瞬时功率相等，故选项C正确，B错误；根据WGmgh可得从A点抛出的小球重力做功为零，从O点抛出的小球重力做功为mgh，故选项D错误。故选C项。
