高考物理总复习 第5章 机械能守恒定律第1课时功 功率课件1

考纲要求考纲要求知识内容考试要求备考方略必考 加试追寻守恒量能量b1.本章内容在学考中常以单选题形式出现，考查突出功、功率、动能和动能定理、机械能守恒定律、能量守恒等内容。2.本章内容在学考中可与牛顿运动定律、曲线运动等内容相结合的综合考查，以选择题和计算题的形式出现。3.本章内容也可与牛顿运动定律、曲线运动、电磁学知识综合以计算题的形式出现在选考中。功cc功率cc重力势能cc弹性势能bb动能和动能定理dd机械能守恒定律dd能量守恒定律与能源cd第第1课时功功率课时功功率基础过关基础过关1.守恒的含义：无论经历怎样的运动变化，能量总保持不变，我守恒的含义：无论经历怎样的运动变化，能量总保持不变，我们称之为守恒。们称之为守恒。2.动能、势能：物体由于动能、势能：物体由于_而具有的能量叫做动能。相互作而具有的能量叫做动能。相互作用的物体凭借其用的物体凭借其_而具有的能量叫做势能。而具有的能量叫做势能。考点一功考点一功(c/c)运动运动位置位置3.做功的两个要素做功的两个要素(1)作用在物体上的作用在物体上的_；(2)物体在物体在_上发生的位移。上发生的位移。4.公式：公式：W_(1)是力与是力与_方向之间的夹角，方向之间的夹角，l为物体对地的位移。为物体对地的位移。(2)该公式只适用于该公式只适用于_做功。做功。力力力的方向力的方向Flcos 位移位移恒力恒力5.功的正负功的正负夹角功的正负90力对物体做_90力对物体_90力对物体做_或说成物体克服这个力做了功正功正功不做功不做功负功负功【过关演练】【过关演练】1.如图所示，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为如图所示，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m，在与水平面，在与水平面成成角的恒定拉力角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右移动了一段距离作用下，沿水平地面向右移动了一段距离l。已知雪橇与地面间的动摩擦因数为已知雪橇与地面间的动摩擦因数为，雪橇受到的，雪橇受到的()A.支持力做功为支持力做功为mglB.重力做功为重力做功为mglC.拉力做功为拉力做功为Flcos D.滑动摩擦力做功为滑动摩擦力做功为mgl解析解析根据功的定义式，支持力和重力做功均为根据功的定义式，支持力和重力做功均为0，拉力做功为，拉力做功为Flcos ，滑动摩擦力，滑动摩擦力f(mgFsin )，做功为，做功为(mgFsin )l，故只有故只有C项对。项对。答案答案C2.(2014浙江浙江7月学考月学考)一飞船返回舱进入一飞船返回舱进入大气层后，在离地面大气层后，在离地面20 km处打开减速处打开减速伞，如图所示。在返回舱减速下降的过伞，如图所示。在返回舱减速下降的过程中程中()A.合力做负功合力做负功B.重力做负功重力做负功C.空气阻力做正功空气阻力做正功D.伞绳拉力做正功伞绳拉力做正功解析解析飞船返回舱在减速下降过程中，空气阻力向上，重力向飞船返回舱在减速下降过程中，空气阻力向上，重力向下，合力向上，绳拉力向上，而位移向下，故合力做负功，重下，合力向上，绳拉力向上，而位移向下，故合力做负功，重力做正功，空气阻力做负功，绳的拉力做负功，故力做正功，空气阻力做负功，绳的拉力做负功，故A正确，正确，B、C、D错误。错误。答案答案A要点突破要点突破要点一判断力是否做功及做正、负功的方法要点一判断力是否做功及做正、负功的方法1.看力看力F的方向与位移的方向与位移l的方向间的夹角的方向间的夹角常用于恒力做功的常用于恒力做功的情形。情形。2.