高考物理大一轮复习 5.1功和功率课件 新人教版.ppt

第五章机械能及其守恒定律 高三物理一轮复习 考点一正 负功的判断 考点二功的计算 考点三功率的分析与计算 考点 第五章机械能及其守恒定律 高三物理一轮复习 第1节功和功率 解析 答案 基础自测 1 对功的理解 如图所示的四幅图是小明提包回家的情景 小明提包的力不做功的是 根据功的定义可知 b项中在力的方向上没有发生位移 故b项中拉力没有做功 b 2 对功率的理解 2015 武汉模拟 在光滑的水平面上 用一水平拉力f使物体从静止开始移动x 平均功率为p 如果将水平拉力增加为4f 使同一物体从静止开始移动x 平均功率为 a 2pb 4pc 6pd 8p 基础自测 解析 答案 d 3 正 负功的分析与计算 2015 福建四地六校联考 以一定的初速度竖直向上抛出一个小球 小球上升的最大高度为h 空气阻力的大小恒为f 则从抛出到落回到抛出点的过程中 空气阻力对小球做的功为 a 0b fhc fhd 2fh 阻力与小球速度方向始终相反 故阻力一直做负功 w fh fh 2fh d正确 基础自测 解析 答案 d 4 机车启动问题分析与计算 2014 高考重庆卷 某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶 受到的阻力分别为车重的k1和k2倍 最大速率分别为v1和v2 则 基础自测 解析 答案 b 一 功1 功的定义 力对物体所做的功 等于力的大小 位移的大小 力与位移夹角的余弦这三者的乘积 2 功的计算公式 w 特别提醒 只适用于恒力做功的计算 3 力做功的两个必要因素 力和物体在 发生的位移 4 功是 没有方向 但有正 负之分 教材梳理 flcos 力的方向上 标量 二 功率1 功率的定义 功跟完成这些功所用 的比值 2 功率的物理意义 描述做功的 3 功率的两个公式 2 p fvcos 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 教材梳理 时间 快慢 平均功率 平均功率 瞬时功率 4 额定功率 机械 时输出的 功率 5 实际功率 机械 时输出的功率 实际功率往往小于 教材梳理 正常工作 实际工作 最大 额定功率 1 根据力f的方向与位移l的方向间的夹角 常用于恒力做功的情形 0 90 做正功 90 180 做负功 90 不做功 2 根据力f的方向与速度v的方向间的夹角 常用于曲线运动的情形 考点一正 负功的判断 考点阐释 3 根据功能关系判断 常用于两个相联系的物体间相互作用力做功的判断 物体的能量增加 外力做正功 物体的能量减少 外力做负功 考点阐释 考点一正 负功的判断 1 如图所示 物体在水平拉力f的作用下 沿粗糙的水平地面向右运动 a 如果物体做加速直线运动 f一定对物体做正功b 如果物体做加速直线运动 f有可能对物体做负功c 如果物体做减速直线运动 f一定对物体做负功d 如果物体做匀速直线运动 f一定不对物体做功 如果物体做加速直线运动 f的方向一定与运动方向一致 做正功 选项a正确而b错误 如果物体做减速直线运动 当f的方向与运动方向一致时 f做正功 当f的方向与运动方向相反时 f做负功 选项c错误 当物体做匀速直线运动时 f的方向与运动方向相同 f做正功 选项d错误 题组设计 解析 答案 图片显 隐 a 考点一正 负功的判断 2 多选 如右图所示 质量为m的物体置于倾角为 的斜面上 物体与斜面间的动摩擦因数为 在外力作用下 斜面以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动 运动中物体m与斜面体相对静止 则关于斜面对m的支持力和摩擦力的下列说法中正确的是 a 支持力一定做正功b 摩擦力一定做正功c 摩擦力可能不做功d 摩擦力可能做负功 支持力方向垂直斜面向上 故支持力一定做正功 而摩擦力是否存在需要讨论 若摩擦力恰好为零 此时物体只受重力和支持力 如图所示 此时加速度a gtan 当a gtan 摩擦力沿斜面向下 摩擦力与位移夹角小于90 则做正功 当a gtan 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 b是错误的 题组设计 解析 答案 图片显 隐 acd 考点一正 负功的判断 1 恒力做功 直接用w flcos 计算 2 变力做功 1 用动能定理w ek或功能关系求解 此种方法不仅适用于变力做功 也适用于恒力做功 2 根据w pt计算一段时间内做的功 此公式适用于功率恒定的情况 3 根据力 位移 f x 图象的物理意义计算力对物体所做的功 如图中图线与x轴所围 面积 的代数和 即表示力f在这段位移所做的功 考点二功的计算 考点阐释 4 滑动摩擦力及空气阻力做功要用力与路程的乘积来计算 5 平均力法 如果参与做功的变力 其方向不变 而大小随位移线性变化 则可求出平均力 等效代入公式w flcos 求解 考点阐释 考点二功的计算 3 合外力做功 1 先求合外力f合 再用w合 