2025年高考物理专题复习第五章机械能.doc

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