看力看力F的方向与速度的方向与速度v的方向的方向间的夹角间的夹角常用于曲线常用于曲线运动的情形。运动的情形。3.根据动能的变化：动能定理描述根据动能的变化：动能定理描述了合外力做功与动能变化的关系，了合外力做功与动能变化的关系，即即W合合Ek末末Ek初初，当动能增加时合外力做正功；当动能减，当动能增加时合外力做正功；当动能减少时，合外力做负功。少时，合外力做负功。【例【例1】 如图所示，自动卸货车静止在水平地面上，在液压机的如图所示，自动卸货车静止在水平地面上，在液压机的作用下，车厢与水平方向的夹角缓慢增大，这个过程中车厢内作用下，车厢与水平方向的夹角缓慢增大，这个过程中车厢内货物始终相对车厢静止，下列说法正确的是货物始终相对车厢静止，下列说法正确的是()A.货物受到的静摩擦力减小货物受到的静摩擦力减小B.地面对货车有水平向右的摩擦力地面对货车有水平向右的摩擦力C.货物受到的支持力对货物做正功货物受到的支持力对货物做正功D.货物受到的摩擦力对货物做负功货物受到的摩擦力对货物做负功解析解析货物受到静摩擦力货物受到静摩擦力fmgsin ，增大，增大，f增大，增大，A错误；根错误；根据力的方向与货物运动方向关系知，支持力做正功，摩擦力不做据力的方向与货物运动方向关系知，支持力做正功，摩擦力不做功，功，C正确，正确，D错误；地面对货车的摩擦力为零，错误；地面对货车的摩擦力为零，B错误。错误。答案答案C要点二功的计算要点二功的计算1.恒力做功恒力做功 其中其中l是相对地的位移是相对地的位移解析解析小球从开始运动到停止的过程中，下降的高度为：小球从开始运动到停止的过程中，下降的高度为：hl(1cos )，所以小球的重力对小球做功，所以小球的重力对小球做功WGmgl(1cos )，故选，故选项项A正确；初末动能都为正确；初末动能都为0，根据动能定理，小球从开始运动到停，根据动能定理，小球从开始运动到停止的过程中小球受到的合外力做功为止的过程中小球受到的合外力做功为0，空气的阻力对小球做功，空气的阻力对小球做功WfWGmgl(1cos )，故选项，故选项B、C错误；由于细线的拉错误；由于细线的拉力始终与运动的方向垂直，所以细线的拉力不做功，细线的拉力力始终与运动的方向垂直，所以细线的拉力不做功，细线的拉力的功率为的功率为0，故选项，故选项D错误。错误。答案答案A要点三几种常见力做功的特点要点三几种常见力做功的特点1.一对作用力跟反作用力的功的代数和不一定为零。这是因为虽一对作用力跟反作用力的功的代数和不一定为零。这是因为虽然一对相互作用力的大小相等、方向相反，但相互作用物体的然一对相互作用力的大小相等、方向相反，但相互作用物体的位移由它们的初速度和合外力等情况决定，不存在必然的联系。位移由它们的初速度和合外力等情况决定，不存在必然的联系。 2.静摩擦力做功的特点静摩擦力做功的特点(1)静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。 (2)在静摩擦力做功的过程中，只有机械能从一个物体转移到另在静摩擦力做功的过程中，只有机械能从一个物体转移到另一个物体，而没有机械能转化为其他形式的能量。一个物体，而没有机械能转化为其他形式的能量。 (3)相互摩擦的系统，一对静摩擦力所做功的代数和总等于零。相互摩擦的系统，一对静摩擦力所做功的代数和总等于零。 3.滑动摩擦力做功的特点滑动摩擦力做功的特点(1)滑动摩擦力可以对物体做正功，也可以做负功，还可以不做滑动摩擦力可以对物体做正功，也可以做负功，还可以不做功功(如相对运动的两物体之一相对地面静止，则滑动摩擦力对该如相对运动的两物体之一相对地面静止，则滑动摩擦力对该物体不做功物体不做功)。 (2)在相互摩擦的物体系统中，一对相互作用的滑动摩擦力，对在相互摩擦的物体系统中，一对相互作用的滑动摩擦力，对物体系统所做总功的多少与路径有关，其值是负值，绝对值等物体系统所做总功的多少与路径有关，其值是负值，绝对值等于摩擦力与相对位移的积，即于摩擦力与相对位移的积，即WFx相对相对，表示物体系统损失，表示物体系统损失了机械能，克服了摩擦力做功，即了机械能，克服了摩擦力做功，即E损损QFx相对相对(摩擦生热摩擦生热)。 (3)一对滑动摩擦力做功的过程中能量的转化和转移的情况：一一对滑动摩擦力做功的过程中能量的转化和转移的情况：一是某一物体的部分机械能转移到另一个物体上；二是部分机械是某一物体的部分机械能转移到另一个物体上；二是部分机械能转化为内能，此部分能量就是系统机械能的损失量。能转化为内能，此部分能量就是系统机械能的损失量。 【例【例3】 如图所示，木块如图所示，木块A、B叠放在光滑水平地面上，叠放在光滑水平地面上，A、B之之间不光滑，用水平力间不光滑，用水平力F拉拉B，使，使A、B一起沿光滑水平面加速运动，一起沿光滑水平面加速运动，设设A、B间的摩擦力为间的摩擦力为f，则以下说法错误的是，则以下说法错误的是()A.F对对B做正功，对做正功，对A不做功不做功B.f对对B做负功，对做负功，对A做正功做正功C.f对对A不做功，对不做功，对B做负功做负功D.f对对A和和B组成的系统做功为组成的系统做功为0解析解析A、B一起沿光滑水平面加速运动，它们的位移相等，一起沿光滑水平面加速运动，它们的位移相等，F作作用在用在B上，没有作用在上，没有作用在A上，且上，且A、B向前做加速运动，在力向前做加速运动，在力F的方的方向上发生了位移，由向上发生了位移，由WFl可知可知F对对B做正功，对做正功，对A不做功，故选不做功，故选项项A正确；正确；B对对A的摩擦力向右，的摩擦力向右，A对对B的摩擦力向左，而位移水平的摩擦力向左，而位移水平向右，由向右，由WFlcos 可知，可知，f对对B做负功，对做负功，对A做正功，选项做正功，选项B正确，正确，C错误；错误；f对对A做功为做功为WAf l，f对对B作功为作功为WBf l，故，故f对对A、B组成的系统做功为组成的系统做功为WWAWB0，故，故f对对A和和B组成的系统不做组成的系统不做功，选项功，选项D正确。正确。答案答案C精练题组精练题组1.一人乘电梯从一人乘电梯从1楼到楼到20楼，在此过程中经历了先加速，后匀速，楼，在此过程中经历了先加速，后匀速，再减速的运动过程，则电梯对人的支持力的做功情况是再减速的运动过程，则电梯对人的支持力的做功情况是()A.加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功B.加速时做正功，匀速和减速时做负功加速时做正功，匀速和减速时做负功C.加速和匀速时做正功，减速时做负功加速和匀速时做正功，减速时做负功D.始终做正功始终做正功解析解析在加速、匀速、减速的过程中，支持力与人的位移方向在加速、匀速、减速的过程中，支持力与人的位移方向始终相同，所以支持力始终对人做正功，故始终相同，所以支持力始终对人做正功，故D正确。正确。答案答案D2.如图所示，同一物体在大小相同、方向不同的力如图所示，同一物体在大小相同、方向不同的力F的作用下，在的作用下，在光滑水平面上移动了一段相同的位移光滑水平面上移动了一段相同的位移x，两种情况下力所做的功，两种情况下力所做的功分别为分别为Wa、Wb，下列表述正确的是，下列表述正确的是()A.WaWb B.WaWbC.WaWb D.WaWb解析解析由功的计算式可得由功的计算式可得WaFxcos 30，WbFxcos 30，A正确。正确。答案答案A3.(2014浙江浙江1月学考月学考)质量为质量为m的物体受一水平力的物体受一水平力F作用在光滑的作用在光滑的水平面上通过水平面上通过x的位移，该力做功为的位移，该力做功为W；若把物体放在某一粗糙；若把物体放在某一粗糙的水平面上，受同样水平力的水平面上，受同样水平力F作用做匀速直线运动，通过相同的作用做匀速直线运动，通过相同的位移位移x，则该力做功为，则该力做功为()A.