高三理化生一讲功和功率LIPPT课件.ppt

高三物理高考复习 第五章机械能 第1讲功和功率 2019 12 30 1 功 功率 动能和动能定理 重力做功与重力势能 功能关系 机械能守恒定律及其应用 实验 探究动能定理实验 验证机械能守恒定律 2019 12 30 2 第一讲功和功率 2019 12 30 3 2019 12 30 4 一 功1 做功的两个不可缺少的因素 力和物体在上发生的位移 2 功的公式 W 其中F为恒力 为F的方向与位移l的方向夹角 功的单位 J 功是 矢 标 量 3 正功和负功 1 功的正负的意义 功是量 但有正负之分 正功表示动力对物体做功 负功表示 一个力对物体做负功 往往说成是物体 力的方向 Flcos 焦耳 标 标 阻力对物体做功 克服这个力做功 2019 12 30 5 2 功的正负的确定 若 0 表示力对物体做 若 90 则W 0 表示力对物体 若90 180 则W 0 表示力对物体做功的公式可有两种理解 一是力 F 乘以物体在力的方向上发生的位移 lcos 二是在位移l方向上的力 Fcos 乘以位移l 正功 不做功 负功 2019 12 30 6 二 功率1 定义 功与完成功所用时间的2 物理意义 描述力对物体3 公式 1 P P为时间t内的 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 要求额定功率 比值 做功的快慢 平均功率 平均功率 瞬时功率 正常工作 最大 实际工作 小于或等于 2019 12 30 7 2019 12 30 8 一 判断正负功的方法 2019 12 30 9 二 机动车两种启动方式对机动车等交通工具 在启动的时候 通常有两种启动方式 即以恒定功率启动和以恒定加速度启动 现比较如下 2019 12 30 10 2019 12 30 11 2019 12 30 12 1 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 若g取10m s2 则在1s内起重机对货物所做的功是 A 500JB 4500JC 5000JD 5500J答案 D 2019 12 30 13 A W1 0 W2 0B W10C W1 0 W2 0D W1 0 W20 答案 B 2019 12 30 14 3 2010 新课标全国卷 如右图所示 在外力作用下某质点运动的v t图象为正弦曲线 从图中可以判断 A 在0 t1时间内 外力做正功B 在0 t1时间内 外力的功率逐渐增大C 在t2时刻 外力的功率最大D 在t1 t3时间内 外力做的总功为零解析 由动能定理可知 在0 t1时间内质点速度越来越大 动能越来越大 外力一定做正功 故A项正确 在t1 t3时间内 动能变化量为零 可以判定外力做的总功为零 故D项正确 由P F v知0 t1 t2 t3四个时刻功率为零 故B C都错 答案 AD 2019 12 30 15 2019 12 30 16 1 1 如右图所示 一个物体放在水平面上 在跟竖直方向成 角的斜向下的推力F的作用下沿平面移动了距离l 若物体的质量为m 物体与地面之间的摩擦力大小为Ff 则在此过程中 A 摩擦力做的功为FflB 力F做的功为Flcos C 力F做的功为Flsin D 重力做的功为mgl答案 C 2019 12 30 17 2 1 2011 辽宁沈阳 如下图甲所示 质量为m的物体置于水平地面上 所受水平拉力F在2s时间内的变化图象如图乙所示 其运动的速度图象如图丙所示 g 10m s2 下列说法正确的是 A 物体和地面之间的动摩擦因数为0 1B 水平拉力F的最大功率为5WC 2s末物体回到出发点D 2s内物体的加速度不变 答案 A 2019 12 30 18 A 物体和地面之间的动摩擦因数为0 1B 水平拉力F的最大功率为5WC 2s末物体回到出发点D 2s内物体的加速度不变解析 本题考查通过图象处理匀变速运动问题 在减速阶段 Ff ma mg ma 0 1 A正确 拉力F的最大功率P Fv 10 1W 10W B不正确 物体在第一秒内受到的合力的方向与第二秒内受到的合力的方向相反 加速度方向相反 D不正确 由v t图象可知 物体在2s内位移是速度图线与t轴所围面积 即1m 没有回到出发点 C不正确 答案 A 2019 12 30 19 2019 12 30 20 1 如图所示 用恒力F拉着质量为m的物体沿水平面从A移到B的过程中 下列说法正确的是 A 有摩擦力时比无摩擦力时F做的功多B 有摩擦力时与无摩擦力时F做功一样多C 物体加速运动时F做的功比减速运动时F做的功多D 物体无论是加速 减速还是匀速 力F做的功一样多 答案 BD 2019 12 30 22 解析 由功的公式W Fxcos 