1、高考物理第一輪復(fù)習(xí)課程高考物理第一輪復(fù)習(xí)課程 專專 題：功和能上題：功和能上 主講人：孟衛(wèi)東主講人：孟衛(wèi)東 北京市物理北京市物理特級(jí)教師特級(jí)教師教研組長(zhǎng)：教研組長(zhǎng)： 孟衛(wèi)東孟衛(wèi)東總總 策策 劃：劃： 周周 力力課程編輯：課程編輯： 孫孫 慧慧視頻編輯：視頻編輯： 吳茸茸吳茸茸課程制造：課程制造： 吳茸茸吳茸茸技術(shù)支持：技術(shù)支持： 宋春文宋春文攝攝 像：像： 吳茸茸吳茸茸開篇語開篇語 能量的觀念研討的是物體或系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)變化所閱歷的過程中形狀的改動(dòng)，能量的觀念研討的是物體或系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)變化所閱歷的過程中形狀的改動(dòng)，它無需對(duì)變化過程的細(xì)節(jié)進(jìn)展研討，關(guān)懷的是運(yùn)動(dòng)形狀變化即改動(dòng)結(jié)果量及它無需對(duì)變化過程的細(xì)節(jié)進(jìn)

2、展研討，關(guān)懷的是運(yùn)動(dòng)形狀變化即改動(dòng)結(jié)果量及其引起變化的緣由。其引起變化的緣由。 對(duì)于不涉及物體運(yùn)動(dòng)過程中的加速度和時(shí)間問題，無論是恒力做功還是對(duì)于不涉及物體運(yùn)動(dòng)過程中的加速度和時(shí)間問題，無論是恒力做功還是變力做功，普通都利用動(dòng)能定理求解；假設(shè)只需重力和彈力做功而又不涉及變力做功，普通都利用動(dòng)能定理求解；假設(shè)只需重力和彈力做功而又不涉及運(yùn)動(dòng)過程的加速度和時(shí)間問題，那么利用機(jī)械能守恒定律。運(yùn)動(dòng)過程的加速度和時(shí)間問題，那么利用機(jī)械能守恒定律。 有的問題既可以用力的觀念求解，又可以用能量的觀念求解，這時(shí)就優(yōu)有的問題既可以用力的觀念求解，又可以用能量的觀念求解，這時(shí)就優(yōu)先運(yùn)用能量觀念，由于比較簡(jiǎn)便；有的

3、問題涉及多個(gè)物理過程或多個(gè)研討對(duì)先運(yùn)用能量觀念，由于比較簡(jiǎn)便；有的問題涉及多個(gè)物理過程或多個(gè)研討對(duì)象，解題時(shí)優(yōu)先選擇全過程，由于運(yùn)用能量觀念解題時(shí)不用涉及過程的細(xì)節(jié)象，解題時(shí)優(yōu)先選擇全過程，由于運(yùn)用能量觀念解題時(shí)不用涉及過程的細(xì)節(jié)而只須思索始末形狀；運(yùn)用能量觀念解題時(shí)，要留意內(nèi)力的總功不一定為零，而只須思索始末形狀；運(yùn)用能量觀念解題時(shí)，要留意內(nèi)力的總功不一定為零，如爆炸問題，碰撞問題，繩忽然繃緊問題；假設(shè)要求解某分過程末物體的速如爆炸問題，碰撞問題，繩忽然繃緊問題；假設(shè)要求解某分過程末物體的速度，或求解系統(tǒng)內(nèi)部物體間的作用，那么只能取分過程或單個(gè)物體或小系統(tǒng)度，或求解系統(tǒng)內(nèi)部物體間的作用，那么

4、只能取分過程或單個(gè)物體或小系統(tǒng)進(jìn)展分析；許多情況下還需根據(jù)牛頓第三定律轉(zhuǎn)換研討對(duì)象。進(jìn)展分析；許多情況下還需根據(jù)牛頓第三定律轉(zhuǎn)換研討對(duì)象。開心自測(cè)開心自測(cè)題面：如下圖，演員正在進(jìn)展雜技扮演。由圖可估算出他將一只雞題面：如下圖，演員正在進(jìn)展雜技扮演。由圖可估算出他將一只雞蛋拋出的過程中對(duì)雞蛋所做的功最接近于蛋拋出的過程中對(duì)雞蛋所做的功最接近于 A0.3 J B3 J C30 J D300 J題面：一蹦極運(yùn)發(fā)動(dòng)身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺(tái)下落，到最題面：一蹦極運(yùn)發(fā)動(dòng)身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺(tái)下落，到最低點(diǎn)時(shí)距水面還有數(shù)米間隔。假定空氣阻力可忽略，運(yùn)發(fā)動(dòng)可視為低點(diǎn)時(shí)距水面還有數(shù)米間隔。假定空氣

