2019年高考物理一轮复习 第16讲 功 功率课件 新人教版.ppt

考点分阶突破 高考模拟演练 教师备用习题 考纲解读 第16讲 考点一恒力和合力做功的计算 知能必备 1 定义 力对物体做的功 等于的大小 的大小 与之间夹角的余弦三者的乘积 2 做功的两要素 力和物体在发生的位移 3 定义式 W 仅适用于做功 功的单位为 功是 选填 矢 或 标 量 4 物理意义 功是转化的量度 正功表示做功 负功表示做功 功的正负不表示功的大小 仅说明能量的转化方向 一个力对物体做负功 一般表述为物体该力做功 力 位移 力 位移 力的方向上 Flcos 恒力 焦耳 J 标 能量 动力 阻力 克服 考向探究 1 正 负功的判断 一人乘电梯从1楼到20楼 在此过程中经历了先加速 后匀速 再减速的运动过程 则电梯支持力对人做功情况是 A 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C 加速和匀速做正功 减速时做负功D 始终做正功 答案 D 解析 电梯对人的支持力竖直向上 加速 匀速 减速过程的位移均向上 支持力始终做正功 2 恒力做功的计算 如图16 1所示 水平路面上有一辆质量为M的汽车 车厢中有一个质量为m的人正用恒力F向前推车厢 在车以加速度a向前加速行驶距离L的过程中 下列说法正确的是 A 人对车的推力F做的功为FLB 人对车做的功为maLC 车对人的作用力大小为maD 车对人的摩擦力做的功为 F ma L 图16 1 答案 A 3 做功与路径的关系 多选 把一个物体竖直向上抛出去 该物体上升的最大高度是h 若物体的质量为m 所受的空气阻力大小恒为f 则在物体从被抛出到落回抛出点的全过程中 重力加速度为g A 重力所做的功为0B 重力所做的功为2mghC 空气阻力做的功为0D 空气阻力做的功为 2fh 答案 AD 解析 物体从被抛出到落回抛出点的全过程中 初 末位置相同 高度差为0 所以重力做功为0 选项A正确 选项B错误 物体在上升的过程中 空气阻力做功为 fh 在下降的过程中 空气阻力做功为 fh 则整个过程中空气阻力做功为 2fh 选项C错误 选项D正确 4 合力做的功 物体在水平方向上受到两个相互垂直 大小分别为3N和4N的恒力作用 从静止开始运动10m 每个力做的功和这两个力的合力做的总功分别为 A 30J 40J 70JB 30J 40J 50JC 18J 32J 50JD 18J 32J 36 7J 答案 C 解析 合力大小为5N 合力方向即合位移方向 其与3N的力的夹角 1 53 与4N的力的夹角 2 37 各个力及合力做功分别为W1 F1lcos 1 18J W2 F2lcos 2 32J W合 50J C正确 特别提醒 1 公式W Flcos 的应用 W Flcos 是恒力做功的计算式 对变力做功的计算不适用 恒力做功多少只与F l及二者夹角余弦有关 而与物体的加速度大小 速度大小 运动时间长短等都无关 即与物体的运动性质无关 同时还与有无其他力做功也无关 公式W Flcos 中的l是物体相对于地面的位移 而不是相对于和它接触的物体的位移 2 正功与负功的判断 3 合力做功的计算 合力做的功等于各力做功的代数和 即W合 W1 W2 W3 先求出物体受到的合力F合 再由W合 F合lcos 求解 但应注意 应为合力与位移l的夹角 F合在运动过程中保持不变 考点二变力做功的计算 知能必备 1 微元法 将物体的位移分割成许多小段 每一小段上作用在物体上的力可以视为恒力 这样就将变力做功转化为在无数多个无穷小的位移上的恒力所做元功的代数和 此法常应用于求解大小不变 方向改变的变力做功问题 2 转化法 通过转换研究的对象 有时可将变力做功转化为恒力做功 用W Flcos 求解 此法常常应用于轻绳通过定滑轮拉物体的问题中 答案 C 答案 C 答案 D 图16 4 答案 A 特别提醒 求力做功时 一定要注意分析是求恒力做的功还是求变力做的功 如果是求变力做的功 看能否转化为求恒力做功的问题 不能转化的 还可以借助微元法 图像法 平均值法 功能关系法等求解 考点三功率的计算 知能必备 1 定义 功与完成这些功所用时间的 2 物理意义 描述力对物体 3 分类 1 平均功率P 2 瞬时功率P 为F与v的夹角 v为平均速度 则P为 v为瞬时速度 则P为 比值 