高考物理一轮复习 第5章 机械能 第1讲 功 功率课件 新人教版.ppt

机械能 第五章 考试说明 第1讲功功率 知识梳理自测 1 定义 物体受到力的作用 并在 发生一段位移 就说力对物体做了功 2 做功的两个必要条件 力和物体在力的方向上发生的 3 公式 w 其中f是恒力 l是位移 是 和 的夹角 功 力的方向上 位移 flcos 力f 位移l 4 单位 焦耳 j 5 功是 没有方向 但有正 负 根据w flcos 可知 1 当0 90 时 力对物体做 功 是动力 物体获得功能 2 当90 180 时 力对物体做 功 如 2j 也称物体克服这个力做了2j的功 是阻力 物体向外转移动能 3 当 90 时 力对物体 做功 可见 正功 负功表示对物体做功的力是 力或 力 以及力对物体做功引起能量的转化 标量 正 负 不 动 阻 思考 一阵风水平吹过 将熟透的苹果从2m高的枝头吹落 若苹果重2n 风力恒为3n 下落的水平位移为1m 1 苹果下落过程中 重力和风力各做多少功 2 重力和风力对苹果做的总功能不能用平行四边形定则来求 若不能应该怎么求 所做总功为多少 总结出两个力的总功的求法 答案 1 重力做功为4j 风力做功为3j 2 不能 各力做功的代数和为总功 总功为7j 功率 平均功率 fvcos 平均功率 瞬时功率 快慢 快 慢 3 额定功率 机器 工作的功率 一般在机器的铭牌上标明 4 实际功率 机器 时输出的功率 要求 额定功率 思考 汽车以不同方式启动 一次以恒定功率启动 一次匀加速启动 1 用公式p fv研究汽车启动问题时 力f是什么力 2 以恒定功率启动时 汽车的加速度变化吗 做什么运动 3 汽车上坡的时候 司机师傅必须换挡 其目的是什么 答案 1 牵引力 2 变化 做加速度减小的加速运动 3 减小速度 增大牵引力 正常 实际工作 小于等于 思维诊断 1 一个力对物体做了负功 则说明这个力一定阻碍物体的运动 2 滑动摩擦力可能做负功 也可能做正功 静摩擦力对物体一定不做功 3 作用力做正功时 反作用力一定做负功 4 据p fv可知 发动机功率一定时 交通工具的牵引力与运动速度成反比 5 汽车上坡的时候 司机必须换挡 其目的是减小速度 得到较小的牵引力 b bd 解析 力是矢量 一对平衡力大小相等 方向相反 故在同一段时间内的力一定大小相等 方向相反 a错误 一对平衡力作用在同一物体上 大小相等 方向相反 故在同一段时间内做的功必定效果相反 互相抵消 或均不做功 b正确 在同样的时间内 作用力和反作用力由于是作用于不同物体上 引起物体的位移不一定相等 故功的大小不一定相等 正负号也不一定相反 c错误 d正确 解析 ab一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑 加速度为gsin 由于a速度增大 由动能定理 a所受的合外力对a做正功 b对a的摩擦力做正功 b对a的弹力做负功 a b错误c正确 b对a的力垂直于斜面向上 a对b的力垂直斜面向下 与速度方向垂直 a对b不做功 d错误 c b 核心考点突破 1 判断力是否做功及做正 负功的方法 功的分析与计算 2 计算功的方法 1 恒力做的功直接用w flcos 计算用或用动能定理 2 合外力做的功方法一 先求合外力f合 再用w合 f合lcos 求功 尤其适用于已知质量m和加速度 的情况 方法二 先求各个力做的功w1 w2 w3 再应用w合 w1 w2 w3 求合外力做的功 方法三 利用动能定理 合力做的功等于物体动能的变化 3 变力做的功 应用动能定理求解 用w pt求解 其中变力的功率p不变 当力的大小不变 而方向始终与运动方向相同或相反时 这类力的功等于力和路程 不是位移 的乘积 如滑动摩擦力做功 空气阻力做功等 有些变力做功问题通过转换研究对象 可转换为恒力做功 用w flcos 求解 此法常用于轻绳通过定滑轮拉物体做功问题 在f x图象中 图线与x轴所围 面积 的代数和就表示力f在这段位移内所做的功 且位于x轴上方的 面积 为正功 位于x轴下方的 面积 为负功 但此方法只适用于便于求图线所围面积的情况 如三角形 梯形 圆等规则的几何图形 d 解题导思 1 人和车的加速度方向向哪 2 车对人的作用力方向向哪 答案 1 人和车一起向右做匀减速直线 则加速度方向向左 2 斜向左上方 解析 车厢向右做匀减速运动 即a v方向相反 加速度a向左 且人与车厢具有相同的加速度 对人受力分析 受到重力和车厢对人的作用力 则车厢对人的作用力方向为斜向左上方 与位移方向成钝角 所以车厢对人做负功 c错误 d正确 人对车厢的作用力方向斜向右下方 人对车厢的作用力与车厢位移方向成锐角 人对车厢做正功 或由动能定理 人的动能减小 故车对人做负功 人对车做正功来判断 a b错误 规律总结 判断 功的正 负 注意事项判断功的正 负时要注意 做功的本质是力对物体做功 但是题目中经常提到甲物体对乙物体做功的说法 此时必须明确以下两个问题 1 甲物体对乙物体的作用力有几个 2 甲物体对乙物体做功指的是甲物体对乙物体作用力的合力做功 应该明确合力的方向 类题演练1 c 类题演练2 c 类题演练3 a 解析 滑块在竖直方向受到两个力的作用 一是绳子的拉力f的分力f cos 其中 为绳与竖直杆的夹角 二是滑块本身的重力mg 根据做功的定义w flcos 上升的距离一样 力的大小一样 但 越来越大 cos 越来越小 所以w1 w2 虽然滑块在上升 但其是做加速运动还是减速运动不能确定 其动能的变化取决于合力所做功的正 负 拉力f做的功与重力做的功不能确定哪个大 哪个小 所以动能的变化情况不能确定 功率的计算 ac 规律总结 计算功率的基本思路 1 首先要弄清楚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 求解瞬时功率时 如果f与v不同向 可用力f乘以f方向的分速度 或速度v乘以速度方向的分力求解 类题演练4 bd 解析 三个小球在运动的过程中都是只有重力做功 机械能守恒 所以根据机械能守恒定律可知三个小球落地时动能相等 速度的大小相等 故a错误 重力做功只与初 末位置有关 三个小球的起点和终点的高度差一样 所以重力做的功相同 故b正确 由题可知 b与c在空中运动的时间显然不同 平均功率等于做功的大小与所用时间的比值 小球重力做的功相同 但是时间不同 所以重力做功的平均功率不同 故c错误 小球落地时的速度的大小相等而方向不同 由于a c两球都有水平方向的分速度 而b球没有水平方向的分速度 所以b球竖直方向的速度最大 由瞬时功率的公式可以知道 b球的重力的瞬时功率最大 故d正确 1 两种启动方式的比较 机车启动问题 解题导思 1 汽车以恒定功率启动时 汽车的运动是匀加速直线运动吗 2 汽车以恒定功率启动时 其加速度与速度是一一对应的吗 3 汽车匀加速启动是一直做匀加速运动吗 答案 1 12m s4m s 2 16s 类题演练5 ad 阶段培优微专题 c 规律总结 1 不计摩擦和滑轮质量时 滑轮两侧细绳拉力大小相等 2 通过定滑轮连接的两物体 位移大小相等 3