《（新課標(biāo)）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 第1講 功和功率課件.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（新課標(biāo)）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 第1講 功和功率課件.ppt（46頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第1講機(jī)械能,一 功,二 功率,基礎(chǔ)過關(guān),考點(diǎn)一 對功的正負(fù)判斷和計(jì)算,考點(diǎn)二 功率的理解和計(jì)算,考點(diǎn)三 機(jī)車啟動(dòng)問題,考點(diǎn)突破,基礎(chǔ)過關(guān),一、功 1.做功的兩個(gè)必要因素:力和物體在力的方向上發(fā)生的位移。 2.公式:W=Fl cos 。此式適用于恒力做功,其中l(wèi)為物體對地的位移,為F、l方向間夾角。 3.力對物體做正、負(fù)功的判斷 (1)00,力對物體做正功。 (2)90<180,W<0,力對物體做負(fù)功,或說物體克服外力做了功。,(3)=90時(shí),W=0,力對物體不做功。 提醒功是標(biāo)量,比較做功多少要看功的絕對值。 二、功率 1.定義:功與完成這些功所用時(shí)間的比值。 2.物理意義:描述力對物體做功
2、的快慢。 3.公式 (1)定義式:P=。P為時(shí)間t內(nèi)的平均功率。 (2)推論式:P=Fv cos ,其中為F與v的夾角。,1.判斷下列說法對錯(cuò)。 (1)只要物體受力的同時(shí)又發(fā)生了位移,則一定有力對物體做功。 ( ) (2)一個(gè)力對物體做了負(fù)功,則說明這個(gè)力一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng)。 ( ) (3)作用力做正功時(shí),反作用力一定做負(fù)功。( ) (4)力對物體做功的正負(fù)是由力和位移間的夾角大小決定的。( ) (5)由P=Fv可知,發(fā)動(dòng)機(jī)功率一定時(shí),機(jī)車的牽引力與運(yùn)行速度的大小成 反比。( ) (6)汽車上坡時(shí)換成低擋位,其目的是減小速度得到較大的牽引力。( ),,,,,,,2.如圖,物塊A、B在外力F的
3、作用下一起沿水平地面做勻速直線運(yùn)動(dòng)的過程中,下列關(guān)于A對地面的滑動(dòng)摩擦力做功和B對A的靜摩擦力做功的說法正確的是( C ) A.靜摩擦力做正功,滑動(dòng)摩擦力做負(fù)功 B.靜摩擦力不做功,滑動(dòng)摩擦力做負(fù)功 C.靜摩擦力做正功,滑動(dòng)摩擦力不做功 D.靜摩擦力做負(fù)功,滑動(dòng)摩擦力做正功,,3.(2018福建閩粵聯(lián)合體聯(lián)考)如圖所示,質(zhì)量相同的兩物體從同一高度由靜止開始運(yùn)動(dòng),A沿著固定在地面上的光滑斜面下滑,B做自由落體運(yùn)動(dòng)。兩物體分別到達(dá)地面時(shí),下列說法正確的是( D ) A.重力的平均功率PAPBB.重力的平均功率PA=PB C.重力的瞬時(shí)功率PA=PBD.重力的瞬時(shí)功率PA
4、在O點(diǎn),另一端拴一小球,拉起小球使輕繩水平,然后無初速度釋放小球。如圖所示,小球從開始運(yùn)動(dòng)至輕繩到達(dá)豎直位置的過程中,小球重力的瞬時(shí)功率的變化情況是( C ) A.一直增大 B.一直減小 C.先增大后減小D.先減小后增大,,考點(diǎn)一對功的正負(fù)判斷和計(jì)算,考點(diǎn)突破,1.判斷力是否做功及做正、負(fù)功的方法,2.功的計(jì)算方法 (1)恒力做功 (2)變力做功 用動(dòng)能定理:W=m-m。,當(dāng)變力的功率P一定時(shí),可用W=Pt求功,如機(jī)車恒功率啟動(dòng)時(shí)。 將變力做功轉(zhuǎn)化為恒力做功: 當(dāng)力的大小不變,而方向始終與運(yùn)動(dòng)方向相同或相反時(shí),這類力的功等于力和路程(不是位移)的乘積。如滑動(dòng)摩擦力做功、空氣阻力做功等。 (3
