高考物理一轮复习 第5章 机械能 第1讲 功 功率课件 新人教版必修2.ppt

第五章机械能 必修二 动能定理和功能关系及机械能守恒定律 能量守恒定律是考查的重点内容 每年的压轴题 高难度的题常涉及本章内容 常和直线运动 平抛运动 圆周运动 牛顿运动定律 动量守恒定律相结合考查 常以选择题和计算题的形式考查 选择题6分左右 计算题18分左右 本章的两个实验也常常在高考题中出现 主要是从实验原理的角度命题考查 1 抓住功是能量转化的量度这一主线 多角度 多方面理解功的概念 2 动能定理是一条适用范围很广的物理规律 复习中应结合牛顿运动定律 以功是能量转化的量度为依据进行推导论证 明确每个物理量 以及 的含义 3 对于机械能守恒定律 选择 ek ep列方程 在不少题目中给分析和列方程带来很大方便 在复习中应对这一点引起重视 分析问题时注意多种形式去考虑 4 复习过程中要特别注意以弹簧模型 传送带模型以及与圆周运动模型结合为载体的题型的复习 5 对实验的复习要注重对实验原理的理解和实验迁移能力的训练 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 物体获得能量 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 物体向外转移能量 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 功率 平均功率 fvcos 平均功率 瞬时功率 快慢 快 慢 正常 实际工作 小于等于 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 思维辨析 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 答案 1 2 静摩擦力对物体可能做负功 也可能做正功 3 作用力做正功时 反作用力可能做正功 做负功 也可能不做功 4 5 汽车上坡司机换挡 其目的是减小速度 增大牵引力 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选项错误 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选项正确 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选项错误 d选项正确 c 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 选项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 选项d错误 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 计算或动能定理 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 常用方法还有转换法 微元法 图象法 平均力法等 求解时根据条件灵活选择 d 解题探究 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 名师归纳 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 解析 由牛顿第二定律知人受水平向右的静摩擦力 该力与人的位移方向夹角小于90 则w flcos 可知该力对人做正功 c正确 类题演练1 c c 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 fscos 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 bd 解题探究 如何求出t0 2t0 3t0的瞬时速度及各时段的位移 名师归纳 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 答案 1 50w 2 100w 类题演练2 1 两种启动方式的比较 机车启动问题 acd 解题探究 1 汽车从静止开始匀加速启动 能一直匀加速吗 2 汽车最后匀速阶段 有什么典型特征 答案 1 不能 当p p额时再匀加速 机车则会烧毁 2 a 0 f f 解析 从静止开始匀加速启动 由公式p fv及题意知 当力恒定 随着速度的增加功率p增大