5、阻力可忽略，運(yùn)發(fā)動(dòng)可視為質(zhì)點(diǎn)，以下說法正確的選項(xiàng)是質(zhì)點(diǎn)，以下說法正確的選項(xiàng)是 A. 運(yùn)發(fā)動(dòng)到達(dá)最低點(diǎn)前重力勢(shì)能一直減小運(yùn)發(fā)動(dòng)到達(dá)最低點(diǎn)前重力勢(shì)能一直減小B. 蹦極繩張緊后的下落過程中，彈性力做負(fù)功，彈性勢(shì)能添加蹦極繩張緊后的下落過程中，彈性力做負(fù)功，彈性勢(shì)能添加C. 蹦極過程中，運(yùn)發(fā)動(dòng)、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒蹦極過程中，運(yùn)發(fā)動(dòng)、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D. 蹦極過程中，重力勢(shì)能的改動(dòng)與重力勢(shì)能零點(diǎn)的選取有關(guān)蹦極過程中，重力勢(shì)能的改動(dòng)與重力勢(shì)能零點(diǎn)的選取有關(guān)開心自測(cè)思緒點(diǎn)撥開心自測(cè)思緒點(diǎn)撥題面：如下圖，演員正在進(jìn)展雜技扮演。由圖可估算出他將一只雞題面：如下圖，演員正在進(jìn)展雜

6、技扮演。由圖可估算出他將一只雞蛋拋出的過程中對(duì)雞蛋所做的功最接近于蛋拋出的過程中對(duì)雞蛋所做的功最接近于 A0.3 J B3 J C30 J D300 J題面：一蹦極運(yùn)發(fā)動(dòng)身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺(tái)下落，到最題面：一蹦極運(yùn)發(fā)動(dòng)身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺(tái)下落，到最低點(diǎn)時(shí)距水面還有數(shù)米間隔。假定空氣阻力可忽略，運(yùn)發(fā)動(dòng)可視為低點(diǎn)時(shí)距水面還有數(shù)米間隔。假定空氣阻力可忽略，運(yùn)發(fā)動(dòng)可視為質(zhì)點(diǎn)，以下說法正確的選項(xiàng)是質(zhì)點(diǎn)，以下說法正確的選項(xiàng)是 A. 運(yùn)發(fā)動(dòng)到達(dá)最低點(diǎn)前重力勢(shì)能一直減小運(yùn)發(fā)動(dòng)到達(dá)最低點(diǎn)前重力勢(shì)能一直減小B. 蹦極繩張緊后的下落過程中，彈性力做負(fù)功，彈性勢(shì)能添加蹦極繩張緊后的下落過程中，彈性

7、力做負(fù)功，彈性勢(shì)能添加C. 蹦極過程中，運(yùn)發(fā)動(dòng)、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒蹦極過程中，運(yùn)發(fā)動(dòng)、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D. 蹦極過程中，重力勢(shì)能的改動(dòng)與重力勢(shì)能零點(diǎn)的選取有關(guān)蹦極過程中，重力勢(shì)能的改動(dòng)與重力勢(shì)能零點(diǎn)的選取有關(guān)考點(diǎn)梳理與金題精講考點(diǎn)梳理與金題精講功和能功和能功功W=Flcos平均功率平均功率瞬時(shí)功率瞬時(shí)功率P=Fvcos機(jī)械能機(jī)械能動(dòng)能動(dòng)能 勢(shì)能勢(shì)能重力勢(shì)能重力勢(shì)能EP=mgh彈性勢(shì)能彈性勢(shì)能動(dòng)能定理動(dòng)能定理機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律E k 1 + E P 1 = Ek2+EP2功是能量轉(zhuǎn)化的量度功是能量轉(zhuǎn)化的量度WG=EPW彈彈=EP彈彈W總總=EkW非非=