可得力F对物体m做的功W F x 与有无摩擦无关 与物体是加速 减速还是匀速也无关 因此B D正确 答案 BD 2019 12 30 23 2 如图所示 斜面AB DB摩擦因数相同 可视为质点的物体分别沿AB DB从斜面顶端由静止下滑到底端 下列说法正确的是 A 物体沿斜面DB滑动到底端时动能较大B 物体沿斜面AB滑动到底端时动能较大C 物体沿斜面DB滑动过程中克服摩擦力做的功较多D 物体沿斜面AB滑动过程中克服摩擦力做的功较多 答案 B 2019 12 30 24 答案 B 3 2P48 例2 2019 12 30 25 3 一质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂于O点 小球在水平力F的作用下 从最低点缓慢地移到Q点 如图5 2 10所示 则力F做功为 答案B 2019 12 30 26 2019 12 30 27 摩擦力的做功特点一 滑动摩擦力做功的特点1 滑动摩擦力可以对物体做负功当滑动摩擦力阻碍物体运动时 为阻力 对物体做负功 2019 12 30 28 如图所示 水平桌面上 一质量为m的物体在拉力F的作用下发生的位移为l 物体与桌面的动摩擦因数为 分析摩擦力对物体做功情况如何 2019 12 30 29 解析 物体受到向左的滑动摩擦力 位移为l 方向水平向右 由W Fflcos 得W mglcos180 mgl即滑动摩擦力对物体做负功 2019 12 30 30 2 滑动摩擦力可以对物体不做功例1中 桌面虽然受到物体对它的滑动摩擦力 但桌面相对地面没有发生位移 所以滑动摩擦力对桌面不做功 3 滑动摩擦力可以对物体做正功 1 当滑动摩擦力有加快物体运动的效果时为动力 对物体做正功 2 在相互摩擦的物体系统中 一对相互作用的滑动摩擦力 对物体系统所做总功的多少与路径有关 其值是负值 等于摩擦力与相对位移的积 即W Ff x相对 表示物体系统损失了机械能 克服了摩擦力做功 E损 Q Ff x相对 摩擦生热 2019 12 30 31 如下图所示 质量为m的物体 可视为质点 以水平初速度v 滑上原来静止在水平光滑轨道上的质量为M的小车 物体与小车上表面间的动摩擦因数为 小车足够长 则 1 滑动摩擦力对小车做功情况如何 2 系统内能增加了多少 2019 12 30 32 解析 1 该题的关键是要分析清楚物理过程 开始物体有速度 小车静止 物体和小车必然有相对运动 产生滑动摩擦力 物体相对于小车向右运动 受到向左的滑动摩擦力 向右做匀减速直线运动 小车相对于物体向左运动 受到向右的滑动摩擦力 向右做匀加速直线运动 小车足够长 总有一个时刻小车和物体的速度会达到相同 二者没有了相对运动 滑动摩擦力消失 小车和物体以获得的共同速度向右做匀速直线运动 2019 12 30 33 如题图所示 设当小车和物体达到共同速度时 小车位移l 物体相对于小车的位移为l 则物体相对于地面的位移为l l 此过程中滑动摩擦力对小车做正功 其大小为W1 Ffl mgl 同时滑动摩擦力对物体做负功W2 Ff l l cos180 mg l l 则相互作用的一对滑动摩擦力做功之和为W W1 W2 mgl 即总功为负值 2 系统内能的增量为Q W mgl 答案 1 对小车做正功 mgl 2 mgl 2019 12 30 34 二 静摩擦力做功的特点1 静摩擦力可以做正功还可以做负功 也可能不做功 2 在静摩擦力做功的过程中 只有机械能从一个物体转移到另一个物体 而没有机械能转化为其他形式的能量 3 相互摩擦的系统 一对静摩擦力所做功的代数和总等于零 2019 12 30 35 如图所示 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错误的是 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 答案 B 2019 12 30 36 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 摩擦力可能做负功解析 因物体和斜面一起水平向左做匀加速运动 对物体进行受力分析可知 支持力方向垂直斜面向上 由功的公式可知支持力一定做正功 而摩擦力是否存在需要讨论 当mgtan ma即a gtan 时 摩擦力不存在 摩擦力不做功 当mgtan gtan 摩擦力沿斜面向下 摩擦力做正功 当mgtan ma即a gtan 摩擦力沿斜面向上 摩擦力做负功 综上所述 B是错误的 答案 B 2019 12 30 37 15分 额定功率是80kW的无轨电车 其最大速度是72km h 质量是2t 如果它从静止先以2m s2的加速度匀加速开出 阻力大小一定 则 1 电车匀加速运动行驶能维持多少时间