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2022步步高一輪復習必考內容第五章 機械能章節講解與訓練測試打包
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第1講 功和功率.doc
第2講 動能定理及應用.doc
第3講 機械能守恒定律及其應用.doc
核心素養提升.doc
實驗六 驗證機械能守恒定律.doc
實驗五 探究動能定理.doc
章末質量檢測（五）.doc
專題 功能關系 能量守恒定律.doc
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[高考導航]
考點內容 要求 全國卷三年考情分析
2017 2018 2019
功和功率 Ⅱ Ⅰ卷·T24：機械能、功能關系
Ⅱ卷·T14：彈力和功
T17：機械能守恒定律
T24：動能定理
Ⅲ卷·T16：重力勢能、重力做功 Ⅰ卷·T18：動能定理、功能關系
Ⅱ卷·T14：動能定理
Ⅲ卷·T19：牛頓第二定律、功率、動能定理
T25：動能定理、圓周運動、動量 Ⅰ卷·T25：動能定理、動量守恒、能量守恒
Ⅱ卷·T18：機械能、功能關系及
E－h圖象
Ⅲ卷·T17：動能定理及Ek－h圖象
T25：動能定理、牛頓第二定律和動量守恒
動能和動能定理 Ⅱ
重力做功與重力勢能 Ⅱ
功能關系、機械能守恒定律及其應用 Ⅱ
實驗五：探究動能定理
實驗六：驗證機械能守恒定律
第1講　功和功率

知識要點
一、功
1.定義：一個物體受到力的作用，如果在力的方向上發生了一段位移，就說這個力對物體做了功。
2.做功的兩個要素
(1)作用在物體上的力。
(2)物體在力的方向上發生的位移。
3.公式：W＝Flcos__α。如圖1所示。

圖1
(1)α是力與位移方向之間的夾角，l為力的作用點的位移。
(2)該公式只適用于恒力做功。
4.功的正負
(1)當0°≤α＜90°時，W＞0，力對物體做正功。
(2)當90°＜α≤180°時，W＜0，力對物體做負功，或者說物體克服這個力做了功。
(3)當α＝90°時，W＝0，力對物體不做功。
二、功率
1.定義：功與完成這些功所用時間的比值。
2.物理意義：描述力對物體做功的快慢。
3.公式
(1)P＝Wt，P為時間t內的平均功率。
(2)P＝Fvcos__α(α為F與v的夾角)
①v為平均速度，則P為平均功率。
②v為瞬時速度，則P為瞬時功率。
基礎診斷
1.如圖2所示的a、b、c、d中，質量為M的物體甲受到相同的恒力F的作用，在力F作用下使物體甲在水平方向移動相同的位移。μ表示物體甲與水平面間的動摩擦因數，乙是隨物體甲一起運動的小物塊，比較物體甲移動的過程中力F對甲所做的功的大小，下列選項正確的是(　　)

圖2　
A.Wa最小 B.Wd最大
C.Wa＜Wc D.四種情況一樣大
解析　依據功的定義式W＝FLcos θ，本題中四種情況下，F、L、θ均相同，這樣四種情況下力F所做的功一樣大，故選項D正確。
答案　D
2.(多選)如圖3所示，粗糙的斜面在水平恒力的作用下向左勻速運動，一物塊置于斜面上并與斜面保持相對靜止，下列說法中正確的是(　　)

圖3
A.斜面對物塊不做功
B.斜面對地面的摩擦力做負功
C.斜面對物塊的支持力做正功
D.斜面對物塊的摩擦力做負功
解析　斜面對物塊的作用力可以等效為一個力，根據平衡條件，這個力與物塊的重力大小相等，方向相反，與位移方向的夾角為90°，所以不做功，選項A正確；地面受到摩擦力作用，但沒有位移，所以斜面對地面的摩擦力不做功，選項B錯誤；斜面對物塊的支持力與位移方向的夾角小于90°，做正功，而斜面對物塊的摩擦力與位移方向的夾角大于90°，做負功，所以選項C、D正確。
答案　ACD
3.如圖4所示，質量為60 kg的某同學在做引體向上運動，從雙臂伸直到肩部與單杠同高度算1次，若他在1分鐘內完成了10次，每次肩部上升的距離均為
0.4 m，則他在1分鐘內克服重力所做的功及相應的功率約為 (　　)

