2019版高考物理总复习 第五章 机械能 基础课1 功和功率课件.ppt

高考导航,基础课1功和功率,功,1.定义：一个物体受到力的作用，如果在上发生了一段位移，就说这个力对物体做了功。2.做功的两个要素(1)作用在物体上的；(2)物体在力的方向上发生的。,知识排查,力的方向,力,位移,3.公式：W。如图1所示。,图1,(1)是力与方向之间的夹角，l为力的作用点的位移。(2)该公式只适用于做功。4.功的正负(1)当090时，W0，力对物体做。(2)当90180时，W0，力对物体做，或者说物体这个力做了功。(3)当90时，W0，力对物体。,Flcos,位移,恒力,正功,负功,克服,不做功,功率,1.定义：功与完成这些功所用时间的。2.物理意义：描述力对物体做功的。3.公式(1)P，P为时间t内的。(2)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,快慢,平均功率,Fvcos,平均功率,瞬时功率,1.(2018广西南宁模拟)关于功的概念，下列说法正确的是()A.物体受力越大，位移越大，力对物体做功越多B.合力的功等于各分力功的矢量和C.摩擦力可以对物体做正功D.功有正、负，但正、负不表示方向，而表示大小,小题速练,解析因功的决定因素为力、位移及二者的夹角，若力大、位移大，但两者夹角为90时，则做功为0，故选项A错误；合力的功等于各分力功的代数和，选项B错误；摩擦力可以做正功，也可以做负功，这要看摩擦力与位移的方向关系，故选项C正确；功是标量，有正、负之分，但功的正、负不是表示方向，而是表示力对物体做功的效果，所以选项D错误。答案C,2.人教版必修2P59T1改编如图2所示，质量分别为m1和m2的两个物体，m1W2B.W190D.这个力与物体运动方向的夹角90时，cos0，力对物体做负功，此力阻碍物体的运动，故选项A、C正确。答案AC,2.(多选)小狗拉着雪橇在水平冰面上沿着圆弧形的道路匀速行驶，如图3所示为雪橇受到的牵引力F及摩擦力Ff的示意图(O为圆心)，关于各力做功情况，下列说法正确的是(),A.牵引力F做正功B.摩擦力Ff做负功C.F与Ff的合力做正功D.F与Ff的合力不做功,图3,解析牵引力做正功，选项A正确；由于雪橇在冰面上滑动，其滑动摩擦力方向必与运动方向相反，摩擦力做负功，所以选项B正确；雪橇做匀速圆周运动，牵引力F及摩擦力Ff的合力提供向心力，指向圆心，所以不做功，选项C错误，D正确。答案ABD,3.(2017全国卷，14)如图4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4,解析因为大圆环光滑，所以大圆环对小环的作用力只有弹力，且弹力的方向总是沿半径方向，与速度方向垂直，故大圆环对小环的作用力一直不做功，选项A正确，B错误；开始时大圆环对小环的作用力背离圆心，到达圆心等高点及下方，大圆环对小环的作用力指向圆心，故选项C、D错误。答案A,4.如图5所示，质量为m的物体在恒力F的作用下从底端沿斜面向上一直匀速运动到顶端，斜面高h，倾斜角为，现把物体放在顶端，发现物体在轻微扰动后可匀速下滑，重力加速度大小为g。则在上升过程中恒力F做的功为(),A.FhB.mghC.2mghD.无法确定,图5,答案C,功率的理解与计算,2.瞬时功率的计算方法(1)利用公式PFvcos，其中v为t时刻的瞬时速度。(2)利用公式PFvF，其中vF为物体的速度v在力F方向上的分速度。(3)利用公式PFvv，其中Fv为物体受到的外力F在速度v方向上的分力。,1.(2017佛山模拟)质量为2kg的小铁球从某一高度由静止释放，经3s到达地面，不计空气阻力，g取10m/s2。则()A.2s末重力的瞬时功率为200WB.2s末重力的瞬时功率为400WC.2s内重力的平均功率为100WD.2s内重力的平均功率为400W,答案B,答案C,3.如图6所示是具有登高平台的消防车，具有一定质量的伸缩臂能够在5min内使承载4人的登高平台(人连同平台的总质量为400kg)上升60m到达灭火位置。此后，在登高平台上的消防员用水炮灭火，已知水炮的出水量为3m3/min，水离开炮口时的速率为20m/s，取g10m/s2，则用于()A.水炮工作的发动机输出功率约为1104WB.水炮工作的发动机输出功率约为4104WC.水炮工作的发动机输出功率约为2.4106WD.伸缩臂抬升登高平台的发动机输出功率约为800W,图6,答案B,求解功率时应注意的三个问题(1)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(或过程)相对应，计算时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。,1.模型一以恒定功率启动(1)此过程中，机车的速度v、牵引力F和机车的加速度a的变化情况如下。,机车启动问题,(2)机车的速度v随时间t变化的关系如图7所示。,图7,2.模型二以恒定加速度启动(1)动态变化过程如下：,(2)机车的速度v随时间t变化的关系如图8所示。,3.四个常用规律(1)PFv。(2)FFfma。(3)vat(a恒定)。(4)PtFfxEk(P恒定)。,图8,【典例】汽车发动机的额定功率为60kW，汽车的质量为5103kg，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重力的0.1倍(g取10m/s2)，试求：(1)若汽车保持额定功率不变从静止启动，汽车所能达到的最大速度是多大？当汽车的加速度为2m/s2时速度是多大？(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？,解析汽车运动中所受阻力大小为Ff0.1mg(1)当a0时速度最大，牵引力等于Ff的大小，,联立解得vmax12m/s。设汽车加速度为2m/s2时牵引力为F1由牛顿第二定律得F1Ffma,联立并代入数据得v14m/s。,(2)当汽车以加速度a0.5m/s2匀加速运动时，设牵引力为F2由牛顿第二定律得F2Ffma,答案(1)12m/s4m/s(2)16s,答案B,A.汽车的加速度时间图象可用图乙描述B.汽车的速度时间图象可用图甲描述C.汽车的加速度时间图象可用图丁描述D.汽车的速度时间图象可用图丙描述,2.(多选)汽车在平直的公路上以恒定的功率启动，设阻力恒定，则图9中关于汽车运动过程中加速度、速度随时间变化的关系，以下判断正确的是(),图9,答案AB,变力做功的计算方法科学思维能力的培养,【例】(2015海南单科)如图10所示，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高，质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的正压力为2mg，重力加速度大小为g。质点自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为(),图10,答案C,【针对训练】轻质弹簧右端固定在墙上，左端与一质量m0.5kg的物块相连，如图11甲所示，弹簧处于原长状态，物块静止，物块与水平面间的动摩擦因数0.2。以物块所在处为原点，水平向右为正方向建立x轴，现对物块施加水平向右的外力F，F随x轴坐标变化的情况如图乙所示，物块运动至x0.4m处时速度为零，则此时弹簧的弹性势能为(g10m/s2)(