浙江版2020版高考物理一轮复习第11讲功功率课件.ppt

第11讲功功率,一功,二功率,教材研读,突破一正、负功的判断方法,突破二功的计算,突破三功率的计算,重难突破,突破四机车的两种启动过程,一、功,教材研读,1.做功的两个要素:力和物体在力的方向上发生的位移。2.功的公式:W=Flcos,其中F是恒力,为力F的方向与位移l的方向的夹角;该公式适用于恒力做功。,3.物体做正、负功的判断,二、功率,1.定义:功与完成这些功所用时间的比值。2.物理意义:描述力对物体做功的快慢。,3.公式(1)P=,这是物体在t时间内所做功W的平均功率。(2)P=Fvcos,若v是瞬时速度,则P是瞬时功率;若v是平均速度,则P是平均功率。是F方向与v方向的夹角。4.额定功率和实际功率(1)额定功率:机器长时间正常工作而不损坏的最大输出功率。(2)实际功率:机器实际工作时的输出功率。一般小于或等于额定功率。,1.判断下列说法正误:(1)物体受力的同时又有位移发生,则力一定对物体做功。()(2)滑动摩擦力一定对物体做负功。()(3)汽车功率P=Fv中的F指汽车所受的合外力。()(4)汽车上坡时,司机换挡,其目的是减小速度,得到较大的牵引力。()(5)以恒定功率启动的机车,在加速过程中发动机做的功可用公式W=Pt计算。(),2.图甲为一女士站在台阶式自动扶梯上匀速上楼(忽略扶梯对手的作用),图乙为一男士站在履带式自动扶梯上匀速上楼,两人相对扶梯均静止,下列关于力做功判断正确的是(A)A.甲图中支持力对人做正功B.甲图中摩擦力对人做负功C.乙图中支持力对人做正功D.乙图中摩擦力对人做负功,3.如图所示,一物体分别沿斜面AO和BO由静止滑下,物体与斜面间的动摩擦因数相同,若斜面保持静止,物体克服滑动摩擦力做的功分别为W1和W2,则两个功的大小关系正确的是(B)A.W1W2B.W1=W2C.W1gtan时,物体所受的摩擦力沿斜面向下,摩擦力做正功;当加速度agtan,摩擦力沿斜面向下,摩擦力与位移夹角小于90,则做正功;若agtan,摩擦力沿斜面向上,摩擦力与位移夹角大于90,则做负功。综上所述,A、C、D正确,B错误。,突破二功的计算,1.恒力做的功的计算可用公式W=Flcos(l指力的作用点相对地的位移),也可用动能定理。,2.求变力做的功,常见的方法有下面几种:(1)如果力是均匀变化的,可用求平均力的方法将变力转化为恒力,再用W=Flcos计算。,(2)滑动摩擦力、空气阻力等力,这类力(大小不变时)做的功等于力和路程(不是位移)的乘积。(3)根据功和能的关系求变力做的功。如根据势能的变化求对应的力做的功,根据动能定理求变力做的功等。(4)根据功率恒定,求变力做的功,W=Pt。(5)作出变力F随位移变化的图像,图线与位移轴所围“面积”即变力做的功。,解析小球从开始运动到停止的过程中,下降的高度为:h=l(1-cos),所以小球的重力对小球做功WG=mgl(1-cos),故选项A正确;初、末动能都为0,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0,空气的阻力对小球做功Wf=-WG=-mgl(1-cos),故选项B、C错误;由于细线的拉力始终与小球运动的方向垂直,所以细线的拉力不做功,细线的拉力做功的功率为0,故选项D错误。,方法总结1.恒力做功的计算思路,2.计算功的大小的两点技巧(1)在求功时,要区分是求某个力做的功还是合力做的功,是求恒力做的功还是变力做的功。(2)恒力做功与物体的实际路径无关,等于力与物体在力方向上的位移的乘积,或等于位移与在位移方向上的力的乘积。,2-1如图所示,质量为M、长度为L的木板放在光滑的水平地面上,在木板的右端放置质量为m的小木块,用一根不可伸长的轻绳通过光滑的定滑轮分别与木块、木板连接,木块与木板间的动摩擦因数为,开始时木块和木板静止,现用水平向右的拉力F作用在木板上,将木块拉向木板左端的过程中,拉力至少做功为(D)A.2mgLB.mgLC.(M+m)gLD.mgL,解析拉力做功最小时,木块应做匀速运动,对木块受力分析,由平衡条件可得FT=mg。