2021届高考物理一轮复习——第五章 机械能及其守恒定律

高中物理核心素养读本 第五章 机械能及其守恒定律 第1讲 功 【学业质量解读】 内容 学业质量水平要求 做功的两个必要因素 理解功的概念 正、负功 掌握功的计算式，知道功是标量，理解正功、负功的含义。会计算总功。 变力做功 理解求解变力做功的方法，会求解变力的功 【必备知识梳理】 1．做功的两个要素：力和物体在力的方向上发生的_______． 2．公式：，该公式只适用于_______做功，其中α是力与_____方向的夹角，L为物体对地的位移． 3．功的单位_______，符号_______，1J＝1Nm. 功是_______量，即做功必定对应一个过程（位移），应明确是哪个力在哪个过程中对哪个物体做功。 4．功的正负的意义：功是____，没有方向，但有正负。根据可知， ⑴当0°≤α＜90°时，力对物体做____功，是动力，物体获得能量。 ⑵当90°＜α≤180°时，力对物体做___功，是阻力，物体向外转移能量。 ⑶当α＝90°时，力对物体___做功。 5、合力功 ⑴先求外力的合力F合，再应用功的公式 求出总功 ⑵先求出各外力对物体所做的功W1、W2、W3……，总功即这些功的代数和： 6、几种力做功比较 (1)重力、弹簧弹力做功与位置有关，与路径无关。 (2)滑动摩擦力、空气阻力做功与路径有关。 (3)摩擦力做功有以下特点 ①单一摩擦力(包括静摩擦力和滑动摩擦力)可能做正功，也可能做负功，还可能不做功。 ②相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零；相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数和为负。 【关键能力突破】 一、正、负功的判断 【例1】(多选)如图所示，质量为m的物体静止在倾角为的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数μ，现使斜面水平向左匀速移动距离。正确的是（ ） A．斜面对物体做的功为（物体与斜面相对静止）0 B．摩擦力对物体做的功为（物体与斜面相对静止） C．斜面对物体的弹力做的功为 D．重力对物体做的功为 【变式1】如图所示，质量为m的物体置于倾角为的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为，在外力作用下，斜面以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体m与斜面体相对静止。则关于斜面对m的支持力和摩擦力的下列说法中错误的是（ ） A．支持力一定做正功　 B．摩擦力一定做正功 C．摩擦力可能不做功 D．摩擦力可能做负功 二、恒力做功的问题 【例2】(2019·南京、盐城高三一模)如图所示，小球置于倾角为45°斜面上被竖直挡板挡住，整个装置匀速竖直下降一段距离。此过程中，小球重力大小为G，做功为WG；斜面对小球的弹力大小为F1，小球克服F1做功为W1；挡板对小球的弹力大小F2，做功为W2。不计一切摩擦，则下列判断正确的是（ ） A．F2＝G，W2＝0 B．F1＝G，W1＝WG C．F1>G，W1>WG D．F2>G，W2>WG 【变式2】一物体静止在粗糙水平地面上．现用一大小为的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为.若将水平拉力的大小改为，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为.对于上述两个过程，用 分别表示拉力、所做的功， 分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则（ ） A． B． C． D． 三、变力做功的计算 【例3】 (2019·苏州模拟)如图所示，质量为m的小球(可视为质点)用长为L的细线悬挂于O点，自由静止在A位置。现用水平力F缓慢地将小球从A拉到B位置而静止，细线与竖直方向夹角为θ＝60°，此时细线的拉力为F1，然后放手让小球从静止返回到A点时细线的拉力为F2，重力加速度大小为g，则（ ） A．F1＝F2＝2mg B．从A到B，拉力F做功为F1L C．从B到A的过程中，小球受到的合外力大小不变 D．从B到A的过程中，小球重力的瞬时功率一直增大 【变式3】(多选)如图所示，摆球质量为m，悬线的长为L，把悬线拉到水平位置后放手．设在摆球从A点运动到B点的过程中空气阻力F阻的大小不变，则下列说法正确的是（ ） A．重力做功为 B．绳的拉力做功为0 C．空气阻力F阻做功为 D．空气阻力F阻做功为 【学科素养提升】 1．(2018·南通)物体在两个相互垂直的力作用下运动，力F1对物体做功6 J，物体克服力F2做功8J，则F1、F2的合力对物体做功为(　　) A．14 J B．10 J C．2 J D．－2 J 2．【2017·新课标Ⅱ卷】如图，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环。小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大圆环对它的作用力（ ） A．一直不做功 B．一直做正功 C．始终指向大圆环圆心 D．始终背离大圆环圆心