2025年高考物理二轮复习第一部分专题复习第6讲功和能.docxVIP

第6讲功和能

目标要求1.会对功和功率进行分析和计算，会求解力的平均功率和瞬时功率。2.掌握常见的功能关系。3.理解动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律，会在具体问题中灵活选择合适的规律解决能量观点问题。

考点一功、功率的分析和计算

功的

计算

恒力做功：W=Flcosθ

变力做功：动能定理、微元法、等效法、转化研究对象法、平均力法、图像法、功率法(W=Pt)

功率的

计算

平均功率：P=W

瞬时功率：P=Fvcosθ(θ为F、v之间的夹角)

机车

启动

两个基本关系式

P=Fv，F-F阻=ma

恒定功率启动

P不变，v，a?以vm做匀速运动Pt-F阻s=12m

恒定加速度启动

a不变，F不变，v，P?P额，v，F，a?以vm做匀速运动

最大速度vm

无论哪种启动方式，最大速度都等于匀速直线运动时的速度，即vm=P

例1(2023·北京卷·11)如图所示，一物体在力F作用下沿水平桌面做匀加速直线运动。已知物体质量为m，加速度大小为a，物体和桌面之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，在物体移动距离为x的过程中()

A.摩擦力做功大小与F方向无关

B.合力做功大小与F方向有关

C.F为水平方向时，F做功为μmgx

D.F做功的最小值为max

答案D

解析设力F与水平方向的夹角为θ，则摩擦力为Ff=μ(mg-Fsinθ)，摩擦力做功大小Wf=μ(mg-Fsinθ)x，即摩擦力做功大小与F的方向有关，选项A错误；合力做功大小W=F合x=max，可知合力做功大小与力F方向无关，选项B错误；当力F水平时，则有F=ma+μmg，力F做功为WF=Fx=(ma+μmg)x，选项C错误；因合外力做功大小为max，大小一定，而合外力做的功等于力F与摩擦力Ff做功的代数和，而当Fsinθ=mg时，摩擦力Ff=0，摩擦力做功为零，力F做功最小，最小值为max，选项D正确。

例2(2024·广东肇庆市二模)已知高铁的列车组由动力车和拖车组成，每节动力车的额定功率相同，每节动力车与拖车的质量相等，设列车组运行时每节车厢所受阻力与其速率成正比(Ff=kv，k为比例系数)。某列车组由m节动力车和n节拖车组成，其运行的最大速率为v1，另一列由相同的n节动力车和m节拖车组成的列车组，其运行的最大速率为v2，则v1∶v2为()

A.m∶n B.m∶n

C.mn∶1 D.m2∶n2

答案B

解析设每节动力车的额定功率为P，m节动力车厢输出的总功率为mP，则有mP=(m+n)Ff1v1，又Ff1=kv1，解得列车组的最大速度v1=mP(m+n)k，同理可得n节动力车时最大速度v2=nP(m+

考点二动能定理的应用

例3(2024·内蒙古赤峰市一模)冰滑梯是东北地区体验冰雪运动乐趣的设施之一，某冰滑梯的示意图如图所示。一游客从A点由静止沿滑道下滑，螺旋滑道的摩擦可忽略且AB两点的高度差为h，游客与倾斜滑道和水平滑道间的动摩擦因数均为μ，倾斜滑道的水平距离为L1，BC两点的高度差也为h。忽略游客经过轨道衔接处B、C点时的能量损失，重力加速度为g。求：

(1)游客滑至轨道B点时的速度vB的大小；

(2)为确保游客安全，水平滑道L2的最小长度。

答案(1)2g?(2)2?μ

解析(1)根据题意，游客从A点到B点过程中，由动能定理有

mgh=12mv

解得vB=2

(2)设倾斜滑道与水平面的夹角为θ，游客由B点到停止过程中，由动能定理有

mgh-μmgcosθ·L1cosθ-μmgL2=0-

解得L2=2?μ-

1.应用动能定理解题的步骤图解：

2.应用动能定理的四点提醒：

(1)动能定理往往用于单个物体的运动过程，由于不涉及加速度及时间，比动力学方法要简捷。

(2)动能定理表达式是一个标量式，在某个方向上应用动能定理是没有依据的。

(3)物体在某个运动过程中包含几个运动性质不同的小过程(如加速、减速的过程)，对全过程应用动能定理，往往能使问题简化。

(4)多过程往复运动问题一般应用动能定理求解。

考点三机械能守恒定律及应用

1.机械能守恒定律的表达式

2.连接体的机械能守恒问题

共

速

率

模

型

分清两物体位移大小与高度变化关系

共

角

速

度

模

型

两物体角速度相同，线速度与半径成正比

关

联

速

度

模

型

此类问题注意速度的分解，找出两物体速度关系，当某物体位移最大时，速度可能为0

轻

弹

簧

模

型

①同一根弹簧弹性势能的大小取决于弹簧形变量的大小，在弹簧弹性限度内，形变量相等，弹性势能相等

②由两个或两个以上的物体与弹簧组成的系统：弹簧形变量最大时，弹簧两端连接的物体具有相同的速度；弹簧处于自然长