2019高考物理一轮复习 第五章 机械能 第1节 功和功率课件 新人教版.ppt

第五章机械能 第1节功和功率 知识梳理 考点自诊 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 功的物理意义功是能量转化的量度 3 公式W Flcos 如图所示 物体在恒力F的作用下沿水平面向右运动了一段距离l 则恒力F做的功W Flcos 1 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 知识梳理 考点自诊 4 功的正负的判断 知识梳理 考点自诊 二 功率1 物理意义 描述力对物体做功的快慢 2 公式 1 P P为时间t内的平均功率 2 P Fvcos 若v为平均速度 则P为平均功率 若v为瞬时速度 则P为瞬时功率 3 额定功率 机械正常工作时的最大输出功率 4 实际功率 机械实际工作时的输出功率 要求不大于额定功率 知识梳理 考点自诊 1 多选 质量为m的物体静止在倾角为 的斜面上 斜面沿水平方向向右匀速移动了距离s 如图所示 物体m相对斜面静止 则下列说法正确的是 A 重力对物体m做正功B 合力对物体m做功为零C 摩擦力对物体m做负功D 支持力对物体m做正功 答案 解析 知识梳理 考点自诊 2 多选 2017 广西马博白县期末 关于功率公式P 和P Fv的说法正确的是 A 由P 知 只要知道W和t就可求出任意时刻的功率B 由P Fv既能求某一时刻的瞬时功率 也可以求平均功率C 由P Fv知 随着汽车速度增大 它的功率也可以无限增大D 由P Fv知 当汽车发动机功率一定时 牵引力与速度成反比 答案 解析 知识梳理 考点自诊 3 起重机以1m s2的加速度将质量为1000kg的货物由静止开始匀加速向上提升 g取10m s2 则在1s内起重机对货物做的功是 A 500JB 4500JC 5000JD 5500J 答案 解析 知识梳理 考点自诊 4 2017 山西忻府区期末 物体受到两个互相垂直的力F1 F2作用而运动 已知力F1做功6J 物体克服力F2做功8J 则力F1 F2的合力对物体做功 A 14JB 10JC 2JD 2J 答案 解析 知识梳理 考点自诊 5 2017 福建福州期末 两个完全相同的小球A B 在某一高度处以相同大小的初速度v0分别沿水平方向和竖直方向抛出 不计空气阻力 如图所示 则下列说法正确的是 A 两小球落地时速度相同B 两小球落地时 重力的瞬时功率相同C 从开始运动至落地 重力对两小球做的功相同D 从开始运动至落地 重力对两小球做功的平均功率相同 答案 解析 命题点一 命题点二 命题点三 功的分析与计算1 恒力做的功2 合外力做的功法一 先求合外力F合 再用W合 F合lcos 求功 适用于F合为恒力的过程 法二 先求各个力做的功W1 W2 W3 再应用W合 W1 W2 W3 求合外力做的功 命题点一 命题点二 命题点三 例1 多选 2018 宁夏银川一中月考 如图所示 水平路面上有一辆质量为m0的汽车 车厢中有一质量为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 车对人的摩擦力做的功为 F ma LD 车对人的作用力大小为ma 答案 解析 命题点一 命题点二 命题点三 思维点拨对人进行受力分析 求出各个力的大小及其反作用力的大小 再用W Flcos 求功 命题点一 命题点二 命题点三 即学即练1 2017 全国卷 如图 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 答案 解析 命题点一 命题点二 命题点三 2 2017 山东济南历下区期末 一物体静止在粗糙水平地面上 现用一大小为F1的水平拉力拉动物体 经过一段时间后其速度变为v 若将水平拉力的大小改为F2 物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v 对于上述两个过程 用WF1 WF2分别表示拉力F1 F2所做的功 Wf1 Wf2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功 则 A WF2 4WF1 Wf2 2Wf1B WF2 4WF1 Wf2 2Wf1C WF2 4WF1 Wf2 2Wf1D WF2 4WF1 Wf2 2Wf1 答案 解析 命题点一 命题点二 命题点三 功率的理解与计算1 平均功率的计算方法 2 瞬时功率的计算方法 1 用P Fvcos v为t时刻的瞬时速度 2 用P FvF vF为物体的速度v在力F方向上的分速度 v为t时刻的瞬时速度 3 用P Fvv Fv为物体受到的外力F在速度v方向上的分力 v为t时刻的瞬时速度 命题点一 命题点二 命题点三 例2 多选 2017 甘肃会宁县期末 质量为m的物体静止在光滑水平面上 从t 0时刻开始受到水平力的作用 力的大小F与时间t的关系如图所示 力的方向保持不变 则 答案 解析 命题点一 命题点二 命题点三 思维点拨 1 求瞬时功率时 先明确所用公式 再确定该时刻的力和速度 2 求平均功率时 先明确所用公式及研究的过程 再确定功和时间 求解功率时应注意的 三个 问题 1 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 或过程 相对应 应明确是哪个力在哪段时间 或过程 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 或状态 的功率 命题点一 命题点二 命题点三 即学即练3 一个质量为m的物块 