高考物理一轮复习：第35讲《功和能》（人教版）

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开心自测
题一 ：如图所示，演员正在进行杂技表演。由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于（ ）
A．0.3J B．3J C．30J D．300J
题二：一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是（ ）
A. 运动员到达最低点前重力势能始终减小
B. 蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加
C. 蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒
D. 蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关
题三：如图，一长为的轻杆一端固定在光滑铰链上，另一端固定一质量为的小球。一水平向右的拉力作用于杆的中点，使杆以角速度匀速转动，当杆与水平方向成60°时，拉力的功率为（ ）
A． B． C． D．
考点梳理与金题精讲
功和能
功W=Flcα
平均功率
瞬时功率P=Fvcsα
机械能
动能
势能
重力势能Ep=mgh
弹性势能
动能定理
机械能守恒定律
Ek1+EP1= Ek2+EP2
功是能量转化的量度
WG=－ΔEp
W弹=－ΔEp弹
W总=ΔEk
W非=ΔE机
一 、功
（1）一个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生一段位移，这个力就对物体做了功。做功的两个不可缺少的因素是：作用在物体上的力和物体在力的方向上发生的位移。
（2）力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积。功的计算公式，功的单位是焦耳，符号J，功是标量。
（3）功有正负，其正负由csα决定。当0°≤α＜90°时，力对物体做正功；当90°＜α≤180°时，力对物体做负功（通常说成物体克服这个力做功）；当α= 90°时，力对物体不做功。
题四：放在光滑水平面上的静止物体，在水平恒力F1的作用下，移动了距离l，如果拉力改为和水平面成30º的恒力F2，移动的距离为2l，已知拉力F1和F2对物体所做的功相等，则F1和F2的大小的比为（ ）
A．2：1 B．：1 C．3：1 D．：1
二、功率
（1）功率是表示力做功快慢程度的物理量，功跟完成这些功所用时间的比叫做功率。公式P=W/t，表示对物体做功的力F在t时间内的平均功率。功率的单位是瓦特，符号W。功率为标量。结合W=Flcsα，功率的表达式也可写成P=Fvcsα。
（2）机械的额定功率指机械持续正常工作时的最大功率，机械工作时的实际功率一般小于或等于其额定功率，机车发动机的输出功率指P出＝P实＝F牵 v（F牵为发动机牵引力）。
题五：汽车发动机的额定功率P0=60 kW，汽车的质量m=5.0t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.10倍，试问：
(1)汽车保持以额定功率从静止起动后，能达到的最大速度是多少？
(2)汽车从静止开始，保持以0.5 m/s2的加速度作匀加速起动，这一过程能维持多长时间?
三、动能定理
（1）物体由于运动所具有的能叫动能。物体的动能等于物体质量与物体速度的二次方的乘积的一半，。
（2）动能定理的表达式为：W总=，内容是：力在一个过程中对物体所做的总功，等于物体在这个过程中动能的变化。
O
P
l
θ
F
Q
题六：一质量为m 的小球，用长为l 的轻绳悬挂于O点，小球在水平力F 作用下，从平衡位置P 点很缓慢地移到Q 点，如图所示，则力F 做的功为( )
A．mglcsθ B．Flsinθ C．mgl(1-csθ) D．Flθ
四、机械能守恒定律
（1）重力做功只与物体的初、末位置有关，与运动路径无关，因此可以定义由位置决定的能量——重力势能。重力势能EP=mgh是物体和地球组成的系统所共有（我们可以简称“物体的重力势能”）。
弹性势能是由于物体发生弹性形变而具有的能量，对于弹簧的弹性势能，其大小和弹簧的劲度系数、伸长（或压缩）量有关。
（2）机械能包括：动能、重力势能和弹性势能。机械能守恒是指在满足一定条件时，物体系统内动能和势能发生相互转化时，机械能的总量不变，Ek1+EP1= Ek2+EP2。
vB
h
vC
A
B
题七：在高度h=0.8 m的水平光滑桌面上，有一轻弹簧左端固定，质量为m＝1.0kg的小球在外力作用下使弹簧处于压缩状态，当弹簧具有4.5J的弹性势能时，由静止释放小球，将小球水平弹出，如图所示，不计空气阻力，求小球落地时速度大小?
五、功和能的关系
（1）能量：一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量。
（2）能量有各种不同的存在形式：运动的物体具有动能；被举高的物体具有重力势能；发生弹性形变的物体具有弹性势能；由大量粒子构成的系统具有内能。另外自然界中还存在如化学能、电能、太阳能、风能、潮汐能、原子能等等不同形式的能。
（3）各种不同形式的能量可以相互转化，而且在转化过程中总量不变，不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的，做功的过程就是各种形式的能量之间转化（或转移）的过程，且做了多少功，就有多少能量发生转化（或转移），因此，功是能量转化的量度。
P
题八：如图所示，一个小滑块以100J的初动能从斜面底端开始向上滑行，向上滑行过程中经过某一点P时，滑块的动能减少了80J，此时其重力势能增加了60J，已知斜面足够长。小滑块向上滑行一段后又返回底端，求返回到底端时，小滑块的动能多大?已知滑行过程中滑块所受摩擦力大小不变。
第35讲 功和能经典精讲
题一：A 题二：ABC 题三：C 题四：D 题五：（1）vm=12m/s；（2）t=16s
题六：C 题七：vC=5.0 m/s 题八：50J