高考物理大一轮复习 第五章 机械能守恒定律 第1课时 功 功率课件.ppt

考纲要求 第1课时功功率 一 功1 做功的两个要素 1 作用在物体上的 2 物体在 上发生的位移 2 公式 w 1 是力与 方向之间的夹角 l为物体对地的位移 2 该公式只适用于 做功 力 力的方向 flcos 位移 恒力 3 功的正负 正功 不做功 负功 比值 做功的快慢 平均功率 fv 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 要求 额定功率 正常工作 最大 实际工作 小于或等于 思考判断 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 人在地面上行走时 静摩擦力对人做正功 4 一个力对物体做负功 说明这个力一定阻碍物体的运动 5 机器铭牌上标明的功率表示该机器的额定功率 6 汽车功率p fv中的f指汽车所受的合外力 7 汽车上坡时 司机必须换挡 其目的是减小速度 得到较大的牵引力 8 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 考点一功 c c 要点突破 一 判断力是否做功及做正 负功的方法1 看力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 2 看力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 3 根据动能的变化 动能定理描述了合外力做功与动能变化的关系 即w合 ek末 ek初 当动能增加时合外力做正功 当动能减少时 合外力做负功 二 功的计算1 恒力做功 其中l是相对地的位移 三 几种常见力做功的特点1 一对作用力跟反作用力的功的代数和不一定为零 这是因为虽然一对相互作用力的大小相等 方向相反 但相互作用物体的位移由它们的初速度和合外力等情况决定 不存在必然的联系 2 静摩擦力做功的特点 1 静摩擦力可以做正功 也可以做负功 还可以不做功 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 3 滑动摩擦力做功的特点 1 滑动摩擦力可以对物体做正功 也可以做负功 还可以不做功 如相对运动的两物体之一相对地面静止 则滑动摩擦力对该物体不做功 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 绝对值等于摩擦力与相对位移的积 即w fx相对 表示物体系统损失了机械能 克服了摩擦力做功 即 e损 q fx相对 摩擦生热 3 一对滑动摩擦力做功的过程中能量的转化和转移的情况 一是某一物体的部分机械能转移到另一个物体上 二是部分机械能转化为内能 此部分能量就是系统机械能的损失量 典例剖析 例1 如图所示 自动卸货车静止在水平地面上 在液压机的作用下 车厢与水平方向的夹角缓慢增大 这个过程中车厢内货物始终相对车厢静止 下列说法正确的是 a 货物受到的静摩擦力减小b 地面对货车有水平向右的摩擦力c 货物受到的支持力对货物做正功d 货物受到的摩擦力对货物做负功 解析货物受到静摩擦力f mgsin 增大 f增大 a错误 根据力的方向与货物运动方向关系知 支持力做正功 摩擦力不做功 c正确 d错误 地面对货车的摩擦力为零 b错误 答案c 例2 如图所示 用长为l 不可伸长的细线把质量为m的小球悬挂于o点 将小球拉至悬线偏离竖直方向 角后放手 运动t时间后停在最低点 则在时间t内 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运动的方向垂直 所以细线的拉力不做功 细线拉力的功率为0 故选项d错误 答案a 例3 如图所示 木块a b叠放在光滑水平地面上 a b之间不光滑 用水平力f拉b 使a b一起沿光滑水平面加速运动 设a b间的摩擦力为f 则以下说法错误的是 a f对b做正功 对a不做功b f对b做负功 对a做正功c f对a不做功 对b做负功d f对a和b组成的系统做功为0 解析a b一起沿光滑水平面加速运动 它们的位移相等 f作用在b上 没有作用在a上 且a b向前做加速运动 在力f的方向上发生了位移 由w fl可知f对b做正功 对a不做功 故选项a正确 b对a的摩擦力向右 a对b的摩擦力向左 而位移水平向右 由w flcos 可知 f对b做负功 对a做正功 选项b正确 c错误 f对a做功为wa fl f对b做功为wb fl 故f对a b组成的系统做功为w wa wb 0 故f对a和b组成的系统不做功 选项d正确 答案c 方法总结 1 计算功时需先判断恒力做功还是变力做功 然后依据相应的方法求解 2 熟悉各种力做功的特点是今后掌握能量观点处理问题的关键 针对训练 1 一人乘电梯从1楼到20楼 在此过程中经历了先加速 后匀速 再减速的运动过程 则电梯对人的支持力的做功情况是 a 加速时做正功 匀速时不做功 减速时做负功b 加速时做正功 匀速和减速时做负功c 加速和匀速时做正功 减速时做负功d 始终做正功解析在加速 匀速 减速的过程中 支持力与人的位移方向始终相同 所以支持力始终对人做正功 故d正确 答案d 2 水平地面上放一个重4n的足球 一个小孩用10n的力踢球 使球向前运动2m 关于小孩对球做功的下列说法中 正确的是 a 小孩对球做功20jb 小孩对球做功8jc 小孩对球做功28jd 题中条件不足 无法算出小孩对球做功的多少 解析小孩踢球的力是瞬时的 仅仅在小孩的脚与球接触时才施加给球 并不是用恒定的10n的力推动足球前进2m 所以a错误 同理 根据功的定义 b c错误 小孩踢球时对球做的功 转化为球所增加的能量 动能 表现为获得初速度v0沿地面前进 由于题中无法求出初速度 也不知道有踢力作用在球上时球移动的距离 因此无法算出小孩对球做功的多少 d正确 答案d 3 如图所示 同一物体在大小相同 方向不同的力f的作用下 在光滑水平面上移动了一段相同的位移x 两种情况下力所做的功分别为wa wb 下列表述正确的是 a wa wbb wa wbc wa wbd wa wb 解析由功的计算式可得wa fxcos30 wb fxcos30 a正确 答案a 考点二功率 c c 要点突破 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 答案c 方法总结 求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 针对训练 1 2015 浙江10月学考 快艇在运动中受到的阻力与速度的平方成正比 即ff kv2 若油箱中有20l燃油 当快艇以10m s匀速行驶时 还能行驶40km 假设快艇发动机的效率保持不变 则快艇以20m s匀速行驶时 还能行驶 a 80kmb 40kmc 10kmd 5km 答案c 2 如图所示 将质量为m的小球以初速度v0从a点水平抛出 正好垂直于斜面落在斜面上b点 已知斜面的倾角为 重力加速度为g 求 1 小球落到斜面上b点时重力做功的瞬时功率是多少 2 小球从a到b过程中重力做功的平均功率是多少 3 风力发电是一种环保的电能获取方式 图为某风力发电站外观图 设计每台风力发电机的功率为40kw 实验测得风的动能转化为电能的效率约为20 空气的密度是1 29kg m3 当地水平风速约为10m s 问风力发电机的叶片长度约为多少才能满足设计要求 结果保留两位有效数字 答案9 9m 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 2 一艘轮船以15m s的速度匀速直线航行 它所受到的阻力为1 2 107n 发动机的实际功率为 a 1 8 105kwb 9 0 104kwc 8 0 104kwd 8 0 103kw解析轮船匀速运动 牵引力等于阻力 所以p fv 1 2 107 15w 1 8 105kw a正确 答案a 答案b 4 2017 舟山模拟 如图所示 同一物体分别沿斜面ad和bd自顶点由静止开始下滑 该物体与斜面间的动摩擦因数相同 在滑行过程中克服摩擦力做的功分别为wa和wb 则 a wa wbb wa wbc wa wbd 无法确定解析设斜面ad 斜面bd与水平面cd所成夹角分别为 根据功的公式得wa mgc