5、)總功的計(jì)算 先求物體所受的合外力,再求合外力的功; 先求每個(gè)力做的功,再求各功的代數(shù)和。,例1(多選)在如圖所示的四種情況中,A、B兩物體相對靜止,一起向右運(yùn)動(dòng),則( BCD ),A.在甲圖中,A、B間摩擦力對A做正功 B.在乙圖中,A、B間摩擦力對B做負(fù)功 C.在丙圖中,A、B間摩擦力對B做正功 D.在丁圖中,A、B間摩擦力對A做負(fù)功,,解析甲圖中a=0,故A、B間無摩擦力,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。乙圖中,A受摩擦力方向與a方向相同,向右,故A對B的摩擦力方向向左,與B運(yùn)動(dòng)方向相反,對B做負(fù)功,即B項(xiàng)正確。丙圖中a=0,故A受摩擦力方向向左,A對B的摩擦力方向向右,對B做正功,即C項(xiàng)正確。丁圖中A對B
6、的摩擦力方向向右,則B對A的摩擦力方向向左,對A做負(fù)功,故D正確。,考向1對功的正、負(fù)的判斷 1.一輛正沿平直路面行駛的車廂內(nèi),一個(gè)面向車前進(jìn)方向站立的人對車廂壁施加水平推力F,在車前進(jìn)s的過程中,下列說法正確的是( B ),A.當(dāng)車勻速前進(jìn)時(shí),人對車做的總功為正功 B.當(dāng)車加速前進(jìn)時(shí),人對車做的總功為負(fù)功 C.當(dāng)車減速前進(jìn)時(shí),人對車做的總功為負(fù)功 D.不管車如何運(yùn)動(dòng),人對車做的總功都為零,,解析人對車施加了三個(gè)力,分別為壓力、推力F、靜摩擦力f,根據(jù)力做功的公式及作用力和反作用力的關(guān)系判斷做正功還是負(fù)功。當(dāng)車勻速前進(jìn)時(shí),人對車廂壁的推力F做的功為WF=Fs,靜摩擦力做的功為Wf=-fs,人處
7、于平衡狀態(tài),根據(jù)作用力與反作用力的關(guān)系可知,F=f,則人對車做的總功為零,故A錯(cuò)誤;當(dāng)車加速前進(jìn)時(shí),人處于加速狀態(tài),車廂對人的靜摩擦力f向右且大于車廂壁對人的作用力F,所以人對車廂的靜摩擦力f向左,靜摩擦力做的功Wf=-fs,人對車廂的推力F方向向右,做的功為WF=Fs,因?yàn)閒F,所以人對車做的總功為負(fù)功,故B正確,D錯(cuò)誤;同理可以 證明當(dāng)車減速前進(jìn)時(shí),人對車做的總功為正功,故C錯(cuò)誤。,考向2恒力做功的求解 2.(2019廣東廣州執(zhí)信中學(xué)期中)如圖所示,水平路面上有一輛質(zhì)量為M的汽車,車廂中有一個(gè)質(zhì)量為m的人正用恒力F向前推車廂,在車以加速度a向前加速行駛距離L的過程中,下列說法正確的是( A
8、 ),A.人對車的推力F做的功為FL B.人對車做的功為maL C.車對人的作用力大小為ma D.車對人的摩擦力做的功為(F-ma)L,,解析根據(jù)功的公式可知,人對車的推力做的功為WF=FL,故A正確;由牛頓第二定律可知,在水平方向上,車對人的作用力為F=ma,人對車的作用力為-ma,故人對車做的功為W=-maL,B錯(cuò)誤;因車在豎直方向?qū)θ诉€有支持力,大小等于mg,故車對人的作用力大小為F1=,C 錯(cuò)誤;對人,由牛頓第二定律得Ff-F=ma,解得Ff=ma+F,故車對人的摩擦力做的功為=FfL=(F+ma)L,D錯(cuò)誤。,考向3變力做功的求解 3.(多選)(2019安徽安慶期末)如圖所示,擺球質(zhì)
9、量為m,懸線長度為L,把懸線拉到水平位置后放手。設(shè)在擺球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中空氣阻力的大小F阻不變,則下列說法正確的是( ABD ),A.重力做功為mgL B.懸線的拉力做功為0 C.空氣阻力做功為-mgL D.空氣阻力做功為-F阻L,,解析擺球下落過程中,重力做功為mgL,A正確;懸線的拉力方向始終與速度方向垂直,故懸線拉力做功為0,B項(xiàng)正確;空氣阻力的大小不變,方向始終與速度方向相反,故空氣阻力做功為-F阻L,C項(xiàng)錯(cuò)誤,D 項(xiàng)正確。,【方法總結(jié)】變力做功的六種計(jì)算方法,續(xù)表,考點(diǎn)二功率的理解和計(jì)算,1.平均功率的計(jì)算方法 利用 =。 利用 =F cos ,其中 為物體運(yùn)動(dòng)的平均速度,F