对木板受力分析,由平衡条件可得F=FT+mg,又因当木块从木板右端拉向左端的过程中,木板向右移动的位移l=,故拉力F所做的功W=Fl=mgL,D正确。,2-2(2017浙江11月选考,10,3分)如图所示,质量为60kg的某运动员在做俯卧撑运动,运动过程中可将她的身体视为一根直棒。已知重心在c点,其垂线与脚、两手连线中点间的距离oa、ob分别为0.9m和0.6m。若她在1min内做了30个俯卧撑,每次肩部上升的距离均为0.4m,则克服重力做的功和相应的功率约为(g取10m/s2)(B)A.430J,7WB.4300J,70WC.720J,12WD.7200J,120W,解析根据相似三角形,每次俯卧撑中,重心变化的高度h满足=,即h=0.24m。一次俯卧撑中,克服重力做功W=mgh=60100.24J=144J,所以一分钟内克服重力做的总功为W总=nW=4320J,功率P=72W,答案为B。,解析虽然拉力方向时刻改变,但力与运动方向始终一致,用微元法,在很小的一段位移内可以看成恒力,小球的路程为R+,则拉力做的功为FR,故C正确。,典例3如图所示,小物块甲从竖直固定的光滑圆弧轨道顶端由静止滑下,轨道半径为R,圆弧底端切线水平。小物块乙从高为R的光滑斜面顶端由静止滑下。下列判断正确的是(D)A.两物块到达底端时速度相同B.两物块运动到底端的过程中重力做功相同C.两物块到达底端时动能相同D.两物块到达底端时,乙的重力做功的瞬时功率大于甲的重力做功的瞬时功率,解析两物块下落的高度相同,根据动能定理,有mgR=mv2,解得v=,可知两物块到达底端时的速度大小相等,但方向不同,A错误;两物块的质量大小关系不确定,故无法判断两物块运动到底端时重力做的功及动能是否相同,B、C错误;在底端时,甲物块重力做功的瞬时功率为零,乙物块重力做功的瞬时功率大于零,故D正确。,3-1中国版“野牛”级重型气垫船,质量达540吨,装有额定输出功率为8700kW的大功率燃气轮机,最高速度为108km/h。假设气垫船航行过程所受的阻力Ff与速度v成正比,即Ff=kv。则下列说法正确的是(C)A.该气垫船的最大牵引力为2.9105NB.从题中给出的数据,无法计算k值C.在额定输出功率下以最高时速航行时,气垫船所受的阻力为2.9105ND.以最高时速一半的速度匀速航行时,气垫船发动机的输出功率为4350kW,解析在额定输出功率下以最高时速航行时,vm=108km/h=30m/s,根据P=Fv得：F=N=2.9105N,此时匀速运动,则f=F=2.9105N,若以恒定牵引力启动时,开始的牵引力大于匀速运动的牵引力,所以最大牵引力大于2.9105N,故C正确,A错误;根据f=kv得:k=9.67103Ns/m,故B错误;以最高时速一半的速度匀速航行时,F=f=k=9.67103N=1.45105N,则P=Fv=1.4510515kW=2175kW,故D错误。,3-2起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度,其v-t图像如图所示,则钢索拉力的功率随时间变化的图像可能是(B),解析在0t1时间内,重物加速上升,设加速度为a1,则根据牛顿第二定律可得钢索的拉力F1=mg+ma1,速度v1=a1t,所以拉力的功率为:P1=m(a1+g)a1t。在t1t2时间内,重物匀速上升,拉力F2=mg,速度v2=a1t1,所以拉力的功率为:P2=mga1t1。在t2t3时间内,重物减速上升,设加速度大小为a2,则根据牛顿第二定律可得钢索的拉力F3=mg-ma2,速度v3=a1t1-a2t,所以拉力的功率为:P3=m(g-a2)(a1t1-a2t)。综上所述,只有B选项正确。,3-3如图所示,重物质量为1kg,动滑轮质量不计,竖直向上拉动细绳,使重物从静止开始以5m/s2的加速度上升,取g=10m/s2,则拉力F在1s末的瞬时功率为(A)A.75WB.37.5WC.12.5WD.15W,解析由牛顿第二定律求出力F的大小,2F-mg=ma,解得F=7.5N;1s末重物上升的速度为5m/s,因施力端的速度为重物上升速度的2倍,故施力端的速度为10m/s,所以力F在1s末的瞬时功率为P=Fv=7.510W=75W。选项A正确。,