1、机械能,第 五 章,栏,目,导,航,1.定义：一个物体受到力的作用，如果在_上发生了一段位移，就说这个力对物体做了功2必要因素：力和物体在_上发生的位移3物理意义：功是能量转化的_,力的方向,力的方向,量度,Flcos ,正功,负功,克服,不做功,6(1)把一小球以一定的初速度竖直向上抛出小球上升的最大高度为H，空气阻力的大小恒为f，求从抛出到落回抛出点整个过程中，空气阻力对小球做的功甲同学认为“从抛出到落回原点，位移为0，故空气阻力做功为0”，乙同学认为“上升和下降过程中空气阻力做功均为fH，故整个过程中，空气阻力做的功为2fH.”你认为哪位同学的结果是正确的？为什么？提示：乙同学是正确的因
2、整个过程空气阻力不是恒力，不能用功的公式直接求解所以甲的认识是错误的(2)举例说明：一对作用力和反作用力都做正功、都做负功？一个做正功，一个做负功？提示：两带同种电荷的小球相互靠近或远离；两带异种电荷的小球沿同一方向运动.,时间,快慢,平均功率,平均,瞬时,4机车的两种启动过程分析(1)机车以恒定功率启动时，其速度v、牵引力F、加速度a如何变化？试定性画出这一过程的vt图象提示：,(2)机车以恒定加速度启动时，其速度v、功率P、加速度a如何变化？匀加速直线运动过程何时结束？试定性画出这一过程的vt图象提示：,1判断正误(1)一个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动()(2)作用力做
3、正功时，反作用力一定做负功()(3)力对物体做功的正负是由力和位移间的夹角大小决定的()(4)由PFv可知，发动机功率一定时，机车的牵引力与运行速度的大小成反比()(5)汽车上坡时换成低挡位，其目的是减小速度得到较大的牵引力()答案：(1)(2)(3)(4)(5),2(粤教版必修2P67第5题)用起重机将质量为m的物体匀速吊起一段距离，那么作用在物体上的各力做功情况应是下列说法中的哪一种？()A重力做正功，拉力做负功，合力做功为零B重力做负功，拉力做正功，合力做正功C重力做负功，拉力做正功，合力做功为零D重力不做功，拉力做正功，合力做正功答案：C,3(粤教版必修2P77第2题)(多选)一个物体
4、在水平方向的两个恒力作用下沿水平方向做匀速直线运动，若撤去其中的一个力，则()A物体的动能可能减少B物体的动能可能不变C物体的动能可能增加D余下的力一定对物体做功答案：ACD,答案：BD,5(人教版必修2P59第1题改编)如图所示，两个物体与水平地面间的动摩擦因数相等，它们的质量也相等在甲图中用力F1拉物体，在乙图中用力F2推物体，夹角均为，两个物体都做匀速直线运动，通过相同的位移设F1和F2对物体所做的功分别为W1和W2，物体克服摩擦力做的功分别为W3和W4，下列判断正确的是()AF1F2BW1W2CW3W4 DW1W3W2W4答案：D,1功的正负的判断方法(1)恒力做功的判断：依据力与位移
5、方向的夹角来判断(2)曲线运动中做功的判断：依据F与v的方向夹角来判断，090时，力对物体做正功；90180时，力对物体做负功；90时，力对物体不做功(3)依据能量变化来判断：功是能量转化的量度，若有能量转化，则必有力对物体做功此法常用于判断两个相联系的物体之间的相互作用力做功的判断,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lcos 求功方法二：先求各个力做的功W1、W2、W3、，再应用W合W1W2W3求合力做的功,1(2017课标)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
6、，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,A,解析：小环在固定的光滑大圆环上滑动，做圆周运动，其速度沿大圆环切线方向，大圆环对小环的弹力(即作用力)垂直于切线方向，与速度垂直，故大圆环对小环的作用力不做功，选项A正确、B错误开始时大圆环对小环的作用力背离圆心，到达圆心等高点时弹力提供向心力，故大圆环对小环的作用力指向圆心，选项C、D错误,2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做功情况，下列说法中错
7、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,B,解析：由功的计算公式WFScos 可知，支持力方向垂直斜面向上，与位移的方向夹角小于90，支持力一定做正功；而摩擦力是否存在需要讨论：当加速度较小时，摩擦力Ff沿斜面向上，即agtan ，摩擦力沿斜面向上，做负功；当加速度较大时，摩擦力Ff沿斜面向下，即agtan ，摩擦力沿斜面向下，做正功；当agtan 时，摩擦力不存在，不做功，综上所述，B是错误的.,1.利用微元法求变力做功将物体的位移分割成许多小段，因小段很小，每一小段上作用在物体上的力可以视为恒力，这样就将变力做功转化为在无数多个位移上的恒力所做功