8、E機(jī)機(jī)一一 、功、功1 一個(gè)物體遭到力的作用，假設(shè)在力的方向上發(fā)生一段位一個(gè)物體遭到力的作用，假設(shè)在力的方向上發(fā)生一段位移，這個(gè)力就對(duì)物體做了功移，這個(gè)力就對(duì)物體做了功.做功的兩個(gè)不可短少的要素是：做功的兩個(gè)不可短少的要素是：作用在物體上的力和物體在力的方向上發(fā)生的位移。作用在物體上的力和物體在力的方向上發(fā)生的位移。2力對(duì)物體所做的功，等于力的大小、位移的大小、力與力對(duì)物體所做的功，等于力的大小、位移的大小、力與位移夾角的余弦這三者的乘積。功的計(jì)算公式，功的單位是位移夾角的余弦這三者的乘積。功的計(jì)算公式，功的單位是焦耳，符號(hào)焦耳，符號(hào)J，功是標(biāo)量。，功是標(biāo)量。3功有正負(fù)，其正負(fù)由功有正負(fù)，其正

9、負(fù)由cos決議。當(dāng)決議。當(dāng)0 90時(shí)，時(shí)，力對(duì)物體做正功；當(dāng)力對(duì)物體做正功；當(dāng)90 180時(shí)，力對(duì)物體做負(fù)功時(shí)，力對(duì)物體做負(fù)功通常說成物體抑制這個(gè)力做功；當(dāng)通常說成物體抑制這個(gè)力做功；當(dāng) = 90時(shí)，力對(duì)物時(shí)，力對(duì)物體不做功。體不做功。題面：放在光滑程度面上的靜止物體，在程度恒力題面：放在光滑程度面上的靜止物體，在程度恒力F1的作用的作用下，挪動(dòng)了間隔下，挪動(dòng)了間隔l，假設(shè)拉力改為和程度面成，假設(shè)拉力改為和程度面成30的恒力的恒力F2，挪，挪動(dòng)的間隔為動(dòng)的間隔為2l，知拉力，知拉力F1和和F2對(duì)物體所做的功相等，那么對(duì)物體所做的功相等，那么F1和和F2的大小的比為的大小的比為 總結(jié)與啟迪：總結(jié)

10、與啟迪： 1W=F lcos中的中的是：是：對(duì)物體做功的力對(duì)物體做功的力F與物體相對(duì)地面與物體相對(duì)地面的位移的位移l二者之間的夾角，此題中二者之間的夾角，此題中1=0，2=30。 對(duì)其他的參對(duì)其他的參考系考系,功會(huì)有不同功會(huì)有不同 的值，中學(xué)階段的值，中學(xué)階段普通不提參考系，那就默以為是以普通不提參考系，那就默以為是以地面為參考系的。地面為參考系的。 2由由W=F lcos知：某個(gè)知：某個(gè)力的功只與力的功只與F、l、cos有關(guān)，與有關(guān)，與物體的質(zhì)量、物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)、運(yùn)物體的質(zhì)量、物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)、運(yùn)動(dòng)軌跡及物體所受其它力的情況無動(dòng)軌跡及物體所受其它力的情況無關(guān)。例如：假設(shè)此題所述兩種情況關(guān)。例如

11、：假設(shè)此題所述兩種情況所拉動(dòng)的物體質(zhì)量不同、或二者與所拉動(dòng)的物體質(zhì)量不同、或二者與地面接觸的粗糙程度不同、或者兩地面接觸的粗糙程度不同、或者兩個(gè)物體一個(gè)勻速運(yùn)動(dòng)，一個(gè)加速運(yùn)個(gè)物體一個(gè)勻速運(yùn)動(dòng)，一個(gè)加速運(yùn)動(dòng)等，均不影響兩個(gè)力動(dòng)等，均不影響兩個(gè)力F1和和F2的的做功情況。做功情況。二、功率二、功率1功率是表示力做功快慢程度的物理量，功跟完成這些功功率是表示力做功快慢程度的物理量，功跟完成這些功所用時(shí)間的比叫做功率。公式，表示對(duì)物體做功的力所用時(shí)間的比叫做功率。公式，表示對(duì)物體做功的力F在在t時(shí)時(shí)間內(nèi)的平均功率。功率的單位是瓦特，符號(hào)間內(nèi)的平均功率。功率的單位是瓦特，符號(hào)W。功率為標(biāo)量。功率為標(biāo)量.

