第6章 1.第1节 功和功率（PPT课件）-【高考突破新方案】2027年高考物理大一轮复习学案

该高中物理高考复习课件聚焦功、功率、动能定理、机械能守恒及功能关系等高考核心考点，依据高考评价体系梳理各考点考查要求，通过真题分析明确功的计算（占30%）、机车启动（占25%）等高频考点分布，构建“概念辨析-方法归纳-题型突破”的系统复习框架。 课件亮点在于“真题情境+科学思维建模”，如以2025届河南H20联盟联考变力做功题为例，运用动能定理和图像法突破变力做功计算，培养学生科学推理与模型建构素养。规律总结模块提炼机车启动三大关键关系式，配合易错点警示，助力学生掌握解题技巧，教师可依托此课件实现考点精准突破，提升复习效率。

目 录 CONTENTS 第1 节　功和功率 微专题10 动能定理在多过程运动中的应用 第2 节　动能定理及其应用 第3 节　机械能守恒定律及其应用 微专题11 动力学和能量观点相结合的两类典型模型 第4 节　功能关系　能量守恒 实验7 验证机械能守恒定律 返回目录 第1节 功和功率 返回目录 2 考点1　功的分析和计算 1.恒力做功的计算 返回目录 方法 以例说法     用力F把小球从A处缓慢拉到B处,F做功为WF,则有WF- mgl(1-cos θ)=0,得WF=mgl(1-cos θ) 2.变力做功的计算方法 返回目录     质量为m的木块在水平面内做圆周运动,运动一周克服 摩擦力做功Wf=f·Δx1+f·Δx2+f·Δx3+…=f·2πR   汽车以恒定功率P在水平路面上运动t时间的过程中,牵 引力做功WF=Pt 返回目录     用恒力F把物块从A拉到B,绳子对物块做的功W=F·     弹簧由伸长量为x1被继续拉至伸长量为x2的过程中,克服 弹力做功W= ·(x2-x1) 返回目录     水平拉力F拉着一物体在水平面上运动的位移为x0,F-x 图线与横轴所围面积表示拉力所做的功 点拨提醒 平均力法中,平均力为力关于位移的平均值。 返回目录 3.合力做功的计算方法 (1)方法一:先求合力F合,再用W合=F合l cos α求功(适用于合力为恒力)。 (2)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 (适用于多阶段运动过程)。 (3)方法三:利用动能定理W合=Ek2-Ek1(已知初、末状态的动能求合力做的功)。 4.摩擦力做功的计算 摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功。摩擦力做功与路径有关。 返回目录   返回目录 典例1    (多选)(2025届河南H20联盟4月联考)如图所示,质量为m的滑块在水平向右的 外力F作用下由静止开始沿水平桌面运动,运动过程中外力F随位移x的变化满足F=F0- kx(k为已知定值,k>0),已知滑块与桌面间的动摩擦因数μ= (g为重力加速度),下列说 法正确的是     (         ) A.滑块最终能回到出发点 B.滑块向右运动的最大位移为  C.滑块运动的最大速度为   D.从开始运动到滑块最终静止,滑块与水平桌面因摩擦产生的热量为  BC 返回目录 解析　　滑动摩擦力大小f=μmg= ,从开始运动到F=0时,拉力F做的功WF=F0× × =  ,假设此过程中滑块一直滑动,则滑动摩擦力所做负功的绝对值为Wf=μmg× = , 可得Wf>WF,故假设不成立,拉力F减为0之前,滑块已经停止运动,即滑块不能回到出发 点,A错误。设滑块的最大位移为xm,由动能定理可得 -f·xm=0,解得xm= , B正确。滑块速度最大时,有F0-kx1=μmg,解得此时滑块位移x1= ;由动能定理可得  -f·x1= m ,解得vm=  ,C正确。从开始运动到滑块最终静止,滑块与 水平桌面因摩擦产生的热量为Q=μmgxm= × = ,D错误。 