高考物理总复习 第5章 第1讲 功 功率课件 新人教版.ppt

第五章机械能 第一讲功功率 知识点一功2 公式 w 是力和位移方向间的夹角 力的方向上 flcos 3 功的正负判断主要根据力的方向和位移方向的夹角 判断 正功 不做功 克服这个力做了功 负功 1 判断正 负功的方法 1 根据力和位移方向之间的夹角判断 此法常用于恒力做功 2 根据力和瞬时速度方向的夹角判断 此法常用于判断质点做曲线运动时变力做的功 夹角为锐角时做正功 夹角为钝角时做负功 夹角为直角时不做功 3 根据能量转化与守恒定律判断 若在该力作用下物体的能量增加 则该力对物体做正功 反之则做负功 2 功的大小计算 1 恒力做的功 直接用w flcos 计算 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 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 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 将变力做功转化为恒力做功 此法适用于力的大小不变 方向与运动方向相同或相反 或力的方向不变 大小随位移均匀变化的情况 1 如图所示 物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带 传送带以图示方向匀速运转 则传送带对物体做功情况可能是 a 始终不做功b 先做负功后做正功c 先做正功后不做功d 先做负功后不做功 解析 设传送带速度大小为v1 物体刚滑上传送带时的速度大小为v2 当v1 v2时 物体随传送带一起匀速运动 故传送带与物体之间不存在摩擦力 即传送带对物体始终不做功 a正确 当v1 v2时 物体相对传送带向左运动 物体受到的滑动摩擦力向右 则物体先匀加速运动到速度为v1 再做匀速运动 传送带对物体先做正功后不做功 c正确 当v1 v2时 物体相对传送带向右运动 物体受到的滑动摩擦力方向向左 则物体先做匀减速运动直到速度减为v1 再做匀速运动 故传送带对物体先做负功后不做功 d正确 答案 acd 知识点二功率1 平均功率和瞬时功率 为f v方向间的夹角 fvcos 2 额定功率和实际功率 工作 小 2 宇航员在进行素质训练时 抓住秋千杆由水平状态开始下摆 到达竖直状态的过程中 如图所示 宇航员所受重力的瞬时功率变化情况是 a 一直增大b 一直减小c 先增大后减小d 先减小后增大 解析 由于在水平状态初速度为零 重力的瞬时功率为零 在竖直状态时速度方向与重力方向垂直 重力的瞬时功率也为零 所以重力瞬时功率的变化情况应为先增大后减小 选项c正确 答案 c 知识点三机车启动问题1 机车的输出功率p f v 其中f为机车的牵引力 匀速行驶时 牵引力等于阻力 2 两种常见的启动方式 1 以恒定功率启动 机车的加速度 达到时 加速度为零 2 以恒定加速度启动 机车的功率 达到额定功率后 加速度 当加速度减小到零时 速度 逐渐减小 最大 速度 逐渐增大 逐渐减小 最大 1 两种启动方式比较 3 把动力装置分散安装在每节车厢上 使其既具有牵引动力 又可以载客 这样的客车车辆叫做动车 几节自带动力的车辆 动车 加几节不带动力的车辆 也叫拖车 编成一组 就是动车组 假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比 每节动车与拖车的质量都相等 每节动车的额定功率都相等 若1节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为120km h 则6节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为 a 120km hb 240km hc 320km hd 480km h 答案 c 如图所示 摆球质量为m 悬线的长为l 把悬线拉到水平位置后放手 设在摆球运动过程中空气阻力f阻的大小不变 则下列说法正确的是 功的计算 解答本题时应注意以下两点 1 重力为恒力 重力做功与路径无关 2 f阻大小不变 方向改变 可用微元法求其功 解析 如图所示 因为拉力ft在运动过程中始终与运动方向垂直 故不做功 即wft 0 答案 abd 变力做功的求解方法求力做功时 首先要区分是求恒力做功还是求变力做功 若为变力做功 则要考虑应用动能定理或将变力做功转化为恒力做功进行求解 变式训练 1 一物体在水平面上 受恒定的水平拉力和摩擦力作用沿直线运动 已知在第1秒内合力对物体做的功为45j 在第1秒末撤去拉力 其v t图象如图所示 g取10m s2 则 a 物体的质量为10kgb 物体与水平面的动摩擦因数为0 2c 第1秒内摩擦力对物体做的功为 60jd 第1秒内拉力对物体做的功为60j 答案 ad 2011 海南高考 一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上 从t 0时起 第1秒内受到2n的水平外力作用 第2秒内受到同方向的1n的外力作用 下列判断正确的是 功率的计算 解答本题时应注意以下两点 答案 ad 变式训练 2 2012 江苏高考 如图所示 细线的一端固定于o点 另一端系一小球 在水平拉力作用下 小球以恒定速率在竖直面内由a点运动到b点 在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是 a 逐渐增大b 逐渐减小c 先增大 后减小d 先减小 后增大 解析 在此过程中拉力逐渐增大 运动到b点时拉力f mgtan 拉力的瞬时功率p fvcos mgvsin 逐渐增大 选项a正确 答案 a 机车的启动问题 1 根据图线abc 判断该电动车做什么运动 并计算电动车的额定功率 2 求此过程中电动车做匀加速直线运动的加速度的大小 3 电动车由静止开始运动 经过多长时间速度达到v1 2m s 1 分析图线可知 图线ab段代表的过程为牵引力f不变 阻力ff不变 电动车由静止开始做匀加速直线运动 图线bc段的斜率表示电动车的功率p p不变为额定功率 达到额定功率后 则电动车所受牵引力逐渐减小 做加速度减小的变加速直线运动 直至达最大速度15m s 此后电动车做匀速直线运动 2分 答案 1 ab段表示电动车做匀加速直线运动 bc段表示电动车做加速度逐渐减小的变加速直线运动6 103w 2 2m s2 3 1s 分析机车启动问题时应注意的事项1 机车启动的方式不同 机车运动的规律就不同 因此机车启动时 其功率 速度 加速度 牵引力等物理量的变化规律也不相同 分析图象时应注意坐标轴的意义及图象变化所描述的规律 2 恒定功率下的加速度一定不是匀加速 这种加速过程发动机做的功可用w pt计算 不能用w f