10、為恒力。 2.瞬時(shí)功率的計(jì)算方法 (1)利用公式P=Fv cos ,其中v為t時(shí)刻的瞬時(shí)速度。 (2)P=FvF,其中vF為物體的速度v在力F方向上的分速度。 (3)P=Fvv,其中Fv為物體受到的外力F在速度v方向上的分力。,1.(多選)(2018課標(biāo),19,6分)地下礦井中的礦石裝在礦車中,用電機(jī)通過豎井運(yùn)送到地面。某豎井中礦車提升的速度大小v隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖所示,其中圖線分別描述兩次不同的提升過程,它們變速階段加速度的大小都相同;兩次提升的高度相同,提升的質(zhì)量相等。不考慮摩擦阻力和空氣阻力。對于第次和第次提升過程(),A.礦車上升所用的時(shí)間之比為45 B.電機(jī)的最大牽引力之比為21
11、 C.電機(jī)輸出的最大功率之比為21 D.電機(jī)所做的功之比為45,答案AC在v-t圖像中,圖線的斜率表示物體運(yùn)動(dòng)的加速度,而兩次提升過程變速階段加速度的大小都相同,即在v-t圖像中,它們變速階段對應(yīng)的圖線要么重合,要么平行,由圖中幾何關(guān)系可得:第次所用時(shí)間t= t0,即礦車上升所用時(shí)間之比為45,選項(xiàng)A正確;對礦車受力分析可知,當(dāng)?shù)V車向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),電機(jī)的牽引力最大,即F-mg=ma,得F=mg+ma,即最大牽引力之比為11,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;在第次提升過程中,電機(jī)輸出的最大功率P1=(mg+ma)v0,在第次提升過程中,電機(jī)輸出的最大功,率P2=(mg+ma)v0,即=,選項(xiàng)C正確;對兩次提
12、升過程,由動(dòng)能定 理可知W-mgh=0,即=,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。,2.(2017福建莆田質(zhì)檢)如圖所示,乒乓球運(yùn)動(dòng)員用同一個(gè)乒乓球兩次發(fā)球,乒乓球恰好在等高處水平向左越過球網(wǎng),乒乓球從最高點(diǎn)落到臺(tái)面的過程中(不計(jì)乒乓球的旋轉(zhuǎn)和空氣阻力),下列說法正確的 是( C ),A.球第1次過網(wǎng)時(shí)的速度小于第2次的 B.球第1次的速度變化量小于第2次的 C.球兩次落到臺(tái)面時(shí)重力的瞬時(shí)功率相等 D.球兩次落到臺(tái)面過程中重力的平均功率不相等,,解析乒乓球從最高點(diǎn)落到臺(tái)面的過程中,球兩次下落的高度相同,由h=gt2可知下落的時(shí)間相等,因球第1次比第2次通過的水平位移大,根 據(jù)x=vt可知,球第1次過網(wǎng)時(shí)的速度大于第2
13、次過網(wǎng)時(shí)的速度,故A錯(cuò)誤。乒乓球從最高點(diǎn)落到臺(tái)面的過程中做平拋運(yùn)動(dòng),在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),故速度變化量只與豎直方向的速度有關(guān),由v=gt可得兩次的速度變化量相等,B錯(cuò)誤。重力的瞬時(shí)功率P=mgvy,兩次落地時(shí)球的豎直方向的速度相等,故球兩次落到臺(tái)面時(shí)重力的瞬時(shí)功率相等,C正確。平均功率等于功除以時(shí)間,球兩次落到臺(tái)面過 程中重力做的功相同,時(shí)間相同,重力的平均功率相同,D錯(cuò)誤。,考點(diǎn)三機(jī)車啟動(dòng)問題,1.兩種啟動(dòng)方式的比較,續(xù)表,2.三個(gè)重要關(guān)系式 (1)無論哪種啟動(dòng)過程,機(jī)車的最大速度都等于其勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度。 (2)機(jī)車以恒定加速度啟動(dòng)的運(yùn)動(dòng)過程中,勻加速過程結(jié)束