12、結(jié)合結(jié)合W=Fl cos,功率的表達(dá)式也可寫成。功率的表達(dá)式也可寫成。2機(jī)械的額定功率指機(jī)械繼續(xù)正常任務(wù)時(shí)的最大功率，機(jī)機(jī)械的額定功率指機(jī)械繼續(xù)正常任務(wù)時(shí)的最大功率，機(jī)械任務(wù)時(shí)的實(shí)踐功率普通小于或等于其額定功率，機(jī)車發(fā)動(dòng)械任務(wù)時(shí)的實(shí)踐功率普通小于或等于其額定功率，機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率指機(jī)的輸出功率指P出出P實(shí)實(shí)F牽牽vF牽為發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力。牽為發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力。題面：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率題面：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率P0=60 kW，汽車的質(zhì)量，汽車的質(zhì)量m=5.0 t，汽車，汽車在程度路面上行駛時(shí)，阻力是車重的在程度路面上行駛時(shí)，阻力是車重的0.10倍，試問：倍，試問：(1)汽車堅(jiān)持以額定功率從靜止起

13、動(dòng)后，能到達(dá)的最大速度是多少？汽車堅(jiān)持以額定功率從靜止起動(dòng)后，能到達(dá)的最大速度是多少？(2)汽車從靜止開場(chǎng)，堅(jiān)持以汽車從靜止開場(chǎng)，堅(jiān)持以0.5 m/s2的加速度作勻加速起動(dòng)，這一過的加速度作勻加速起動(dòng)，這一過程能維持多長(zhǎng)時(shí)間程能維持多長(zhǎng)時(shí)間?易錯(cuò)點(diǎn)提示！易錯(cuò)點(diǎn)提示！ 過過總結(jié)與啟迪：總結(jié)與啟迪： 受受題面：一質(zhì)量為題面：一質(zhì)量為m 的小球，用長(zhǎng)為的小球，用長(zhǎng)為l 的輕繩懸掛于的輕繩懸掛于O點(diǎn)，小球在程點(diǎn)，小球在程度力度力F 作用下，從平衡位置作用下，從平衡位置P 點(diǎn)很緩慢地移到點(diǎn)很緩慢地移到Q 點(diǎn)，如下圖，那么點(diǎn)，如下圖，那么力力F 做的功為做的功為 Amglcos BFlsin Cmgl(1

14、-cos) DFl 易錯(cuò)點(diǎn)提示！易錯(cuò)點(diǎn)提示！ 過過總結(jié)與啟迪：總結(jié)與啟迪： 受受四、機(jī)械能守恒定律四、機(jī)械能守恒定律 1重力做功只與物體的初、末位置有關(guān)，與運(yùn)動(dòng)途徑重力做功只與物體的初、末位置有關(guān)，與運(yùn)動(dòng)途徑無關(guān)，因此可以定義由位置決議的能量無關(guān)，因此可以定義由位置決議的能量重力勢(shì)能。重力重力勢(shì)能。重力勢(shì)能勢(shì)能EP=mgh是物體和地球組成的系統(tǒng)所共有我們可以簡(jiǎn)稱是物體和地球組成的系統(tǒng)所共有我們可以簡(jiǎn)稱“物體的重力勢(shì)能。物體的重力勢(shì)能。 彈性勢(shì)能是由于物體發(fā)生彈性形變而具有的能量，對(duì)于彈性勢(shì)能是由于物體發(fā)生彈性形變而具有的能量，對(duì)于彈簧的彈性勢(shì)能，其大小和彈簧的勁度系數(shù)、伸長(zhǎng)或緊縮彈簧的彈性勢(shì)能

15、，其大小和彈簧的勁度系數(shù)、伸長(zhǎng)或緊縮量有關(guān)。量有關(guān)。 2機(jī)械能包括：動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能。機(jī)械能守機(jī)械能包括：動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能。機(jī)械能守恒是指在滿足一定條件時(shí)，物體系統(tǒng)內(nèi)動(dòng)能和勢(shì)能發(fā)生相互恒是指在滿足一定條件時(shí)，物體系統(tǒng)內(nèi)動(dòng)能和勢(shì)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化時(shí)，機(jī)械能的總量不變，轉(zhuǎn)化時(shí)，機(jī)械能的總量不變，Ek1+EP1= Ek2+EP2。題面：在高度題面：在高度h=0.8 m的程度光滑桌面上，有一輕彈簧左端固定，的程度光滑桌面上，有一輕彈簧左端固定，質(zhì)量為質(zhì)量為m1.0 kg 的小球在外力作用下使彈簧處于緊縮形狀，當(dāng)?shù)男∏蛟谕饬ψ饔孟率箯椈商幱诰o縮形狀，當(dāng)彈簧具有彈簧具有4.5 J的彈性勢(shì)能時(shí)，

