【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高一物理：15分钟突破摩擦力

一、功1. 做功的两个要素（1）作用在物体上的力。

（2）物体在力的方向上发生的位移。

2. 公式W＝Fl cos α（1）α是力与位移方向之间的夹角，l为物体对地的位移。

（2）该公式只适用于恒力做功。

3. 判断正、负功的方法二、功率1. 物理意义描述力对物体做功的快慢。

2. 公式（1）P＝Wt（P为时间t内的平均功率）（2）P ＝Fv cos α（α为F 与v 的夹角）3. 额定功率机械正常工作时的功率。

4. 实际功率机械实际工作时的功率，要求不能大于额定功率。

5. 平均功率的计算方法（1）利用P ＝W t。

（2）利用P ＝F v cos α，其中v 为物体运动的平均速度。

6. 瞬时功率的计算方法（1）利用公式P ＝Fv cos α，其中v 为t 时刻的瞬时速度。

（2）P ＝F F v ，其中v F 为物体的速度v 在力F 方向上的分速度。

（3）P ＝F v v ，其中F v 为物体受的外力F 在速度v 方向上的分力。

例题1 （海南高考）一质量为1 kg 的质点静止于光滑水平面上，从t ＝0时起，第1秒内受到2 N 的水平外力作用，第2秒内受到同方向的1 N 的外力作用。

下列判断正确的是（ ）A. 0～2 s 内，外力的平均功率是94 W B. 第2秒内，外力所做的功是54J C. 第2秒末，外力的瞬时功率最大 D. 第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是45 解析：由题意知质点所受的水平外力即为合力，则知质点在这2秒内的加速度分别为a 1＝2 m/s 2、a 2＝1 m/s 2，则质点在第1 s 末与第2 s 末的速度分别为v 1＝2 m/s 、v 2＝3 m/s ，每一秒内，质点动能的增加量分别为ΔE k1＝2112mv ＝2 J 、ΔE k2＝2212mv －2112mv ＝2.5 J ，D 正确；再由动能定理可知第2 s 内与0～2 s 内，外力所做功分别为W 2＝ΔE k2＝2.5 J 、W ＝2212mv －0＝4.5 J ，则在0～2 s 内，外力的平均功率P ＝W t＝2.25 W ，A 正确，B 错误；由P ＝Fv 知质点在第1 s 末与第2 s 末的瞬时功率分别为P 1＝4 W 、P 2＝3 W ，故C 错误。

一、能量守恒定律（1）内容：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。

（2）正确理解能量守恒定律：①某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等；②某个物体的能量减少，一定存在着其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等，这也是列能量守恒定律方程式的两条基本思路之一。

（3）应用能量守恒定律解题的步骤：①分清有多少种形式的能（如动能、势能、电能等）在变化；②分别列出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式；③列出恒等式：ΔE减＝ΔE增。

综上所述，功是能量转化的量度。

做功的过程就是能量转化的过程，能量的转化是通过做功来实现的，力做功与能量的转化有对应关系，因此我们利用功和能的关系分析问题时，一定要搞清楚有哪些力做功，分别伴随着哪几种形式的能之间的转化，什么形式的能增加了，什么形式的能减少了。

例题1 小物块A 的质量为m ，物块与坡道间的动摩擦因数为μ，水平面光滑；坡道顶端距水平面高度为h ，倾角为θ；物块从坡道进入水平滑道时，在底端O 点处无机械能损失，重力加速度为g 。

将轻弹簧的一端连接在水平滑道M 处并固定在墙上，另一自由端恰位于坡道的底端O 点，如图所示。

物块A 从坡顶由静止滑下，求：（1）物块滑到O 点时的速度大小； （2）弹簧为最大压缩量d 时的弹性势能； （3）物块A 被弹回到坡道上升的最大高度。

解析：（1）由动能定理得mgh －μmgh cot θ＝12mv 2，得v （2）在水平滑道上 由能量守恒定律得12mv 2＝E p ， 解得E p ＝mgh －μmgh cot θ；（3）设物块A 能够上升的最大高度为h 1，物块A 被弹回过程中 由能量守恒定律得E p ＝μmgh 1cot θ＋mgh 1， 解得h 1＝(1cot )1cot hμθμθ-+。