f合lcos 求功 2 先求各个力做的功w1 w2 w3 再应用w合 w1 w2 w3 求总功 3 动能定理求解 考点阐释 考点二功的计算 题组一恒力做功的计算1 多选 如右图所示 用与水平方向成 角的力f 拉着质量为m的物体沿水平地面匀速前进位移s 已知物体和地面间的动摩擦因数为 则在此过程中f做的功为 题组设计 解析 答案 图片显 隐 ad 考点二功的计算 题组二变力做功的计算2 如图甲所示 静止于光滑水平面上坐标原点处的小物块 在水平拉力f作用下 沿x轴方向运动 拉力f随物块所在位置坐标x的变化关系如图乙所示 图线为半圆 则小物块运动到x0处时f做的总功为 题组设计 解析 答案 图片显 隐 c 考点二功的计算 题组三总功的计算3 一滑块在水平地面上沿直线滑行 t 0时其速度为1m s 从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力f 力f和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图甲和乙所示 规定初速度的方向为正方向 求 题组设计 考点二功的计算 1 在第1秒内 第2秒内力f对滑块做的功w1 w2 2 前两秒内力f的总功wf及滑块所受合力的功w 1 第1秒内滑块的位移为l1 0 5m 第2秒内滑块的位移为l2 0 5m 由w flcos 可得 w1 0 5jw2 1 5j 2 前2秒内力f的总功wf w1 w2 1j 由动能定理可求合力的功 题组设计 解析 答案 1 0 5j 1 5j 2 1j0 考点二功的计算 1 平均功率的计算2 瞬时功率的计算 1 利用公式p f vcos 其中v为t时刻的瞬时速度 2 利用公式p f vf 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p fv v 其中fv为物体受的外力f在速度v方向上的分力 考点三功率的分析与计算 考点阐释 1 如图所示 细线的一端固定于o点 另一端系一小球 在水平拉力作用下 小球以恒定速率在竖直平面内由a点运动到b点 在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是 a 逐渐增大b 逐渐减小c 先增大 后减小d 先减小 后增大 法一 数学解析法 因小球速率不变 所以小球以o点为圆心做匀速圆周运动 受力如图所示 设绳与竖直方向的夹角为 则在切线方向上应有 mgsin fcos 拉力f的瞬时功率p fvcos mgvsin 小球从a运动到b的过程中 拉力的瞬时功率随 的增大而增大 a正确 法二 转化法求解 因小球的动能始终不变 故拉力f的瞬时功率就等于克服重力做功的瞬时功率 即p pg mgvcos 90 mgvsin 小球从a运动到b的过程中 拉力的瞬时功率随 的增大而增大 a正确 题组设计 解析 答案 图片显 隐 a 考点三功率的分析与计算 2 2015 大庆质量检测 多选 光滑水平面上质量为m 1kg的物体在水平拉力f的作用下从静止开始运动 如图甲所示 若力f随时间的变化情况如图乙所示 则下列说法正确的是 a 拉力在前2s内和后4s内做的功之比为1 1b 拉力在前2s内和后4s内做的功之比为1 3c 拉力在4s末和6s末做功的功率之比为2 3d 拉力在前2s内和后4s内做功的功率之比为2 3 题组设计 答案 图片显 隐 bd 考点三功率的分析与计算 题组设计 解析 考点三功率的分析与计算 题组设计 解析 考点三功率的分析与计算 求力做功的功率时应注意的问题 1 首先要明确所求功率是平均功率还是瞬时功率 对应于某一过程的功率为平均功率 对应于某一时刻的功率为瞬时功率 2 求功率大小时要注意f与v方向间的夹角 对结果的影响 易误警示 考点三功率的分析与计算 本节课重在功 功率的分析与计算学习中要注意 两个区分 两点说明 1 两个区分 1 区分恒力做功还是变力做功 恒力做功直接用定义式计算 变力做功则用其它方式 名师 微点拨 2 两点说明 1 一对作用力和反作用力在同一段时间内做的总功可能为正 可能为负 也可能为零 2 一对相互作用的摩擦力做的总功可能为零 静摩擦力 可能为负 滑动摩擦力 但不可能为正 机车启动模型 模型概述 物体在牵引力 受功率和速度制约 作用下 从静止开始克服一定的阻力 加速度不变或变化 最终加速度等于零 速度达到最大值 模型特征 1 以恒定功率启动的方式 动态过程 思维建模 这一过程的速度 时间图象如下图所示 思维建模 2 以恒定加速度启动的方式 动态过程 思维建模 这一过程的速度 时间图象如下图所示 思维建模 重要关系 3 机车以恒定功率启动时 牵引力做的功w pt 由动能定理得 pt f阻x ek 此式经常用于求解机车以恒定功率启动过程的位移大小 思维建模 1 求该汽车的额定功率 2 该汽车由静止开始运动 经过35s达到最大速度40m s 求其在bc段的位移 思维建模 图片显 隐 1 由图线分析可知 图线ab表示牵引力f不变 即f 8000n 阻力ff不变 汽车由静止开