做功的快慢 Fvcos 平均功率 瞬时功率 考向探究 例1 2017 连云港三模 如图16 5所示 四个相同的小球A B C D 其中A B C位于同一高度h处 A做自由落体运动 B沿光滑斜面由静止滑下 C做平抛运动 D从地面开始做斜抛运动 其运动的最大高度也为h 在每个小球落地的瞬间 其重力的功率分别为PA PB PC PD 下列关系式正确的是 A PA PB PC PDB PA PC PB PDC PA PC PD PBD PA PC PD PB 图16 5 特别提醒 考点四机车的启动问题 知能必备 1 模型一以恒定功率启动 1 动态过程 图16 7 2 启动过程的速度 时间图像如图16 8所示 图16 8 2 模型二以恒定加速度启动 1 动态过程 2 启动过程的速度 时间图像如图16 10所示 图16 9 图16 10 考向探究 例2一列火车总质量m 500t 发动机的额定功率P 6 105W 在轨道上行驶时 轨道对列车的阻力f是车重的1 g取10m s2 1 求列车在水平轨道上行驶的最大速度 2 在水平轨道上 发动机以额定功率P工作 求当行驶速度为v1 1m s和v2 10m s时 列车的瞬时加速度a1 a2的大小 3 列车在水平轨道上以36km h的速度匀速行驶时 求发动机的实际功率P 4 若列车从静止开始保持0 5m s2的加速度做匀加速运动 求这一过程维持的最长时间 答案 1 12m s 2 1 1m s20 02m s2 3 5 105W 4 4s 特别提醒 高考真题 1 2017 全国卷 如图16 14所示 一光滑大圆环固定在桌面上 环面位于竖直平面内 在大圆环上套着一个小环 小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 一直不做功B 一直做正功C 始终指向大圆环圆心D 始终背离大圆环圆心 图16 14 答案 A 答案 A 3 2015 全国卷 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16 16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变化的图线中 可能正确的是 图16 16 图16 17 4 多选 2017 江西鹰潭期末 如图16 18所示 质量为m的滑块放在斜面体的光滑斜面上 斜面体与水平面间的摩擦力不计 在滑块从斜面顶端滑到斜面底端的过程中 A 重力对滑块做功B 滑块受到斜面的支持力与斜面垂直 所以支持力对滑块不做功C 斜面对滑块的支持力对滑块做负功D 滑块对斜面的压力对斜面做正功 精选模拟 图16 18 1 如图所示 质量为m的物体静止在倾角为 的斜面上 物体与斜面间的动摩擦因数为 现使斜面水平向左匀速移动距离l 物体始终与斜面保持相对静止 则在斜面水平向左匀速运动距离l的过程中 重力加速度为g A 摩擦力对物体做的功为 mglcos B 斜面对物体的弹力做的功为mglsin cos2 C 重力对物体做的功为mglD 斜面对物体做的功为0 2 两个相互垂直的力F1和F2作用在同一物体上 使物体运动 物体通过一段位移时 力F1对物体做功4J 力F2对物体做功3J 则力F1与F2的合力对物体做的功为 A 7JB 5JC 3 5JD 1J 答案 A 解析 功是标量 标量相加减遵循算术加减法 故总功为7J 选项A正确 答案 B 4 汽车以恒定功率沿公路做直线运动 途中通过一块沙地 汽车在公路及沙地上所受阻力均为恒力 且在沙地上受到的阻力大于在公路上受到的阻力 汽车在驶入沙地前已做匀速直线运动 它在驶入沙地到驶出沙地后的一段时间内 位移s随时间t的变化关系可能是 6 多选 2016 甘肃天水一中期中 某汽车从静止开始以加速度a匀加速启动 最后做匀速运动 已知汽车的质量为m 额定功率为P 匀加速运动的末速度为v1 匀速运动的速度为vm 所受阻力为f 下图是反映汽车的速度随时间及加速度 牵引力和功率随速度变化的图像 其中正确的是 7 多选 如图所示 一物体分别沿三个倾角不同的固定光滑斜面由静止开始从顶端下滑到底端C D E处 下列说法正确的是 A 物体沿斜面AC下滑的过程中加速度最大B 物体沿斜面AE下滑的过程中重力的平均功率最大C 物体在三个斜面上到达底端时的速度相同D 物体沿斜面AE下滑到底端时重力的瞬时功率最小