大于大于W B.小于小于W C.W D.0解析解析做功要明确是哪个力做功，由功的定义式得做功要明确是哪个力做功，由功的定义式得WFx，与，与是否受其他力无关，故是否受其他力无关，故C项正确。项正确。答案答案C4.起重机以起重机以1 m/s2的加速度将质量为的加速度将质量为1 000 kg的货物由静止开始匀的货物由静止开始匀加速向上提升，若加速向上提升，若g取取10 m/s2，则在，则在1 s内起重机对货物所做的内起重机对货物所做的功是功是()A.500 J B.4 500 JC.5 000 J D.5 500 J答案答案D5.质量为质量为m的物体静止在倾角为的物体静止在倾角为的斜面上，用水平推力的斜面上，用水平推力F使斜面使斜面体向左水平匀速移动距离体向左水平匀速移动距离l，物体与斜面体始终保持相对静止，物体与斜面体始终保持相对静止，如图所示，求：如图所示，求：(1)物体所受各力对它做的功各是多少？物体所受各力对它做的功各是多少？ (2)斜面体对物体做的功又是多少？斜面体对物体做的功又是多少？ 解析解析(1)物体受力方向及位移方向如图所示，因物体匀速移动，物体受力方向及位移方向如图所示，因物体匀速移动，则支持力则支持力 F FN Nmgcos ，静摩擦力，静摩擦力Ffmgsin ，因，因mg、FN、Ff均均为恒力，由为恒力，由WFlcos 可得重力做的功可得重力做的功WG0，支持力做的功，支持力做的功WNmgcos lcos(90)mglsin cos ，静摩擦力做的功，静摩擦力做的功Wfmgsin lcos(180)mglsin cos 。(2)斜面体对物体的作用力有两个，即支持力斜面体对物体的作用力有两个，即支持力FN和静摩擦力和静摩擦力Ff。斜。斜面体对物体做的功应是这两个力的合力做的功，也就等于这两个面体对物体做的功应是这两个力的合力做的功，也就等于这两个力做功的代数和，故斜面体对物体做的功为力做功的代数和，故斜面体对物体做的功为WWNWf0。答案答案(1)重力做功重力做功0支持力做功支持力做功mglsin cos 摩擦力做功摩擦力做功mglsin cos (2)0【方法总结】【方法总结】(1)计算功时需先判断恒力做功还是变力做功，然后依据相应的方计算功时需先判断恒力做功还是变力做功，然后依据相应的方法求解。法求解。(2)熟悉各种力做功的特点是今后掌握能量观点处理问题的关键。熟悉各种力做功的特点是今后掌握能量观点处理问题的关键。考点二功率考点二功率(c/c)1.定义定义：功与完成这些功所用时间的：功与完成这些功所用时间的_。2.物理意义：物理意义：描述力对物体描述力对物体_。3.公式公式(1)P ，P为时间为时间t内的内的_ 。(2)P_v为平均速度，则为平均速度，则P为为_。v为瞬时速度，则为瞬时速度，则P为为_。比值比值做功的快慢做功的快慢平均功率平均功率Fv平均功率平均功率瞬时功率瞬时功率4.额定功率额定功率：机械：机械_时输出的时输出的_功率。功率。5.实际功率：实际功率：机械机械_时输出的功率。要求时输出的功率。要求_额定功率。额定功率。正常工作正常工作最大最大实际工作实际工作小于或等于小于或等于【过关演练】【过关演练】1.如图所示，质量为如图所示，质量为m的物体放在光滑的水平面上，两次用力拉物的物体放在光滑的水平面上，两次用力拉物体，都使物体由静止开始，以相同的加速度移动同样的距离，第体，都使物体由静止开始，以相同的加速度移动同样的距离，第一次拉力一次拉力F1的方向水平，第二次拉力的方向水平，第二次拉力F2的方向与水平方向成的方向与水平方向成角角斜向上，在此过程中，两力的平均功率分别为斜向上，在此过程中，两力的平均功率分别为P1和和P2，则，则()A.P1P2 D.