回归原点05 功与能（课件PPT）-【高考快车道】2026年高考物理大二轮专题复习与策略（广东专版）

回归原点5　功与能 回归原点——回归教材核心 感悟经典案例 1 [核心考点] 1．功和功率 (1)恒力做功：W＝FLcos α，只与F、L、α有关。 合外力做功：可根据W合＝F合Lcos α或W总＝W1＋W2＋W3＋…求解。 【提醒】　功是标量。做功的过程就是能量转化的过程，功是能量转化的量度。 回归原点5　功与能 2 (2)平均功率：常用＝计算。瞬时功率：F与v方向相同时，P＝Fv；F与v夹角为α时，P＝Fvcos α。 2．动能和动能定理 (1)动能：Ek＝mv2。 (2)动能定理：W＝m－m。 回归原点5　功与能 3 【说明】　①如果物体受到几个力的共同作用，动能定理中的W为合力的功，它等于各个力做功的代数和。 ②表达式是标量式，无分量式，不能在某一方向应用动能定理列方程。 回归原点5　功与能 4 3．重力势能 (1)重力势能：Ep＝mgh。 (2)重力做功与重力势能变化的关系：WG＝Ep1－Ep2＝－ΔEp。 4．机械能守恒定律 (1)守恒条件：物体系统内只有重力或弹力做功。 (2)机械能守恒定律的不同表达式 回归原点5　功与能 5   表达式 含义 从不同状态看 Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2或E初＝E末 初状态的机械能等于末状态的机械能 从转化角度看 Ek2－Ek1＝Ep1－Ep2或ΔEk＝－ΔEp 过程中动能的增加量等于势能的减少量 从转移角度看 EA2－EA1＝EB1－EB2或ΔEA＝－ΔEB 系统只有A、B两物体时，A增加的机械能等于B减少的机械能 回归原点5　功与能 6 [核心解读] 1．求解变力做功问题 (1)图像法：在F-l图像中，图线与l轴所围的面积表示变力F做的功 回归原点5　功与能 7 (2)微元法 回归原点5　功与能 8 (3)动能定理法   根据动能定理，WF－mgL(1－cos θ)＝0，即WF＝mgL(1－cos θ) 回归原点5　功与能 9 2．机车启动问题 (1)机车以恒定功率启动 回归原点5　功与能 10 (2)机车以恒定加速度启动 回归原点5　功与能 11 (3)用v-t图像分析两种机车启动过程 回归原点5　功与能 12 3．功能关系   功是能量转化的量度。 回归原点5　功与能 13 [经典案例] [典例1]　(鲁科版教材必修第二册P31T3)如图所示，质量为m的小球用长l的细线悬挂并静止在竖直位置P。用水平拉力F将小球缓慢地拉到Q点的过程中，拉力F做功为(　　) A．mglcos θ　 B．mgl(1－cos θ) C．Flsin θ　 D．Fl B　[小球从P点缓慢拉到Q点，F为变力，由动能定理得WF－mgL(1－cos θ)＝0，即WF＝mgL(1－cos θ)，B项正确。] √ 回归原点5　功与能 14 [典例2]　(人教版教材必修第二册P92例题)把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆(如图)，摆长为l，最大偏角为θ。如果阻力可以忽略，小球运动到最低点时的速度大小是多少? 回归原点5　功与能 15 分析　在阻力可以忽略的情况下，小球摆动过程中受重力和细线的拉力。细线的拉力与小球的运动方向垂直，不做功，所以这个过程中只有重力做功，机械能守恒。 小球在最高点只有重力势能，动能为0，计算小球在最高点和最低点重力势能的差值，根据机械能守恒定律就能得出它在最低点的动能，从而算出它在最低点的速度。 回归原点5　功与能 16 [解析]　以小球为研究对象。设最低点的重力势能为0，以小球在最高点的状态作为初状态，以小球在最低点的状态作为末状态。 在最高点的动能Ek1＝0，重力势能是Ep1＝mg(l－lcos θ) 在最低点的重力势能Ep2＝0，而动能可以表示为 Ek2＝mv2 运动过程中只有重力做功，所以机械能守恒，即 Ek2＋Ep2＝Ek1＋Ep1 17 把初末状态下动能、重力势能的表达式代入，得 mv2＝mg(l－lcos θ) 由此解出小球运动到最低点时的速度大小 v＝。 [答案]　 18 [典例3]　(人教版教材必修第二册P100B组T5)如图所示，竖直轻弹簧固定在水平地面上，弹簧的劲度系数为k，原长为l。质量为m的铁球由弹簧的正上方h高处自由下落，与弹簧接触后压缩弹簧，当弹簧的压缩量为x时，铁球下落到最低点。不计空气阻力，重力加速度为g。 (1)铁球下落到距地面多高时动能最大? (2)以上过程中弹簧弹性势能的最大值是多少? 回归原点5　功与能 19 [解析]　(1)当铁球所受的合力为0时，动能最大 则有：mg＝kx' 得x'＝ 则小球动能最大时离地面的高度为h'＝l－x'＝l－。 (2)设弹簧弹性势能的最大值为Ep，根据机械能守恒得Ep＝mg(h＋x)。 [答案]　(1)l－　(2)mg(h＋x) 20 $