14、時(shí)功率最大,速度不是最大,即v=
15、vm,此時(shí)牽引力與阻力相等,故最大速度為 vm=== m/s=12 m/s v=5 m/s時(shí)的牽引力 F1== N=1.2104 N, 由F1-Ff=ma得:a== m/s2=1.4 m/s2。,(2)當(dāng)汽車以a=0.5 m/s2的加速度啟動(dòng)時(shí)的牽引力 F2=ma+Ff=(5 0000.5+0.1510310) N=7 500 N 勻加速運(yùn)動(dòng)能達(dá)到的最大速度為 vm== m/s=8 m/s 由于此過程中汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng),滿足vm=at 故勻加速過程能維持的時(shí)間t== s=16 s。,考向1以恒定功率啟動(dòng)方式的求解 1.某車以相同的功率在兩種不同的水平路面上行駛,受到的阻力分別為車重的k1和
16、k2倍,最大速率分別為v1和v2,則( B ) A.v2=k1v1B.v2=v1C.v2=v1D.v2=k2v1,解析車以最大速率行駛時(shí),牽引力F等于阻力f,即F=f=kmg。由P=k1mgv1及P=k2mgv2,得v2=v1,故B正確。,,考向2以恒定牽引力啟動(dòng)方式的求解 2.(多選)質(zhì)量為2103 kg的汽車由靜止開始沿平直公路行駛,行駛過程中牽引力F和車速倒數(shù)的關(guān)系圖像如圖所示。已知行駛過程中最大 車速為30 m/s,設(shè)阻力恒定,則( CD ),A.汽車所受阻力為6103 N B.汽車在車速為5 m/s時(shí),加速度為3 m/s2 C.汽車在車速為15 m/s時(shí),加速度為1 m/s2 D.汽
17、車在行駛過程中的最大功率為6104 W,,解析當(dāng)牽引力等于阻力時(shí),汽車的速度最大,由圖線可知阻力大小Ff=2103 N,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;F-圖像中傾斜圖線的斜率表示功率,可知P額 =Ffvm=210330 W=6104 W,故D項(xiàng)正確;由圖可知,車速為5 m/s時(shí),汽車的牽引力F1=6103 N,則汽車的加速度a1== m/s2=2 m /s2,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)車速為15 m/s時(shí),汽車的牽引力F2== N=4103 N,則加速度a2== m/s2=1 m/s2,故C項(xiàng)正確。,名師點(diǎn)撥,變力做功問題 例3(多選)如圖所示,n個(gè)完全相同、邊長足夠小且互不粘連的小方塊依次排列,總長度為l,總質(zhì)量為M,它
18、們一起以速度v在光滑水平面上滑動(dòng),某時(shí)刻開始滑上粗糙水平面。小方塊與粗糙水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,若小方塊恰能完全進(jìn)入粗糙水平面,則摩擦力對所有小方塊所做功的數(shù)值為( AC ),熱點(diǎn)題型探究,A.Mv2B.Mv2 C.MglD.Mgl,,解析小方塊恰能完全進(jìn)入粗糙水平面,說明小方塊全部進(jìn)入粗糙水平面后速度為零。以所有小方塊為研究對象,由動(dòng)能定理可知,所有小方塊克服摩擦力做的功Wf=Mv2,A項(xiàng)正確;由題意可知,所有小方塊 所受摩擦力的大小與小方塊的位移成正比,所有小方塊開始所受摩擦力為0,最大時(shí)為Mg,故所有小方塊所受的平均摩擦力=Mg,位移為l, 則所有小方塊克服摩擦力做的功Wf=
19、Mgl,C項(xiàng)正確。,1.如圖所示,固定的光滑豎直桿上套著一個(gè)滑塊,用輕繩系著滑塊繞過光滑的定滑輪,以大小恒定的拉力F拉繩,使滑塊從A點(diǎn)起由靜止開始上升。若從A點(diǎn)上升至B點(diǎn)和從B點(diǎn)上升至C點(diǎn)的過程中拉力F做的功分別為W1和W2,滑塊經(jīng)B、C兩點(diǎn)的動(dòng)能分別為EkB和EkC,圖中AB=BC,則( A ),A.W1W2 B.W1
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