2025年高考物理专题复习第五章机械能.doc

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第五章eq\a\vs4\al(\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,,,)))机械能

[定标——核心素养]

物理观念

了解功、功率、动能、重力势能等概念,掌握动能定理、机械能守恒定律。

科学思维

会进行功和功率的计算,能利用能量观点解决综合问题。

科学探究

探究动能定理,验证机械能守恒定律。

科学态度与责任

了解功和能在生活、科学技术等方面的应用。

[定位——主干知识]

1.功和功率

2.动能和动能定理

3.重力做功与重力势能

4.功能关系、机械能守恒定律及其应用

5.实验:验证机械能守恒定律

第1课时功和功率eq\a\vs4\al(?基础自修课?)

必备知识(一)功和功的正、负

1.[功的正、负]

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

[系统归纳]

功的正负的判断方法

恒力的功

依据力与位移方向的夹角来判断

曲线运动

中的功

依据力与速度方向的夹角α来判断,当0°≤α90°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

能量变化

时的功

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判断

2.[合力做功的计算]一物体放在水平面上,它的俯视图如图所示,两个相互垂直的力F1和F2同时作用在物体上,使物体沿图中v0的方向做直线运动。经过一段位移的过程中,力F1和F2对物体所做的功分别为3J和4J,则两个力的合力对物体所做的功为()

A.3J B.4J

C.5J D.7J

恒力和合力做功的计算

(1)恒力做的功:直接用W=Flcosα计算。

(2)合力做的功

方法一:先求合力F合,再用W合=F合lcosα求功。

方法二:先求各个力做的功W1、W2、W3…,再应用W合=W1+W2+W3+…求合力做的功。

[精解详析]

1.选C物体匀速上升,重力方向与位移方向相反,重力做负功,拉力竖直向上,拉力方向与位移方向相同,拉力做正功,物体做匀速直线运动,处于平衡状态,所受合力为零,则合力做功为零,故A、B、D错误,C正确。

2.选D当多个力对物体做功时,多个力的总功大小等于各个力对物体做功的代数和,故W合=WF1+WF2=3J+4J=7J,选项D正确。

必备知识(二)功率的理解与计算

1.[对功率的理解]

水平恒力F两次作用在同一静止物体上,使物体沿力的方向发生相同的位移,第一次是在光滑水平面上,第二次是在粗糙水平面上,两次力F做的功和功率的大小关系是()

A.W1=W2,P1P2 B.W1W2,P1=P2

C.W1W2,P1P2 D.W1=W2,P1=P2

[系统归纳]

对功率的两点说明

1.物体在发生一段位移过程中所对应的功率为平均功率。

2.力对物体做功的多少与地面是否光滑无关,但力对物体做功的功率大小与地面是否光滑有关。

2.[瞬时功率的计算]如图所示是倾角为45°的斜坡,在斜坡底端P点正上方某一位置Q处以速度v0水平向左抛出一个小球,小球落在斜坡上时速度方向与沿斜坡向上的方向成105°夹角,不计空气阻力,则小球做平抛运动的过程()

A.速度变化量的大小为eq\r(3)v0

B.运动时间为eq\f(\r(3)v0,2g)

C.落在斜坡前瞬间重力的瞬时功率为2mgv0

D.小球水平位移与竖直位移之比为1∶1

瞬时功率的计算方法

(1)利用公式P=Fvcosα,其中v为t时刻的瞬时速度。

(2)利用公式P=FvF,其中vF为物体的速度eq\a\vs4\al(v)在力F方向上的分速度。如第2题中重力的瞬时功率P=mg·vy=mg·gt=eq\r(3)mgv0。

(3)利用公式P=Fvv,其中Fv为物体受到的外力F在速度v方向上的分力。

3.[平均功率的分析与计算]

如图所示是一种清洗车辆用的手持式喷水枪。若已知水枪口的横截面积为S,水的密度为ρ。设水以恒定的速率v源源不断地从枪口喷出,关于水枪工作时功率的大小,下列判断正确的是()

A.与S成反比 B.与v成正比

C.与v2成正比 D.与v3成正比

平均功率的计算方法

(1)利用P=eq\f(W,t)求解。

(2)利用P=Fvcosα求解,其中v为物体运动的平均速度。

[精解详析]

1.选A根据功的定义,两次水平恒力F做的功相等,即W1=W2;第一次是在光滑水平面上

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