返回目录 考点2　功率的分析和计算   返回目录 典例2    (2025届甘肃张掖四校一模)如图所示,两长度均为L的相同轻质细杆与铰链A、 B、C相连,质量可忽略的铰链A固定在地面上,铰链B和C质量不可忽略,均为m,铰链A、 B、C均可视为质点。起始位置两细杆竖直,如图中虚线所示,铰链A和C彼此靠近。t=0 时铰链C在水平外力F的作用下从静止开始做初速度为零、加速度大小为a= g的匀 加速直线运动(g为重力加速度),到t=t1时BA和BC间的夹角变为120°,如图中实线所示。 若两个轻质细杆始终在同一竖直面内运动,所有摩擦均不计,下列说法正确的是(         ) B A.t=t1时重力对B做功的瞬时功率为  B.t=t1时重力对B做功的瞬时功率为  C.从t=0到t=t1时间内,力F做的功为3mgL D.t=t1时连接A、B的细杆的弹力大小为1.5mg 返回目录 解析　    t=t1时,C相对A的位移大小x=2L cos 30°= L;由 =2ax解得t=t1时C的速度大小 vC= ;B、C的速度关系如图1所示,可得vC cos 30°=vB cos 30°【点拨:B的速度方向垂 直AB】,故t=t1时重力对B做功的瞬时功率PG=mgvB ·cos 30°= ,A错误,B正确。从 t=0到t=t1时间内,对A、B、C组成的系统,根据能量守恒可得mgL(1-cos 60°)+WF= m +  m ,解得力F做的功WF= mgL,C错误。t=t1时B的受力如图2所示,由做圆周运动的受 力特点可得FC sin 30°+mg sin 30°-FA=m ,水平方向,由牛顿第二定律可得FA cos 30°- FC cos 30°=m 【点拨:B的水平位移始终是C的一半,故B的水平加速度为C的一半】; 联立 返回目录 解得FA=- mg,故t=t1时连接A、B的细杆的弹力大小为 mg,D错误。        返回目录 考点3　机车启动问题 1.恒定功率启动     返回目录 2.恒定加速度启动 返回目录 典例3    (2025届辽宁名校联盟联考)某动车组由8节车厢组成,其中第1、3、6、8节为 动力机车,其他4节为拖车,4节动力机车输出功率始终相同,一节动力机车输出功率随时 间变化的关系图像如图甲所示,动车组速率随时间变化的关系图像如图乙所示。每节 车厢在运动过程中所受阻力均为F阻、质量均为m,则 (         ) A.动车组能达到的最大速率为  D B.0~t1时间内,动车组运动的路程为  C.t1时刻,第4节车厢对第5节车厢的拉力为  D.t2~t3时间内,动车组的平均速率为  返回目录 解析　　动车组的最大速率vm= = ,A错误。0~t1时间内,对动车组,根据动能定理 可得4× P1t1-8F阻x1=8× m ,解得动车组运动的路程x1= ,B错误。t1时刻,动力 机车输出的总牵引力F= ,动车组的加速度大小a1= = ;对5、6、7、8 节车厢分析,根据牛顿第二定律可得FT+2 -4F阻=4ma1,解得第4节车厢对第5节车厢的 拉力FT=0,C错误。t2~t3时间内,动力机车输出牵引力做的总功W=4× (P1+P2)(t3-t2)=2(P1+ P2)(t3-t2);根据动能定理可得W-8F阻x2=8×( m - m ),解得动车组运动的路程x2=  ,故其平均速率 = = ,D正确。 返回目录 提分关键·规律总结 机车启动问题三个重要关系式 (1)无论哪种启动方式,机车的最大速度都等于其匀速运动时的速度,即vm= 。 (2)机车以恒定加速度启动的过程中,匀加速过程结束时,功率最大,但速度不是最大,v1=  <vm= 。 (3)机车以恒定功率启动时,牵引力做的功W=P额t。由动能定理得P额t-F阻x=ΔEk。此式经 常用于求解机车以恒定功率启动过程的位移大小或运动时间。 返回目录 $