【三维设计】2015高考物理第五章 机械能.doc

第五章　机　械　能 (1)从近三年高考试题考点 分布可以看出，高考对本章内 容的考查重点有个概念(功、 功率、动能、势能)和三个规律 (动能定理、机械能守恒定律、 能量守恒定律)。 (2)高考对本章内容考查题 型全面， 既有选择题，也有计 算题，二者考查次数基本相 当，命题灵活性强、综合面 广，过程复杂，环节多，能力 要求也较高，既有对基本概念 的理解、判断和计算，又有对 重要规律的灵活应用。 2015高考考向前瞻(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)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。 第1节功和功率 功 [想一想] 图5－1－1为某人提包运动的情景图，试分析各图中该人提包的力做功的情况。 5－1－1 提示：甲图中将包提起来的过程中，提包的力对包做正功，乙图中人提包水平匀速行驶时，提包的力不做功，丙图中人乘电梯上升过程中，提包的力对包做正功，丁图中人提包上楼的过程中，提包的力对包做正功。 [记一记] 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 W＝Flcos_α，适用于恒力做功，其中α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 α＜90° 力对物体做正功 α＞90° 力对物体做负功，或者说物体克服这个力做了功 α＝90° 力对物体不做功 [试一试] 1.多选(2014·揭阳模拟)如图5－1－2所示，自动卸货车始终静止在水平地面上，车厢在液压机的作用下，θ角逐渐增大且货物相对车厢静止的过程中，下列说法正确的是(　　) 图5－1－2 A．货物受到的摩擦力增大 B．货物受到的支持力不变 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 解析：选AC　货物处于平衡状态，则有：mgsin θ＝Ff，FN＝mgcos θ，θ增大时，Ff增大，FN减小，故A正确，B错误；货物受到的支持力的方向与位移方向的夹角小于90°，做正功，故C正确；摩擦力的方向与位移方向垂直，不做功，故D错误。 [想一想]　 两个完全相同的小球A、B，在某一高度处以相同大小的初速度v0分别沿水平方向和竖直方向抛出，不计空气阻力，如图5－1－3所示，试问： 5－1－3 (1)从开始运动到落地，重力对两小球做的功是否相同？ (2)重力做功的平均功率是否相同？ (3)小球落地瞬间，重力的瞬时功率是否相同？ 提示：(1)重力对两球做功相同。 (2)因两球下落时间不同，重力做功的平均功率不相同。 (3)因两球落地时，竖直方向的速度不同，故重力的瞬时功率不相同。 [记一记] 1．物理意义 描述力对物体做功的快慢。 2．公式 (1)P＝(P为时间t内的平均功率)。 (2)P＝Fvcos_α(α为F与v的夹角)。 3．额定功率 机械长时间工作时的最大功率。 4．实际功率 机械实际工作时的功率，要求不大于额定功率。 [试一试] 2．(2014·唐山摸底)如图5－1－4所示，位于固定粗糙斜面上的小物块P，受到一沿斜面向上的拉力F，沿斜面匀速上滑。现把力F的方向变为竖直向上，若使物块P仍沿斜面保持原来的速度匀速运动，则(　　) 5－1－4 A．力F一定要变小 B．力F一定要变大 C．力F的功率将减小 D．力F的功率将增大 解析：选C　受到一沿斜面向上的拉力F，F＝mgsin θ＋μmgcos θ，把力F的方向变为竖直向上，仍沿斜面保持原来的速度匀速运动，F＝mg，由于题述没有给出θ和μ的具体数值，不能判断出力F如何变化，选项A、B错误；由于力F的方向变为竖直向上后，摩擦力不再做功，力F的功率将减小，选项C正确D错误。 考点一功的计算 [例1]　如图5－1－5甲所示，一固定在地面上的足够长斜面，倾角为37°，物体A放在斜面底端挡板处，通过不可伸长的轻质绳跨过光滑轻质滑轮与物体B相连接，B的质量M＝1 kg，绳绷直时B离地面有一定高度。在t＝0时刻，无初速度释放B，由固定在A上的速度传感器得到的数据绘出的物体A沿斜面向上运动的v -t图像如图乙所示。若B落地后不反弹，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求： 5－1－5 (1)B下落的加速度大小a； (2)A沿斜面向上运动的过程中，绳的拉力对A做的功W； (3)A(包括传感器)的质量m及A与斜面间的动摩擦因数μ； (4)求在0～0.75 s内摩擦力对A做的功。 [思路点拨]　 (1)物体B落地前，A、B的加速度有什么关系？应如何在v -t图像上确定A的加速度？ 提示：物体B落地前，A、B的加速度相同，利用a＝求其值。 (2)应如何确定绳的拉力大小？在物体A向上加速的过程中运动