功和能(近三年高考题)

1、1.功是描述力的作用效果的物理量,若变力做功，则不适用。功率是描述做功快慢的物理量，即是力和速度的夹角。功是标量，有正负但没有方向，正负表示对专题06功和能【2018年高考考点定位】 机械能这部分考点主要集中在功和能的转化部分，其中功和功率部分要关注运动方向和力的方向，动能定理的考察形 式很多，但要选择合适的运动过程进行分析才能简化过程，动能定理涉及合外力包括重力弹力和摩擦力以及电磁学部 分的电场力，安培力和洛伦兹力等等，所以应用范围广泛，需要备考中对应用动能定理解析的各种情景多分析多训练。 机械能守恒的考点大部分集中的三方面即守恒的条件，增加的机械能和减少的机械能。考点一、功和功率计算公式为

2、w FL cos ，其中为力和位移的夹角，该公式只适用于恒力做功,w，此公式计算平均功率，也可以根据tw FL cos一pFv cos计算瞬时功率，此时t t运动的促进或者阻碍作用。求合力做功时，可以求各个力做功的代数和，也可以先求各个力的矢量和在求功。功的计 算公式中的位移是相对地面的位移。2.摩擦力做功：摩擦力(包括滑动摩擦力和静摩擦力)既可以做正功，也可以做负功还可以不做功。 一对滑动摩 擦力做的总共为负功， 所以滑动摩擦力做功总伴随着机械能的损失。 一对静摩擦力做功的总功等于 0,没有机械能损 失。3.机动车的两种启动方式：g匀加速启动过程分为两个阶段，第一阶段为匀加速直线运动，加速度

3、不变，根据牛顿第二定律a -一-，牵引力F不变,机车功率p Fv (ma f)at逐渐增大，当功率增大到机车额定功率时，匀加速 m运动阶段结束，此时可以计算匀加速运动时间t额，据此还可以计算匀加速直线运动的末速度v at ；第二(ma f )a阶段功率等于额定功率不再变化，但加速度不等于0所以速度继续增加，牵引力 F P额逐渐减小，当牵引力减小v到等于摩擦力时，即 F f , a 0时，速度最大达到vm -，此后以此速度做匀速直线运动。g以额定功率启动，fpF f则功率不变，随速度逐渐增大，牵引力F 丄逐渐减小，加速度 a -逐渐减小，当a 0时，即F f时，速vm度达到最大vm 半,此后为匀

4、速直线运动，此种启动过程与第一种启动方法第二阶段相类似，是个加速度逐渐减小的 加速运动。g不管是哪种启动方式，最后的速度都是一样的。考点二、动能定理和机械能守恒11.动能的表达式Ekmv2，动能是个标量，只有大小没有方向，只有正没有负。动能定理的内容表述为：合外力做2的功等于动能变化量即 w合=Ek末-Ek初。注意合外力做功包括各个力，即不但是重力弹力摩擦力还包括电场磁场力，只 有做功都要计算进去。应用动能定理时需要选择合适的运动过程，部分时候运动过程选择的越大过程越简化，需要注 意某个力可能是过程中某个阶段做功，而另一个阶段不做功，计算时要分清力的作用过程来计算做功的多少。动能定 理不但能把

5、多个运动阶段结合在一起分析，还可以根据初末动能的变化计算变力做功，根据初末动能变化计算机动车2力或者弹性绳的弹力，而不是压力支持力拉力等弹力。对于2个或者多个物体组成的系统应用机械能守恒定律的变式2017 4 *Ek0，与斜面间的动摩擦因数不变,2.【2017 新课标H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. 直不做功B. 直做正功C.始终指向大圆环圆心D.始终背离大圆环圆心3.【2017 新课标H卷】如图，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地面垂直。一小物块以速度轨道下端滑入

6、轨道，并从轨道上端水平飞出，小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关，此距离最大时。对应的轨道半径为（重力加速度大小为g）：A.v216g2B.8g2C.4g2D.2g4.L, BC置于水平地面上，用一轻质弹簧连接，弹簧处于原长.现A由静止释放下降到最低点，两轻杆间夹角a由60变为120, A、B、C在同一竖直平面内运动，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g.则此下降过以额定功率运动时做功 W pt Wf从而计算运动时间。2.重力势能是地球和物体之间相互吸引而具有的能，弹性势能是发生弹性形变产生弹力而具有的能。重力势能表达式E p mgh，大小与高度有关，而弹性势能和形变量以及劲度