圖4
A.240 J，4 W B.2 400 J，2 400 W
C.2 400 J，40 W D.4 800 J，80 W
解析　他每次引體向上克服重力所做的功為W1＝mgh＝60×10×0.4 J＝240 J，他在1分鐘內克服重力所做的功為W＝10W1＝10×240 J＝2 400 J，相應的功率約為P＝Wt＝40 W，選項C正確。
答案　C

　功的分析和計算
1.功的正負的判斷方法

2.恒力做功的計算方法

3.合力做功的計算方法
(1)先求合力F合，再用W合＝F合lcos α求功。
(2)先求各個力做的功W1、W2、W3、…，再應用W合＝W1＋W2＋W3＋…求合力做的功。
考向 　功的正負的判斷
【例1】 一輛正沿平直路面行駛的車廂內，一個面向車前進方向站立的人對車廂壁施加水平推力F，在車前進s的過程中，下列說法正確的是(　　)

圖5
A.當車勻速前進時，人對車做的總功為正功
B.當車加速前進時，人對車做的總功為負功
C.當車減速前進時，人對車做的總功為負功
D.不管車如何運動，人對車做的總功都為零
解析　人對車施加了三個力，分別為壓力、推力F、靜摩擦力Ff，根據力做功的公式及作用力和反作用力的關系判斷做正功還是負功。當車勻速前進時，人對車廂壁的推力F做的功為WF＝Fs，靜摩擦力做的功為WFf＝－Ffs，人處于平衡狀態，根據作用力與反作用力的關系可知，F＝Ff，則人對車做的總功為零，故A錯誤；當車加速前進時，人處于加速狀態，車廂對人的靜摩擦力Ff′向右且大于車廂壁對人的作用力F′，所以人對車廂的靜摩擦力Ff向左，靜摩擦力做的功WFf＝－Ffs，人對車廂的推力F方向向右，做的功為WF＝Fs，因為Ff＞F，所以人對車做的總功為負功，故B正確，D錯誤；同理可以證明當車減速前進時，人對車做的總功為正功，故C錯誤。
答案　B
考向 　恒力及合力做功的計算
【例2】 (多選)如圖6所示，一個質量為m＝2.0 kg的物體放在傾角為α＝37°的固定斜面上，現用F＝30 N、平行于斜面的力拉物體使其由靜止開始沿斜面向上運動。已知物體與斜面之間的動摩擦因數μ＝0.50，斜面足夠長，g取10 m/s2，sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80。物體運動2 s后，關于各力做功情況，下列說法中正確的是(　　)

圖6
A.重力做功為－120 J
B.摩擦力做功為－80 J
C.拉力做功為100 J
D.物體所受的合力做功為100 J
解析　物體在斜面上運動時受到重力、拉力、摩擦力和支持力作用，根據牛頓第二定律得a＝F合m＝F－mgsin α－μmgcos αm＝5 m/s2，由x＝12at2得，物體在2 s內的位移為x＝12×5×22 m＝10 m，重力做功為WG＝－mgxsin 37°＝－2×10×10×0.6 J＝－120 J，選項A正確；拉力做功為WF＝Fx＝30×10 J＝300 J，選項C錯誤；摩擦力做功為Wf＝－fx＝－μmgcos 37°·x＝－0.5×2×10×0.8×10 J＝－80 J，選項B正確；支持力做功為WN＝FNxcos 90°＝0，合外力做功為W＝WF＋WN＋WG＋Wf＝300 J－120 J－80 J＝100 J，選項D正確。
答案　ABD
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