16、由靜止釋放小球，將小球程度彈出，的彈性勢(shì)能時(shí)，由靜止釋放小球，將小球程度彈出，如下圖，不計(jì)空氣阻力，求小球落地時(shí)速度大小如下圖，不計(jì)空氣阻力，求小球落地時(shí)速度大小?vBhvCAB總結(jié)與啟迪：總結(jié)與啟迪： 運(yùn)用機(jī)械能守恒定律解題的根本步運(yùn)用機(jī)械能守恒定律解題的根本步驟：驟： (1)根據(jù)題意選取研討對(duì)象是由根據(jù)題意選取研討對(duì)象是由哪幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)哪幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)(普通是物體、普通是物體、彈簧和地球彈簧和地球)； (2)明確研討對(duì)象的運(yùn)動(dòng)過程，明確研討對(duì)象的運(yùn)動(dòng)過程，分析物體所受各力的做功情況或能分析物體所受各力的做功情況或能量轉(zhuǎn)化情況、判別能否符合機(jī)械能量轉(zhuǎn)化情況、判別能否符合機(jī)械能守恒條

17、件；守恒條件； (3)恰當(dāng)?shù)剡x取參考平面，確定恰當(dāng)?shù)剡x取參考平面，確定研討對(duì)象在過程的起始形狀和末了研討對(duì)象在過程的起始形狀和末了形狀的機(jī)械能；形狀的機(jī)械能； (4)用機(jī)械能守恒定律建立方程，用機(jī)械能守恒定律建立方程，求解未知量，必要時(shí)要進(jìn)展驗(yàn)證和求解未知量，必要時(shí)要進(jìn)展驗(yàn)證和討論。討論。五、功和能的關(guān)系五、功和能的關(guān)系 1能量：一個(gè)物體可以對(duì)外做功，我們就說這個(gè)物體具有能量：一個(gè)物體可以對(duì)外做功，我們就說這個(gè)物體具有能量。能量。 2能量有各種不同的存在方式：運(yùn)動(dòng)的物體具有動(dòng)能，被能量有各種不同的存在方式：運(yùn)動(dòng)的物體具有動(dòng)能，被舉高的物體具有重力勢(shì)能；發(fā)生彈性形變的物體具有彈性勢(shì)能；舉高的物體

18、具有重力勢(shì)能；發(fā)生彈性形變的物體具有彈性勢(shì)能；由大量粒子構(gòu)成的系統(tǒng)具有內(nèi)能。另外自然界中還存在如化學(xué)由大量粒子構(gòu)成的系統(tǒng)具有內(nèi)能。另外自然界中還存在如化學(xué)能、電能、太陽能、風(fēng)能、潮汐能、原子能等等不同方式的能。能、電能、太陽能、風(fēng)能、潮汐能、原子能等等不同方式的能。 3各種不同方式的能量可以相互轉(zhuǎn)化，而且在轉(zhuǎn)化過程中各種不同方式的能量可以相互轉(zhuǎn)化，而且在轉(zhuǎn)化過程中總量不變，不同方式的能量之間的轉(zhuǎn)化是經(jīng)過做功實(shí)現(xiàn)的，做總量不變，不同方式的能量之間的轉(zhuǎn)化是經(jīng)過做功實(shí)現(xiàn)的，做功的過程就是各種方式的能量之間轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程，且功的過程就是各種方式的能量之間轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程，且做了多少功，就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移，因此，功是做了多少功，就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移，因此，功是能量轉(zhuǎn)化的量度。能量轉(zhuǎn)化的量度。題面：如下圖，一個(gè)小滑塊以題面：如下圖，一個(gè)小滑塊以100 J的初動(dòng)能從斜面底端開場(chǎng)的初動(dòng)能從斜面底端開場(chǎng)向上