2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第16講 功 功率課件 新人教版.ppt

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考點(diǎn)分階突破 高考模擬演練 教師備用習(xí)題 考綱解讀 第16講 考點(diǎn)一恒力和合力做功的計(jì)算 知能必備 1 定義 力對(duì)物體做的功 等于的大小 的大小 與之間夾角的余弦三者的乘積 2 做功的兩要素 力和物體在發(fā)生的位移 3 定義式 W 僅適用于做功 功的單位為 功是 選填 矢 或 標(biāo) 量 4 物理意義 功是轉(zhuǎn)化的量度 正功表示做功 負(fù)功表示做功 功的正負(fù)不表示功的大小 僅說明能量的轉(zhuǎn)化方向 一個(gè)力對(duì)物體做負(fù)功 一般表述為物體該力做功 力 位移 力 位移 力的方向上 Flcos 恒力 焦耳 J 標(biāo) 能量 動(dòng)力 阻力 克服 考向探究 1 正 負(fù)功的判斷 一人乘電梯從1樓到20樓 在此過程中經(jīng)歷了先加速 后勻速 再減速的運(yùn)動(dòng)過程 則電梯支持力對(duì)人做功情況是 A 加速時(shí)做正功 勻速時(shí)不做功 減速時(shí)做負(fù)功B 加速時(shí)做正功 勻速和減速時(shí)做負(fù)功C 加速和勻速做正功 減速時(shí)做負(fù)功D 始終做正功 答案 D 解析 電梯對(duì)人的支持力豎直向上 加速 勻速 減速過程的位移均向上 支持力始終做正功 2 恒力做功的計(jì)算 如圖16 1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 人對(duì)車的推力F做的功為FLB 人對(duì)車做的功為maLC 車對(duì)人的作用力大小為maD 車對(duì)人的摩擦力做的功為 F ma L 圖16 1 答案 A 3 做功與路徑的關(guān)系 多選 把一個(gè)物體豎直向上拋出去 該物體上升的最大高度是h 若物體的質(zhì)量為m 所受的空氣阻力大小恒為f 則在物體從被拋出到落回拋出點(diǎn)的全過程中 重力加速度為g A 重力所做的功為0B 重力所做的功為2mghC 空氣阻力做的功為0D 空氣阻力做的功為 2fh 答案 AD 解析 物體從被拋出到落回拋出點(diǎn)的全過程中 初 末位置相同 高度差為0 所以重力做功為0 選項(xiàng)A正確 選項(xiàng)B錯(cuò)誤 物體在上升的過程中 空氣阻力做功為 fh 在下降的過程中 空氣阻力做功為 fh 則整個(gè)過程中空氣阻力做功為 2fh 選項(xiàng)C錯(cuò)誤 選項(xiàng)D正確 4 合力做的功 物體在水平方向上受到兩個(gè)相互垂直 大小分別為3N和4N的恒力作用 從靜止開始運(yùn)動(dòng)10m 每個(gè)力做的功和這兩個(gè)力的合力做的總功分別為 A 30J 40J 70JB 30J 40J 50JC 18J 32J 50JD 18J 32J 36 7J 答案 C 解析 合力大小為5N 合力方向即合位移方向 其與3N的力的夾角 1 53 與4N的力的夾角 2 37 各個(gè)力及合力做功分別為W1 F1lcos 1 18J W2 F2lcos 2 32J W合 50J C正確 特別提醒 1 公式W Flcos 的應(yīng)用 W Flcos 是恒力做功的計(jì)算式 對(duì)變力做功的計(jì)算不適用 恒力做功多少只與F l及二者夾角余弦有關(guān) 而與物體的加速度大小 速度大小 運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)短等都無關(guān) 即與物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)無關(guān) 同時(shí)還與有無其他力做功也無關(guān) 公式W Flcos 中的l是物體相對(duì)于地面的位移 而不是相對(duì)于和它接觸的物體的位移 2 正功與負(fù)功的判斷 3 合力做功的計(jì)算 合力做的功等于各力做功的代數(shù)和 即W合 W1 W2 W3 先求出物體受到的合力F合 再由W合 F合lcos 求解 但應(yīng)注意 應(yīng)為合力與位移l的夾角 F合在運(yùn)動(dòng)過程中保持不變 考點(diǎn)二變力做功的計(jì)算 知能必備 1 微元法 將物體的位移分割成許多小段 每一小段上作用在物體上的力可以視為恒力 這樣就將變力做功轉(zhuǎn)化為在無數(shù)多個(gè)無窮小的位移上的恒力所做元功的代數(shù)和 此法常應(yīng)用于求解大小不變 方向改變的變力做功問題 2 轉(zhuǎn)化法 通過轉(zhuǎn)換研究的對(duì)象 