答案：（1 （2）mgh －μmgh cot θ （3）(1cot )1cot hμθμθ-+例题2 “和平号”空间站已于3月23日成功地坠落在南太平洋海域，坠落过程可简化为从一个近圆轨道（可近似地看做圆轨道）开始，经与大气摩擦，空间站的绝大部分经过升温、熔化，最后汽化而销毁，剩下的残片坠入大海。

1. 受力分析的步骤：
例题1 如图所示，竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上，另一端与斜面体P连接，P 与斜放的固定挡板MN接触且处于静止状态，弹簧处于竖直方向，则斜面体P此刻受到的力的个数有可能为（）
A. 2个
B. 3个
C. 4个
D. 5个
解析：以斜面体P为研究对象，很显然斜面体P受到重力和弹簧弹力F1作用，二力共线。

若F1＝mg，二力使P处于平衡状态（如图甲所示）；若F1>mg，挡板MN必对斜面体施加垂直斜面的N作用，N产生水平向左的分量，欲使斜面体P处于平衡状态，MN必对斜面体施加平行接触面斜向下的摩擦力f（如图乙所示）。

答案：AC
例题2 如图所示，轻绳两端分别与A、C两物体相连接，m A=1kg，m B=2kg，m C=3kg，物体A、B、C及C与地面间的动摩擦因数均为μ=0.1（B与C之间的滑动摩擦力小于最大静摩擦），轻绳与滑轮间的摩擦可忽略不计，若要用力将C物体拉动，则作用在C物体上水平向左的拉力最小为（取g=10m/s2）（）
A. 6N
B. 8N
C. 10N
D. 12N
解析：首先由于A和C用轻绳相连，则时刻有相同的速度；而B分别受到A和C的摩擦力，由于C能提供的摩擦力要比A能提供的摩擦力大，所以物体B一定随C一起运动；由此，我们发现B和C之间是相对静止的，可以看做一个整体，BC整体受到向左的拉力，绳子向右的拉力和A给的摩擦力，根据受力平衡，有F=f A对BC+f地面对BC+T绳子拉力=1N+6N+1N =8N。

答案：B。

判断物体做匀变速直线运动及求解加速度的理论依据物体做匀变速直线运动时，若加速度为a ，在各段连续相等的时间T 内发生的位移依次为x 1、x 2、x 3、…x n ，则有x 2-x 1=x 3-x 2=x 4-x 3=…=x n -x n -1=aT 2，即任意两段连续相等的时间内的位移差相等，可以依据这个特点，判断原物体是否做匀变速直线运动。

若进一步要我们求出该小车运动的加速度，应怎样处理呢？此时，可以应用逐差法处理数据。

由于题中条件是已知x 1、x 2、x 3、x 4、x 5、x 6共六个数据，应分为3组。

21413T x x a -=，22523T x x a -=，23633T x x a -= 即加速度5263456123411232222()()11()()3333333x x x xx x x x x x x x a a a a T T T T--++-++-=++=++=⨯ 全部数据都用上，这样相当于把2n 个间隔分成前n 个为第一组，后n 个为第二组，这样起到了减小误差的作用。

很显然，若题目给出的条件是偶数段（如下图）4段6段（8段） 都要分组进行求解，分别对应2213422)()(T x x x x a ⨯+-+=232165433)()(Tx x x x x x a ⨯++-++= 24321876544)()(Tx x x x x x x x a ⨯+++-+++= 【方法点拨】若在练习中出现奇数段，如3段、5段、7段等。

这时我们发现不能恰好分成两组。

考虑到实验时中间段的数值较接近真实值，应分别采用下面求法：2132Tx x a -=2215432)()(T x x x x a ⨯+-+= 232176543)()(T x x x x x x a ⨯++-++=例题1 如图是某同学测量匀变速直线运动的加速度时，从若干纸带中选中的一条纸带的一部分，他每隔4个点取一个计数点，图上注明了他对各计数点间距离的测量结果。