在几个共点力的作用下静止在光滑水平面上 现把其中一个水平方向的力从F突然增大到3F 并保持其他力不变 则从这时开始到t时刻 该力的瞬时功率是 答案 解析 命题点一 命题点二 命题点三 4 多选 2017 山东海阳一中摸底 物块与斜面之间的动摩擦因数为 物块在倾角 一定的斜面底端以初速度v0上滑 上滑到最高点后又沿斜面下滑到斜面底端 设上滑和下滑过程中 物块克服摩擦力做功的平均功率分别为P1 P2 经过斜面上同一点时 不是最高点 克服摩擦力做功的瞬时功率分别为P1 和P2 则 A P1 P2B P1P2 D P1 P2 答案 解析 命题点一 命题点二 命题点三 机车启动问题机车的两种启动方式 命题点一 命题点二 命题点三 命题点一 命题点二 命题点三 例3某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究 他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动 并将小车运动的全过程记录下来 通过处理转化为v t图象 如图所示 除2 10s时间段图象为曲线外 其余时间段图象均为直线 已知在小车运动的过程中 2s后小车的功率P 9W保持不变 小车的质量为1 0kg 可认为在整个运动过程中小车所受到的阻力大小不变 求 1 小车所受到的阻力大小 2 小车在0 10s内位移的大小 命题点一 命题点二 命题点三 答案 1 1 5N 2 42m解析 1 由图象知 前2s的末速度为v1 3m s 整个运动过程中最大速度为vm 6m s 根据P Fv 当F Ff时 v vm 代入数据解得x2 39m 0 10s内位移x x1 x2 42m 命题点一 命题点二 命题点三 思维点拨1 0 2s内小车的v t图象为直线 小车做匀加速直线运动 功率不断增加 2 2 10s内小车的功率保持不变 小车处于恒定功率运动状态 3 当牵引力与阻力相等时 加速度为零 速度最大 vm 6m s为小车运动过程的最大速度 命题点一 命题点二 命题点三 机车启动过程应注意的问题 3 以恒定功率运行时 牵引力的功W Pt 常用Pt F阻x Ek求解此过程的位移或速度 命题点一 命题点二 命题点三 即学即练5 多选 2017 湖南师大附中月考 质量为m的汽车在平直路面上启动后就做匀加速直线运动 经过时间t 达到速度v 此时汽车达到了额定功率 汽车以额定功率继续行驶 整个运动过程中汽车所受阻力恒为Ff 则 A 整个运动过程中 汽车运动的最大速度是v 答案 解析 命题点一 命题点二 命题点三 6 2017 江西上饶月考 汽车发动机的额定牵引功率为60kW 汽车质量为5t 汽车在水平路面上行驶时 阻力是车重的 试问 g取10N kg 1 汽车保持以额定功率从静止启动后能达到的最大速度是多少 2 若汽车从静止开始 保持以0 5m s2的加速度做匀加速直线运动 这一过程能维持多长时间 答案 解析 模型建立 典例示范 变式训练 求变力做功的六种常用方法 模型建立 典例示范 变式训练 模型建立 典例示范 变式训练 模型建立 典例示范 变式训练 模型建立 典例示范 变式训练 例题 多选 2017 陕西西安长安区期中 如图所示 摆球质量为m 悬线的长为l 把悬线拉到水平位置后放手 设在摆球从A点运动到B点的过程中空气阻力F阻的大小不变 则下列说法正确的是 A 重力做功为mglB 绳的拉力做功为零C F阻做功为 mgl 答案 解析 模型建立 典例示范 变式训练 思维点拨空气阻力的方向总与速度方向相反 是变力 但大小不变 将运动过程分成无数小段 每一小段看作直线 这样就将变力做功问题转化成了恒力做功问题 命题分析功是中学物理中的重要概念 它体现了力对物体的作用在空间上的累积过程 在高考考纲中属 级要求 对功尤其是变力做功是高考考查热点 亦是考生应考难点 对此类问题如何分析求解 也是体现对物理问题分析的一种思想方法 是学生应该重点掌握的内容 总结提升变力做功的问题是一难点 通过对变力做功问题的归类讨论 有利于提高学生灵活运用所学知识解决实际问题的能力 有利于培养学生的创造性思维 开阔学生解题的思路 模型建立 典例示范 变式训练 1 微元法 如图所示 在水平面上 有一弯曲的槽道AB 槽道由半径分别为和R的两个半圆构成 现用大小恒为F的拉力将一光滑小球从A点沿槽道拉至B点 若拉力F的方向时刻与小球运动方向一致 则此过程中拉力所做的功为 A 0B FR 答案 解析 模型建立 典例示范 变式训练 2 化变力为恒力法 如图所示 固定的光滑竖直杆上套着一个滑块 用轻绳系着滑块绕过光滑的定滑轮 以大小恒定的拉力F拉绳 使滑块从A点起由静止开始上升 若从A点上升至B点和从B点上升至C点的过程中拉力F做的功分别为W1和W2 滑块经B C两点的动能分别为EkB和EkC 图中AB BC 则 A W1 W2B W1 W2C W1 W2D 无法确定W1和W2的大小关系 答案 解析 模型建立 典例示范 变式训练 3 平均力法 用锤子击打钉子 设木板对钉子的阻力跟钉子进入木板的深度成正比 每次击打钉子时锤子对钉子做的功相同 已知第一次击打钉子后 钉子进入的深度为1cm 则第二次击打时 钉子进入的深度是多少 答案 解析 模型建立 典例示范 变式训练 4 图象法 一物体所受的力F随位移x变化的图象如图所示 求在这一过程中 力F对物体做的功为多少 答案 解析 模型建立 典例示范 变式训练 5 2017 内蒙古集宁区月考 W Pt法 汽车的质量为m 输出功率恒为P 沿平直公路前进距离s的过程中 其速度由v1增至最大速度v2 假定汽车在运动过程中所受阻力恒定 求汽车通过距离s所用的时间 答案 解析