浙江省严州中学新安江校区高考物理 功复习课件.ppt

2014高三物理新课标 严州中学新校区 机械能及其守恒定律 17功 考点1功和功率 一 功 1 做功的确定 一个物体受到力的作用 并且在力的方向上发生了一段位移 这个力就对物体做了功 2 做功的两个因素 力和物体在力的方向上发生的位移 是做功的两个不可缺少的因素 3 功的计算公式 w flcos 是力和位移的夹角 即功等于力的大小 位移的大小及力和位移的夹角的余弦这三者的乘积 该式中f是恒力 公式只适合恒力做功 求功必须明确是 哪个力 在 哪个过程中 做的功 功是标量 国际单位是j 4 功的正负 根据w flcos 可以推出 当00 900时 力做正功 力对物体的运动起推动作用 当900 1800时 力做负功 力对物体运动起阻碍作用 当 90 时 力不做功 5 求总功的两种基本方法 其一 先求合力 再求总功 w f合lcos 其二 先求各力的功 再求各力功的代数和 w w1 w2 wn 一 功的正负判断 例1 分析下列三种情况下各力做功的正负情况 1 如图甲所示 光滑水平面上有一光滑斜面b 物块a从斜面顶端由静止开始下滑过程 2 人造地球卫星在椭圆轨道上运行 由图乙中的a点运动到b点的过程 3 小车m静止在光滑水平轨道上 球m用细线悬挂在车上 由图丙中的位置无初速地释放 小球下摆过程 则 a 物块a下滑过程中斜面对物块不做功b 万有引力对卫星做正功c 绳的拉力对小车做正功d 绳的拉力对小球做负功 cd 变式题 神舟 系列航天飞船返回舱返回地面的过程可简化为 打开降落伞一段时间后 整个装置匀速下降 为确保安全着陆 需点燃返回舱的缓冲火箭 在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动 则 a 火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小b 返回舱在喷气过程中减速的主要原因是空气阻力c 返回舱在喷气过程中所受合外力可能做正功d 返回舱在喷气过程中处于失重状态 a 例 如图所示 在加速向左运动的车厢中 一人用力向左推车厢 人与车厢始终保持相对静止 则下列说法正确的是 a 人对车厢做正功b 车厢对人做负功c 人对车厢做负功d 车厢对人做正功 cd 变式 如图所示 电梯与水平地面成 角 一人站在电梯上 电梯从静止开始匀加速上升 到达一定速度后再匀速上升 若以fn表示水平梯板对人的支持力 g为人受到的重力 f为电梯对人的静摩擦力 则下列结论正确的是 a 加速过程中f 0 f fn g都做功b 加速过程中f 0 fn不做功c 加速过程中f 0 fn g都做功d 匀速过程中f 0 fn g都不做功 a 二 恒力做功的计算 例2 如图所示 在光滑的水平地面上有质量为m的长平板a 平板上放一质量为m的物体b a b之间的动摩擦因数为 今在物体b上加一水平恒力f 使b和a发生相对滑动 经过时间t b在a上滑动了一段距离但并未脱离a 求 1 摩擦力对a所做的功 2 摩擦力对b所做的功 3 若长木板a固定 b对a的摩擦力对a做的功 f f 变式题 如图所示 绷紧的传送带始终保持着v 4m s的速度水平匀速运动 一质量m 1kg的物块无初速地放在皮带a处 物块与皮带间的动摩擦因数为 0 2 a b之间距离为x 6m 求物块从a到b的过程中摩擦力对物块做的功 g 10m s2 wf 8j 三 变力做功的计算 例3 如图所示 oq与竖直方向的夹角为 一质量为m的小球用长为l的轻绳悬挂于o点 小球在水平恒力f作用下由p点移动到q点 在此过程中拉力f所做的功是多大 变式 小球在水平拉力f的作用下从平衡位置p点缓慢地移到q点 此过程中拉力f所做的功各又是多大 变式题 解放前 机械化生产水平较低 人们经常通过 驴拉磨 的方式把粮食颗粒加工成粗面来食用 假设驴拉磨的平均作用力大小为500n 运动的半径为1m 则驴拉磨转动一周所做的功为 a 0b 500jc 500 jd 1000 j d 如图所示 一质量为m 2 0kg的物体从半径为r 5 0m的圆弧的a端 在拉力作用下沿圆弧缓慢运动到b端 圆弧ab在竖直平面内 拉力f大小不变始终为15n 方向始终与物体在该点的切线成37 角 圆弧所对应的圆心角为60 bo边为竖直方向 求这一过程中 g取10m s2 1 拉力f做的功 2 重力g做的功 3 圆弧面对物体的支持力fn做的功 4 圆弧面对物体的摩擦力ff做的功 1 62 8j 2 50j 3 0 4 12 8j 变式 人在a点拉着绳通过一定滑轮吊起质量m 50kg的物体 如图所示 开始绳与水平方向夹角为60 当人匀速提起重物由a点沿水平方向运动s 2m到b点 此时绳与水平方向成30 角 求人对绳的拉力做了多少功 g取10m s2 730j 1 计算恒力做功的一般思路 2 计算变力做功常用的方法 1 用动能定理w ek或功能关系求功 此种方法不仅适于变力做功 也适于恒力做功 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 f 位移 l 图象的物理意义计算力对物体所做的功 如图中阴影部分的面积在数值上等于力所做功的大小 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 四 总功的求法 1 总功等于合外力的功先求出物体所受各力的合力f合 再根据w总 f合lcos 计算总功 但应注意 应是合力与位移l的夹角 2 总功等于各力做功的代数和分别求出每一个力做的功 w1 f1l1cos 1 w2 f2l2cos 2 w3 f3l3cos 3 再把各个外力的功求代数和即 w总 w1 w2 w3 五 一对作用力与反作用力做功特点一对作用力和反作用力作用效果是不相关的 它们作用的对象不同 虽然等大 反向 因此在同一段时间内做的总功可能为正 可能为负 也可能为零 作用力和反作用力均可以做正功 负功或不做功 一对互为作用反作用的摩擦力做的总功可能为零 静摩擦力 也可能为负 滑动摩擦力 但不可能为正 另外一对作用力 反作用力的总功的数值与参考系的