第5章 机械能及其守恒定律-【优化探究】2024高考物理一轮复习高考总复习配套教参（教科版 老教材 老高考）

目标要求 三年命题统计 功和功率Ⅱ 动能和动能定理Ⅱ 重力做功与重力势能Ⅱ 功能关系、机械能守恒定律及其应用Ⅱ 实验五：探究动能定理 实验六：验证机械能守恒定律 备 考 策 略 分析近三年命题点和对核心素养的要求，2024年备考要关注以下几点 (1)强化对功、功率、动能、重力势能、弹性势能等基本概念的理解。 (2)抓住功是能量转化的量度这条主线，掌握几种常见的功能关系并会在实际问题中应用。 (3)注重本章知识与牛顿运动定律、平抛运动、圆周运动、电磁等知识结合，综合考查建立物理模型的能力和解决实际问题的能力 第1讲　功　功率 授课提示：对应学生用书第98页 一、功 1．定义：如果物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，就说这个力对物体做了功。 2．做功的两个要素 (1)作用在物体上的力。 (2)物体在力的方向上发生的位移。 3．公式：W＝Fx_cos_α。 (1)α是力与位移方向之间的夹角，x为物体对地的位移。 (2)该公式只适用于恒力做功。 4．功的正负 (1)当0°≤α＜90°时，W＞0，力对物体做正功。 (2)当90°＜α≤180°时，W＜0，力对物体做负功，或者说物体克服这个力做了功。 (3)当α＝90°时，W＝0，力对物体不做功。 二、功率 1．定义：力对物体所做的功W与做功所用时间t的比值。 2．物理意义：描述力对物体做功的快慢。 3．公式 (1)P＝，P为时间t内的平均功率。 (2)P＝Fv_cos_α(α为F与v的夹角) ①v为平均速度，则P为平均功率。 ②v为瞬时速度，则P为瞬时功率。 4．发动机功率：机车发动机的功率P＝Fv，F为牵引力，并非机车所受的合力。 授课提示：对应学生用书第99页 命题点一　恒力做功的分析与计算 自主探究 1．功的正负的判断方法 (1)恒力做功正负的判断：依据力与位移的夹角来判断。 (2)曲线运动中做功正负的判断：依据F与v的方向的夹角来判断。0°≤α<90°，力对物体做正功；90°<α≤180°，力对物体做负功；α＝90°，力对物体不做功。 2．恒力做功的计算方法 3．合力做功的计算方法 方法一：先求合力F合，再用W合＝F合x cos α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。 4．几种力做功的比较 (1)重力、弹簧弹力、电场力、分子力做功与始、末位置有关，与路径无关。 (2)滑动摩擦力、空气阻力、安培力做功与路径有关。 (3)摩擦力做功有以下特点： ①单个摩擦力(包括静摩擦力和滑动摩擦力)可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。 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不为零，且总为负值。 ③相互作用的一对滑动摩擦力做功过程中，不仅会发生物体间机械能的转移，还有部分机械能转化为内能，内能Q＝fx相对。 1．(2022·四川攀枝花三模)如图所示，斜面体A上表面光滑，放在光滑水平面上，物块B沿斜面下滑过程中，B对A的作用力为NA，A对B的作用力为NB。下列关于NA、NB做功的说法中正确的是(　　) A．NA、NB均不做功 B．NA、NB均做正功 C．NA做负功、NB做正功 D．NA做正功、NB做负功 解析：NB垂直于接触面，但是与物体B运动的位移不垂直，且夹角为钝角，所以NB对物体B做负功，斜面A机械能增加，NA对斜面A做正功，故选D。 答案：D 2．(2023·四川泸县一中高三上学期期末)如图所示，水平路面上有一辆质量为M的汽车，车厢中有一个质量为m的人正用恒力F向前推车厢。在车以加速度a向前加速行驶距离L的过程中，下列说法正确的是(　　) A．人对车的推力F做的功为FL B．人对车做的功为maL C．车对人的作用力大小为ma D．车对人的摩擦力做的功为(F－ma)L 解析：根据功的公式可知，人对车的推力做的功W＝FL，故A正确；在水平方向上，由牛顿第二定律可知车对人的作用力F′＝ma，由牛顿第三定律可知人对车的作用力为－ma，人对车做的功W＝－maL，故B错误；人在水平方向受到车的作用力ma，竖直方向上车对人还有支持力，故车对人的作用力N＝＝m，故C错误；对人，由牛顿第二定律可得f－F＝ma，则f＝ma＋F，车对人的摩擦力做的功W＝fL＝(F＋ma)L，故D错误。 答案：A 命题点二　变力做功的六种计算方法 自主探究 方法 以例说法 应用 动能 定理 用力F把小球从A处缓慢拉到B处，F做的功为WF，则有WF－mgl(1－cos θ)＝0，得WF＝mgl(1－cos θ) 微元法 质量为m的木块在水平面内做半径为R的圆周运动，运动一周克服摩擦力做的功Wf＝f·Δx1＋f·Δx2＋f·Δx3＋…＝f(Δx1＋Δx2＋Δx3＋…)＝f·2π