《理学功和功率》PPT课件.ppt

第1讲功和功率 功能关系一直都是高考的 重中之重 是高考的热点和难点 涉及这部分内容的考题不但题型全 分量重 而且还经常有高考压轴题 考查最多的是动能定理和机械能守恒定律 易与本部分知识发生联系的知识有 牛顿运动定律 圆周运动 带电粒子在电场和磁场中的运动等 一般过程复杂 难度大 能力要求高 本考点的知识还常考查考生将物理问题经过分析 推理转化为数学问题 然后运用数学知识解决物理问题的能力 复习本章内容时应注意把握 抓住功和能的关系这一基本线索 通过 能量转化 把各部分知识联系到一起 1 功和功率是物理学中两个重要的基本概念 是学习动能定理 机械能守恒定律 功能原理的基础 也往往是用能量观点分析问题的切入点 2 动能定理是一条适用范围很广的物理规律 一般在处理不含时间的动力学问题时应优先考虑动能定理 特别涉及求变力做功的问题 动能定理几乎是唯一选择 3 机械能的概念和机械能守恒定律是学习各种不同形式的能量转化规律的起点 是运动学知识的进一步综合和拓展 也是用能量观点分析解决问题的开始 3 常见力做功的特点 重力 或电场力 做功和路径无关 只与物体始末位置的高度差h 或电势差 有关 W mgh 或W qU 当末位置低于初位置时 W 0 即重力做正功 反之则重力做负功 滑动摩擦力做功与路径有关 当某物体在一固定平面上运动时 滑动摩擦力做功的绝对值等于摩擦力与路程的乘积 在弹性范围内 弹簧做功与始末状态弹簧的形变量有关系 2 当v为某段位移 时间 内的平均速度时 则要求这段位移 时间 内F必须为恒力 对应的P为F在该段时间内的平均功率 4 重力的功率可表示为PG mgvy 即重力的瞬时功率等于重力和物体在该时刻的竖直分速度之积 5 额定功率 机器正常工作的功率 一般在机器的铭牌上标明 6 实际功率 机器实际工作时输出的功率 大小小于或等于额定功率 1 解决机车启动问题 首先要弄清是哪种启动方式 然后采用分段处理法 在匀加速阶段常用牛顿第二定律和运动学公式结合分析 在非匀加速阶段 一般用动能定理求解 2 在机车的功率P Fv中 F是指机车的牵引力 而不是车所受的合力 一 功和功率的计算例1 如图5 1 1所示 质量为m的物块与倾角为 的斜面体相对静止 当斜面体沿水平面向左匀速运动位移l时 求物块所受重力 支持力 摩擦力做的功和合力做的功 图5 1 1 变式训练1 质量为m 0 5kg的物体从高处以水平的初速度v0 5m s抛出 在运动t 2s内重力对物体做的功是多少 这2s内重力对物体做功的平均功率是多少 2s末 重力对物体做功的瞬时功率是多少 g取10m s2 例2 关于摩擦力做功的判断正确的是 A 一对滑动摩擦力做功之和可以为0B 一对滑动摩擦力做功之和一定为负C 一对静摩擦力做功之和一定为0D 一对静摩擦力做功一定为负 BC 解析 因为一对静摩擦力总是大小相等方向相反 且物体间没有相对运动所以做功之和为0 而一对滑动摩擦力做功因为物体有相对滑动 所以做功之和为负 变式训练2 关于一对作用力和反作用力做功的判断正确的是 A 一对作用力和反作用力做功之和可以为0B 一对作用力和反作用力做功之和可以为负C 一对作用力和反作用力做功之和可以为正D 没法确定 ABC 解析 关键要看物体的位移和这对作用力和反作用力的方向 二 机车启动问题例3 一汽车的额定功率P0 6 104W 质量m 5 103kg 在平直路面上行驶时阻力是车重的0 1倍 若汽车从静止开始以加速度a 0 5m s2做匀加速直线运动 求 1 汽车保持加速度不变的时间 2 汽车实际功率随时间变化的关系 3 此后汽车运动所能达到的最大速度 变式训练3 机车以以下两种方式启动 且沿直线运动 设阻力不变 方式 机车以不变的额定功率启动 方式 机车的启动功率先随速度均匀增加 后保持额定功率不变 图5 1 2中给出的四个图象中 能够正确反映机车的速度v随时间t变化的是 A 甲对应方式 乙对应方式 B 乙对应方式 丙对应方式 C 甲对应方式 丙对应方式 D 丙对应方式 丁对应方式 点评 从本题解答中可以看出 动力学知识在分析机车运动形式中起到重要的作用 运用牛顿第二定律分析时要意识到机车功率只是机车牵引力的功率而不是机车合外力的功率 变式训练4 质量为5 103kg的汽车在t 0时刻速度v0 10m s 随后以P 6 104W的额定功率沿平直公路继续前进 经72s达到最大速度 设汽车受恒定阻力 其大小为2 5 103N 求 1 汽车的最大速度vm 2 汽车在72s内经过的位移x