高考物理一轮复习 第五章 机械能及其守恒定律-人教版高三物理试题

1、第五章 机械能及其守恒定律必须掌握的重要概念、规律或公式必须了解的3个关键点必须明确的4个易错易误点1.5个重要概念：功、功率、动能、势能、机械能2.3个重要规律：动能定理、机械能守恒定律、功能关系3.6个重要公式：WFlcos PPFvEpmghEpkx2Ekmv21.正确理解机车两种启动方式2.熟练应用动能定理处理变力功与动能、力、位移之间关系3.熟悉使用机械能守恒的三种不同的表达式.1. 不会计算变力的功2.不能区分平均功率和瞬时功率3.混淆动能定理与机械能守恒定律的表达式4.不能正确理解功能关系.第1节功和功率真题回放1(2012上海高考)质量相等的均质柔软细绳A、B平放于水平地面，绳A较长分别捏住两绳中点缓慢提起，直至全部离开地面，两绳中点被提升的高度分别为hA、hB，上述过程中克服重力做功分别为WA、WB.若()AhAhB，则一定有WAWBBhAhB，则可能有WAWBChAhB，则一定有WAWB【解析】明确重心位置和离地高度是解题的关键绳子的重心距离绳子中点总长处若绳子总长分别为lA和lB，则细绳A重心上升的高度hAhA，细绳B重心上升的高度hBhB.根据Wmgh可得：WA

2、WBmg(hAhB)mg(hAhB)(lALB)由题意lAlB知A、C、D错误，B正确【答案】B2(2014重庆高考)某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶，受到的阻力分别为车重的k1和k2倍，最大速率分别为v1和v2，则()Av2k1v1Bv2v1Cv2v1Dv2k2v1【解析】车达到最大速度时，牵引力大小等于阻力大小，此时车的功率等于克服阻力做功的功率故Pk1mgv1k2mgv2，解得v2v1，选项B正确【答案】B3(2010课标全国卷)(多选)如图511所示，在外力作用下某质点运动的vt图象为正弦曲线从图中可以判断() 图511A在0t1时间内，外力做正功B在0t1时间内，外力的功率逐渐增大C在t2时刻，外力的功率最大D在t1t3时间内，外力做的总功为零【解析】由动能定理可知，在0t1时间内质点速度越来越大，动能越来越大，外力一定做正功，故A项正确；在t1t3时间内，动能变化量为零，可以判定外力做的总功为零，故D项正确；由PFv知0、t1、t2、t3四个时刻功率为零，故B、C都错【答案】AD考向分析1. 考钢展示功和功率()2. 命题趋势功和功率是物理学中的重要概念，是高考必

3、定涉及的内容之一，可以单独命题，但多数情况下是与其他知识点综合在一起考查，题型可能是选择题，也可能是计算题3.选材特点一般情况下会结合生活中的实例命题，有实际应用背景，考查相关概念和规律的应用，也有时结合图象、实验综合考查.考点一 判断正负功的方法一、根据夹角判断力与位移的夹角在推力F作用下，斜面与物块一起水平运动(1)G对m不做功(2)FN对m做正功(3)Ff对m做负功力与瞬时速度的夹角卫星由位置1到2的过程中，F与v的夹角大于90做负功二、从能的转化角度来进行判断此法常用于判断相互联系的两个物体之间的相互作用力做功的情况例如车M静止在光滑水平轨道上，球m 图512用细线悬挂在车上，由图512中的位置无初速地释放，则可判断在球下摆过程中绳的拉力对车做正功因为绳的拉力使车的动能增加了又因为M和m构成的系统的机械能是守恒的，M增加的机械能等于m减少的机械能，所以绳的拉力一定对球m做负功【例1】(多选)如图513所示，重球m用一条不可伸长的轻质细线拴住后悬于O点，重球置于一个斜面不光滑的斜劈M上，用水平力F向左推动斜劈M在光滑水平桌面 图513上由位置甲匀速向左移动到位置乙，在此过程中，正

4、确的说法是()AM、m间的摩擦力对m不做功BM、m间的摩擦力对m做负功CF对M所做的功与m对M所做的功的绝对值相等DM、m间的弹力对m做正功【解析】小球在向左摆动过程中，M对m的摩擦力方向与小球m的位移方向间夹角小于90，故摩擦力对m做正功，A、B均错误；因M匀速向左运动，地面对M的支持力和M的重力不做功，一定有F对M所做的功与m对M所做的功合功为零，C正确；M对m的弹力方向与m位移方向夹角小于90，故对m做正功，D项正确【答案】CD【反思总结】(1)作用力和反作用力虽然等大反向，但由于其分别作用在两个物体上，产生的位移效果无必然联系，故作用力和反作用力的功不一定一正一负，大小也不一定相等(2)摩擦力并非只做负功，可以做正功、负功或不做功突破训练1生活中有人常说在车厢内推车是没用的，如图514，在水平地面上运动的汽车车厢内一人用力推车，当 图514车在倒车时刹车的过程中()A人对车做正功B人对车做负功C人对车不做功D车对人的作用力方向水平向右【解析】倒车表示速度向右，刹车表示减速运动，即a、v方向相反，加速度a向左，人与车具有相同的加速度，对人受力分析，受到重力和车对人的作用力，则车对