无法判断无法判断解析解析两次拉力作用下，物体都从静止开始，以相同的加速度移两次拉力作用下，物体都从静止开始，以相同的加速度移动同样的距离，则物体两次运动时间相同，获得的速度相同，也动同样的距离，则物体两次运动时间相同，获得的速度相同，也就是说两次拉力做功相同，做功的时间相同，平均功率相同，故就是说两次拉力做功相同，做功的时间相同，平均功率相同，故B正确。正确。答案答案B2.(2015浙江浙江10月学考月学考)快艇在运动中受到的阻力与速度的平方成快艇在运动中受到的阻力与速度的平方成正比正比(即即Ffkv2)。若油箱中有。若油箱中有20 L燃油，当快艇以燃油，当快艇以10 m/s匀速行匀速行驶时，还能行驶驶时，还能行驶40 km；假设快艇发动机的效率保持不变，则快；假设快艇发动机的效率保持不变，则快艇以艇以20 m/s匀速行驶时，还能行驶匀速行驶时，还能行驶()A.80 km B.40 km C.10 km D.5 km答案答案C要点突破要点突破要点一求解功率时应注意的要点一求解功率时应注意的“三个三个”问题问题1.首先要明确所求功率是平均功率还是瞬时功率；首先要明确所求功率是平均功率还是瞬时功率；2.平均功率与一段时间平均功率与一段时间(或过程或过程)相对应，计算时应明确是哪个力在相对应，计算时应明确是哪个力在哪段时间哪段时间(或过程或过程)内做功的平均功率；内做功的平均功率；3.瞬时功率计算时应明确是哪个力在哪个时刻瞬时功率计算时应明确是哪个力在哪个时刻(或状态或状态)的功率。的功率。答案答案C答案答案B精练题组精练题组1.(2016浙江余姚中学期中浙江余姚中学期中)质量为质量为1 kg的物体做自由落体运动，的物体做自由落体运动，下落下落1 s时重力的瞬时功率为时重力的瞬时功率为(g取取10 m/s2)()A.5 W B.10 WC.50 W D.100 W解析解析1 s末的速度为：末的速度为：vgt10 m/s，所以第，所以第1 s末重力的瞬时末重力的瞬时功率为：功率为：Pmgv100 W，故选项，故选项D正确。正确。答案答案D2.一艘轮船以一艘轮船以15 m/s的速度匀速直线航行，它所受到的阻力为的速度匀速直线航行，它所受到的阻力为1.2107 N，发动机的实际功率为，发动机的实际功率为()A.1.8105 kW B.9.0104 kWC.8.0104 kW D.8.0103 kW解析解析轮船匀速运动，牵引力等于阻力，所以轮船匀速运动，牵引力等于阻力，所以Pfv1.210715 W1.8105 kW，A正确。正确。答案答案A3.起重机以起重机以0.5 m/s的速度将质量为的速度将质量为300 kg的重物匀速提升了的重物匀速提升了2 m；此过程中起重机做功为此过程中起重机做功为(g取取10 m/s2)()A.3 000 J B.6 000 JC.15 000 J D.60 000 J解析重物匀速提升过程中起重机做功等于克服重力做的功，解析重物匀速提升过程中起重机做功等于克服重力做的功，所以起重机做功所以起重机做功Wmgh6 000 J，B正确。正确。答案答案B4.自由下落的物体，在第自由下落的物体，在第1 s内、第内、第2 s内、第内、第3 s内重力的平均功率内重力的平均功率之比为之比为()A.111 B.123 C.135 D.149答案答案C答案答案B【方法总结】【方法总结】求功率时应注意的问题求功率时应注意的问题(1)首先要明确所求功率是平均功率还是瞬时功率，对应于某一过首先要明确所求功率是平均功率还是瞬时功率，对应于某一过程的功率为平均功率，对应于某一时刻的功率为瞬时功率。程的功率为平均功率，对应于某一时刻的功率为瞬时功率。(2)求功率大小时要注意求功率大小时要注意F与与v方向间的夹角方向间的夹角对结果的影响。对结果的影响。