江苏省高考物理大一轮复习 第六章 机械能守恒定律 1 功和功率课件.ppt

第六章机械能守恒定律 第1讲功和功率 1 理解功的概念和做功的两个要素 2 知道功是标量 理解功的计算公式 3 知道摩擦力做功以及一对作用力做功的特点 4 理解功率的物理意义 功率的定义及定义式 5 能够区分额定功率和实际功率 区分瞬时功率和平均功率 1 一个物体受到某个 的作用 并且在该力的方向上有 就说这个力对这个物体做了功 公式w 2 功是 在国际单位制中 功的单位是 符号是j 3 某力对物体做负功 往往说成物体 做功 4 某个力f对物体是否做功与物体的运动状态 与物体是否同时受到其他力 力 位移 flcos 标量 焦耳 克服某力 无关 无关 5 重力做功的特点 与 无关 只与物体的重力及初 末位置的 有关 6 功率 功w与完成这些功所用 的比值 用符号p表示 定义式p 它是表示物体做功 的物理量 7 额定功率是指机器 工作时的功率 实际功率是指机器工作时 输出的功率 8 瞬时功率公式p 为力f与物体速度v之间的夹角 v是物体运动的 速度 如果v是平均速度 则p为平均功率 路径 高度差 时间t 快慢 正常 实际 fvcos 瞬时 1 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 功的正负判断与恒力 合力做功的计算 3 依据能量变化来判断 功是能量转化的量度 若有能量转化 则必有力对物体做功 此法常用于判断两个相联系的物体之间的相互作用力做功 2 恒力做功的计算方法 直接用w flcos 计算 3 合力做功的计算方法方法一 先求合力f合 再用w合 f合lcos 求功 方法二 先求各个力做的功w1 w2 w3 再应用w合 w1 w2 w3 求合力做的功 典题演示1 2016 金陵中学 物体在两个相互垂直的力作用下运动 力f1对物体做功3j 物体克服力f2做功4j 则f1 f2的合力对物体做功为 a 5jb 7jc 1jd 1j 解析 由题意 力f1对物体做功w1 3j 物体克服力f2做功4j 则f2做功为w2 4j f1 f2的合力对物体做功等于两个力做功之和 为w w1 w2 3j 4j 1j d选项正确 d 典题演示2 2015 南京三校联考 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方向作用力f 力f和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图甲和图乙所示 设在第1s内 第2s内 第3s内力f对滑块做的功分别为w1 w2 w3 则下列说法中正确的是 a w1 w2 w3b w1 w2 w3c w1 w3 w2d w1 w2 w3 b 1 用动能定理w ek或功能关系求功 此种方法不仅适用于变力做功 也适用于恒力做功 2 利用微元法求变力做功 将物体的位移分割成许多小段 因每小段很小 故每一小段上作用在物体上的力可以视为恒力 这样就将变力做功转化为在无数多个无穷小的位移上的恒力所做功的代数和 此法在中学阶段 常应用于求解大小不变 方向改变的变力做功问题 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 变力做功的计算 3 利用fx图象求变力做功 在f x图象中 图线与x轴所围 面积 的代数和就表示力f在这段位移所做的功 且位于x轴上方的 面积 为正 位于x轴下方的 面积 为负 但此方法只适用易于求图线所围面积的情况 如三角形 矩形 圆等规则的几何图形 c 功率的分析与计算 2 瞬时功率的计算 1 利用公式p fvcos 其中v为t时刻的瞬时速度 2 利用公式p fvf 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 fvv 其中fv为物体受的外力f在速度v方向上的分力 acd 1 模型一以恒定功率启动 1 动态过程 机车启动问题 2 这一过程的p t图象和v t图象如图所示 2 模型二以恒定加速度启动 1 动态过程 2 这一过程的p t图象和v t图象如图所示 cd 典题演示6 多选 2016 南师附中 下列选项是反映汽车从静止匀加速启动 汽车所受阻力ff恒定 达到额定功率p后以额定功率运动最后做匀速运动的速度随时间及加速度 牵引力和功率随速度变化的图象 其中正确的是 abcd acd 1 2016 南通 泰州 扬州 淮安二模 高三某同学参加引体向上体能测试 在20s内完成10次标准动作 则此过程中该同学克服重力做功的平均功率最接近于 a 150wb 300wc 450wd 600w a 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轴正方向运动 拉力f随物块位置坐标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所做的总功为 甲 乙 c bc 解析 由于下落高度相同 重力做功相等 所以三个小球落地速度大小相等 故a项错误 b项正确 重力做功瞬时功率p mgvy 所以小球b的重力瞬时功率最大 故c项正确 重力做功相等 但时间明显不等 所以重力做功平均功率不等 故d项错误 4 2016 江阴一中 放在粗糙水平面上的物体受到水平拉力的作用 在0 6s内其速度与时间图象和该拉力的功率与时间图象分别如图所示 下列说法中正确的是 a 0 6s内物体位移大小为36mb 0 6s内拉力做的功为30jc 合外力在0 6s内做的功与0 2s内做的功相等d 滑动摩擦力大小为5n c ac 解析 轻杆a绕转轴o在竖直平面内匀速转动 小球b受到的合力的方向始终沿着轻杆a指向轴o 故a正确 当 90 时小球b受到轻杆a的作用力的竖直分力等于重力 水平分力提供向心力 所以小球b受到轻杆a的作用力方向斜向左上方 故b错误 由动能定理可知wg wf 0 由于重力wg做正功 所以轻杆a对小球b做负功 故c正确 小球b重力做功的功率p mgvcos 由于 先变