5、人的作用力方向为斜向左上方，D错；那么人对车的作用力方向斜向右下方，人对车的作用力与车运动位移方向成锐角，即人对车做正功(或对人由动能定理，人的动能减小，车对人做负功，人对车做正功来判断)，A对，B、C错【答案】A考点二 功的计算1.恒力做的功：直接用WFlcos 计算2合外力做的功方法一：先求合外力F合，再用W合F合lcos 求功方法二：先求各个力做的功W1、W2、W2、，再应用W合W1W2W3求合外力做的功3变力做的功(1)应用动能定理求解(2)应用WPt求解，此法适用于变力的功率P不变(3)将变力做功转化为恒力做功，此法适用于力的大小不变，方向与运动方向相同或相反，或力的方向不变，大小随位移均匀变化的情况【例2】考向：恒力做功如图515所示，建筑工人通过滑轮装置将一质量是100 kg的料车沿30角的斜面由底端匀速地拉到顶端，斜面长L是4 m，若 图515不计滑轮的质量和各处的摩擦力，g取10 N/kg，求这一过程中(1)人拉绳子的力做的功；(2)物体的重力做的功；(3)物体受到的合力对物体做的总功【解析】(1)工人拉绳子的力：Fmgsin 工人将料车拉到斜面顶端时，拉绳子的长度：

6、l2L，根据公式WFlcos ，得W1mgsin 2L2 000 J.(2)重力做功：W2mghmgLsin 2 000 J.(3)由于料车在斜面上匀速运动，则料车所受的合力为0，故W合0.【答案】(1)2 000 J(2)2 000 J(3)0【例3】考向：变力做功人在A点拉着绳通过一定滑轮吊起质量m50 kg的物体，如图516所示，开始时绳与水平方向的夹角为60.当人匀速提起重物由A点沿水平方向运动l2 m而到达B点时，绳 图516与水平方向成30角则人对绳的拉力做了多少功？【思维模板】问1：人对绳的拉力是变力还是恒力？提示：变力，方向变化问2：人对绳做的功与绳对重物做的功，有何关系？提示：相等问3：如何由人移动距离求重物上升高度？提示：从几何关系入手【解析】人对绳的拉力的功与绳对物体的拉力的功是相同的，而由于匀速提升物体，故物体处于平衡状态，可知绳上拉力Fmg.而重物上升的高度h等于右侧绳子的伸长量l，由几何关系易得：h(cot 30cot 60)l，l，解得l1.46 m人对绳子做的功Wmgl5001.46 J730 J.【答案】730 J【反思总结】公式WFlcos 中位移“

7、l”的意义：(1)力对平动的物体(可看作质点)做功，“l”为物体上每一点的位移(即受力质点对地的位移)(2)若受力物体发生转动或形变，“l”应取作用点的位移(3)“l”的取值一般以大地为参考系考点三 功率的计算1.平均功率的计算方法(1)利用.(2)利用Fcos ，其中为物体运动的平均速度，F为恒力2瞬时功率的计算方法(1)利用公式PFvcos ，其中v为t时刻的瞬时速度(2)利用公式PFvF，其中vF为物体的速度v在力F方向上的分速度(3)利用公式PFvv，其中Fv为物体受的外力F在速度v方向上的分力【例4】如图517甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2 kg的物体在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517乙所示，g取10 m/s2.求：(1)4 s末力F的瞬时功率；(2)4 s内F做功的平均功率甲乙图517【解析】(1)由图象可得，物体的加速度a m/s20.5 m/s2由牛顿第二定律2Fmgma，解得F10.5 N4 s末F的瞬时功率为：PFv10.522 W42 W.(2)4 s内的平均功率 F 10.52 W21 W.【答案】(1)42 W(2)

8、21 W突破训练2(多选)质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t0时刻开始受到水平力的作用力的大小F与时间t的关系如图518所示，力的方向保持不变，则() 图518A3t0时刻的瞬时功率为B3t0时刻的瞬时功率为C在t0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为D在t0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为【解析】2t0时刻速度大小v2a12t0t0.3t0时刻的速度大小为v3v2a2t02t0t0，3t0时刻力F3F0，所以瞬时功率P3F0v3，A错，B对；03t0时间段，水平力对物体做功WF0x13F0x2F0(2t0)23F0t0，平均功率P，C错，D对【答案】BD考点四 机车启动问题1.两种启动方式的比较恒定功率启动恒定加速度启动Pt图象和vt图象OA段过程分析P不变：vFaa不变：aF不变PFvP额Fv1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a0vmvFa运动性质做速度为vm的匀速直线运动加速度减小的加速直线运动，在B点达到最大速度，vm2三个重要关系式(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vm(式中Fmin为最小牵引力，其值等于阻力f)(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vvm.(3)机车以恒定功率运行时，牵引力做的功WPt.由动能定理：PtfsEk.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5】在水平直线马路上，质量m1.0103 kg的汽车，发动机的额定功率P6

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