7、系数有关，无论是弹性势能还是重力势能，都和弹力或重 力做功有关，若弹力（重力）做正功，弹性（重力）势能减小，若弹力（重力）做负功，弹性（重力）势能增加。对 于弹性形变来说，如果拉伸的形变量和压缩的形变量相同，则弹性势能相同，即弹力没有做功。3.机械能守恒定律：只有系统内的重力（或弹力）做功，系统机械能保持不变，机械能守恒。其中弹力主要指弹簧弹即EA EB 0或者增加的动能等于减少的势能分析问题能够简化过程。机械能的变化量等于除重力（或弹力）外其他力对系统做的功，做正功系统机械能增加，做负功机械能减少。【三年高考】15、16、17年高考真题及其解析【2017 江苏卷】（多选）如图所示，三个小球A

8、 B、C的质量均为 m A与B C间通过铰链用轻杆连接，杆长程中:3（A）A的动能达到最大前，旺到地面的支持力小于2mg3（B）A的动能最大时，B受到地面的支持力等于mg1.【2017 江苏卷】一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处.物块初动能为直向上拉起至( )1A. mgl91C. mglM点,3p+MIB1I-mgl61Q1FD. mgl加6耳為考套复.动能增加了 2 000 J.重力势能减小了 2 000J(C)弹簧的弹性势能最大时， A的加速度方向竖直向下(D)弹簧的弹性势能最大值为 二I mgL25.【2017 新课标川卷】如图，一质量为m长度为I的均匀柔软细绳 PQ竖直悬挂。用外

9、力将绳的下端Q缓慢地竖1.【2016 四川卷】韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离， 重力对他做功1 900 J，他克服阻力做功100 J。韩晓鹏在此过程中：()A.动能增加了 1 900 JBC.重力势能减小了1 900 JD2.【2016 上海卷】在今年上海的某活动中引入了全国首个户外风洞飞行体验装置，体验者在风力作用下漂浮在半空。若减小风力，体验者在加速下落过程中A.失重且机械能增加B失重且机械能减少C.超重且机械能增加D.超重且机械能减少3. 【2016 海南卷】如图，光滑圆轨道固定在竖直面内，一质量为m的

10、小球沿轨道做完整的圆周运动。已知小球在最低点时对轨道的压力大小为N，在高点时对轨道的压力大小为N2。重力加速度大小.为g,则N- N2的值为：()fJA. 3mgB. 4mgC. 5mgD. 6mg/4.【2016 全国新课标n卷】小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P球的质量大于 Q球的质量，悬挂 P球的绳比悬挂 Q球的绳短。将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示。将两球由静止释放，在各自轨迹的最低点：( )A. P球的速度一定大于 Q球的速度B. P球的动能一定小于 Q球的动能C. P球所受绳的拉力一定大于 Q球所受绳的拉力D. P球的向心加速度一定小于 Q球的向心加速度5.【20

11、16 全国新课标H卷】(多选)两实心小球甲和乙由同一种材质制成，甲球质量大于乙球质量。两球在空气 中由静止下落，假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比，与球的速率无关。若它们下落相同的距离，则：A. 甲球用的时间比乙球长B. 甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小B.1M点与绳的上端P相距丄丨。2C. 甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小D. 甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功勿15弄為考表龜2倍,m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连L，圆环下滑到最大距1.【2015 海南 3】假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的则摩托艇的最大速率变为原来

12、的：（）A. 4 倍B . 2 倍 C .3 倍 D . ,2 倍2.【2015 四川 1】在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向下方向抛出，不计空气阻力,则落在同一水平地面时的速度大小：（）A. 样大B水平抛的最大C斜向上抛的最大D 斜向下抛的最大3.【2015 全国新课标II 17】一汽车在平直公路上行驶。从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化如图所示。假定汽车所受阻力的大小f恒定不变。下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图像中，可能正确的是：4.【2015 全国新课标I 21】（多选）如图，滑块 a、b的质量均为m, a套在固定直杆上，与光滑水平地面相距h, b放在地面上，a、b通过铰链用刚性轻杆连接。 不计摩擦，a、b可视为质点，重力加速度大小为 g。则：（）A. a落地前，轻杆对 b 一直做正功B.a落地时速度大小为、冷一C. a下落过程中，其加速度大小始终不大于gD.a落地前，当a的机械能最小时，b对地面的压力大小为