8、的代数和此法常用于求解大小不变、方向改变的变力做功问题,D,2化变力为恒力求变力做功有些变力做功问题通过转换研究对象，可转化为恒力做功，用WFlcos 求解此法常用于轻绳通过定滑轮拉物体做功的问题中,如图所示，固定的光滑竖直杆上套着一个滑块，用轻绳系着滑块绕过光滑的定滑轮，以大小恒定的拉力F拉绳，使滑块从A点起由静止开始上升若从A点上升至B点和从B点上升到C点的过程中拉力F做的功分别为W1和W2，滑块经B、C两点的动能分别为EkB和EkC，图中ABBC，则()AW1W2BW1W2CW1W2D无法确定W1和W2的大小关系,A,解析：轻绳对滑块做的功为变力做功，可以通过转换研究对象，将变力做功转化
9、为恒力做功；因轻绳对滑块做的功等于拉力F对轻绳做的功，而拉力F为恒力，WFl，l为轻绳拉滑块过程中力F的作用点移动的位移，大小等于定滑轮左侧绳长的缩短量，由题图可知，lABlBC，故W1W2，A正确,B,ABD,4如图所示，质量为m的小球用长为l的细线悬挂而静止在竖直位置，现用水平拉力F将小球缓慢拉至如图所示位置，细线与竖直方向成角，此后撤去拉力F，小球再次到达竖直位置，下列说法正确的是()A整个过程中，拉力F做功为Flsin B上升过程中，重力做功为mgl(1cos )C整个过程中，细绳拉力做功为mgl(1cos )D下摆过程中，小球速度逐渐增大，细绳拉力做功逐渐增大,B,解析：当F缓慢地将
10、小球拉离到与竖直方向成角的位置过程中，小球的速率不变，动能不变，由动能定理可得：WF1mgh0，而高度变化为：hL(1cos )，所以WF1mgL(1cos )，故选项A错误，选项B正确；整个运动过程中由于绳的拉力始终与速度方向垂直，故绳的拉力不做功，故选项C、D错误.,A,求功率时，必须明确是求哪一个力的功率，且该力必须为恒力，同时要分清是何种类型的功率平均功率对应的是一段时间或一个过程，求平均功率必须明确是做功的物体在哪一段时间内或哪个过程中的平均功率；瞬时功率对应的是某一时刻或某一位置，求瞬时功率必须明确是做功的物体在哪个时刻或哪个位置的瞬时功率，然后正确选择公式求解,(2018昆明七校
11、联考)(多选)物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。通过力和速度传感器监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律分别如图甲、乙所示。取g10 m/s2，则下列说法正确的是()A物体的质量m0.5 kgB物体与水平面间的动摩擦因数0.40C第2 s内物体克服摩擦力做的功W2.0 JD前2 s内推力F做功的平均功率3W,ABC,C,6(2018山东质检)如图所示，质量m2 kg的小物体放在长直的水平地面上，用水平细线绕在半径R0.5 m的薄圆筒上t0时刻，圆筒由静止开始绕竖直的中心轴转动，其角速度随时间的变化规律如图乙所示，小物体和地面间的动摩擦因数0.1，重力加速度g取10 m/s2
12、，则()A小物体的速度随时间的变化关系满足v4tB细线的拉力大小为2NC细线拉力的瞬时功率满足P4tD在04 s内，细线拉力做的功为12 J,D,1.机车的两种启动模型,2.机车启动问题常用的三个公式(1)牛顿第二定律：FFfma(2)功率公式：PFv(3)速度公式：vat说明：F为牵引力，Ff为机车所受恒定阻力,CD,CD,7(2018乌鲁木齐诊断)动车组是由几节自带动力的车厢加几节不带动力的车厢组成的，带动力的车厢叫动车，不带动力的车厢叫拖车。每节动车与拖车质量都相等，每节动车的额定功率都相等动车组运行过程中总阻力来自两部分：一部分是车轮与铁轨之间摩擦产生的机械阻力，阻力大小与动车组的质量
13、成正比；另一部分来自于空气阻力，阻力大小与动车组速度的平方成正比一列12节车厢的动车组，有3节动车时最大速度为160 km/h，此时空气阻力是总阻力的0.5倍若要使12节车厢的动车组的最大速度达到240 km/h，则动车的节数至少为()A7节B8节C9节D10节,B,解析：设空气阻力为F1kv2，车轮与铁轨间的摩擦阻力为Ff由题意可知F10.5(F1Ff)，得FfF1kv23P(Ffkv)v1nP(Ffkv)v2解得n7.3.n取整数8，选项B正确,8(多选)质量为2103 kg、发动机额定功率为80 kW的汽车在平直公路上行驶；若汽车所受阻力大小恒为4103 N，则下列判断中正确的有( )A汽车的最大速度是20 m/sB汽车以加速度2 m/s2匀加速启动，启动后第2 s末发动机实际功率是32 kWC汽车以加速度2 m/s2做初速度为0的匀加速运动中，达到最大速度时摩擦力做功为4105 JD若汽车保持额定功率启动，则当汽车速度为5