有時(shí)可將變力做功轉(zhuǎn)化為恒力做功 用W Flcos 求解 此法常常應(yīng)用于輕繩通過定滑輪拉物體的問題中 答案 C 答案 C 答案 D 圖16 4 答案 A 特別提醒 求力做功時(shí) 一定要注意分析是求恒力做的功還是求變力做的功 如果是求變力做的功 看能否轉(zhuǎn)化為求恒力做功的問題 不能轉(zhuǎn)化的 還可以借助微元法 圖像法 平均值法 功能關(guān)系法等求解 考點(diǎn)三功率的計(jì)算 知能必備 1 定義 功與完成這些功所用時(shí)間的 2 物理意義 描述力對(duì)物體 3 分類 1 平均功率P 2 瞬時(shí)功率P 為F與v的夾角 v為平均速度 則P為 v為瞬時(shí)速度 則P為 比值 做功的快慢 Fvcos 平均功率 瞬時(shí)功率 考向探究 例1 2017 連云港三模 如圖16 5所示 四個(gè)相同的小球A B C D 其中A B C位于同一高度h處 A做自由落體運(yùn)動(dòng) B沿光滑斜面由靜止滑下 C做平拋運(yùn)動(dòng) D從地面開始做斜拋運(yùn)動(dòng) 其運(yùn)動(dòng)的最大高度也為h 在每個(gè)小球落地的瞬間 其重力的功率分別為PA PB PC PD 下列關(guān)系式正確的是 A PA PB PC PDB PA PC PB PDC PA PC PD PBD PA PC PD PB 圖16 5 特別提醒 考點(diǎn)四機(jī)車的啟動(dòng)問題 知能必備 1 模型一以恒定功率啟動(dòng) 1 動(dòng)態(tài)過程 圖16 7 2 啟動(dòng)過程的速度 時(shí)間圖像如圖16 8所示 圖16 8 2 模型二以恒定加速度啟動(dòng) 1 動(dòng)態(tài)過程 2 啟動(dòng)過程的速度 時(shí)間圖像如圖16 10所示 圖16 9 圖16 10 考向探究 例2一列火車總質(zhì)量m 500t 發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率P 6 105W 在軌道上行駛時(shí) 軌道對(duì)列車的阻力f是車重的1 g取10m s2 1 求列車在水平軌道上行駛的最大速度 2 在水平軌道上 發(fā)動(dòng)機(jī)以額定功率P工作 求當(dāng)行駛速度為v1 1m s和v2 10m s時(shí) 列車的瞬時(shí)加速度a1 a2的大小 3 列車在水平軌道上以36km h的速度勻速行駛時(shí) 求發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率P 4 若列車從靜止開始保持0 5m s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng) 求這一過程維持的最長(zhǎng)時(shí)間 答案 1 12m s 2 1 1m s20 02m s2 3 5 105W 4 4s 特別提醒 高考真題 1 2017 全國(guó)卷 如圖16 14所示 一光滑大圓環(huán)固定在桌面上 環(huán)面位于豎直平面內(nèi) 在大圓環(huán)上套著一個(gè)小環(huán) 小環(huán)由大圓環(huán)的最高點(diǎn)從靜止開始下滑 在小環(huán)下滑的過程中 大圓環(huán)對(duì)它的作用力 A 一直不做功B 一直做正功C 始終指向大圓環(huán)圓心D 始終背離大圓環(huán)圓心 圖16 14 答案 A 答案 A 3 2015 全國(guó)卷 一汽車在平直公路上行駛 從某時(shí)刻開始計(jì)時(shí) 發(fā)動(dòng)機(jī)的功率P隨時(shí)間t的變化如圖16 16所示 假定汽車所受阻力的大小f恒定不變 下列描述該汽車的速度v隨時(shí)間t變化的圖線中 可能正確的是 圖16 16 圖16 17 4 多選 2017 江西鷹潭期末 如圖16 18所示 質(zhì)量為m的滑塊放在斜面體的光滑斜面上 斜面體與水平面間的摩擦力不計(jì) 在滑塊從斜面頂端滑到斜面底端的過程中 A 重力對(duì)滑塊做功B 滑塊受到斜面的支持力與斜面垂直 所以支持力對(duì)滑塊不做功C 斜面對(duì)滑塊的支持力對(duì)滑塊做負(fù)功D 滑塊對(duì)斜面的壓力對(duì)斜面做正功 精選模擬 圖16 18 1 如圖所示 質(zhì)量為m的物體靜止在傾角為 的斜面上 物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 現(xiàn)使斜面水平向左勻速移動(dòng)距離l 物體始終與斜面保持相對(duì)靜止 則在斜面水平向左勻速運(yùn)動(dòng)距離l的過程中 重力加速度為g A 摩擦力對(duì)物體做的功為 mglcos B 斜面對(duì)物體的彈力做的功為mglsin cos2 C 重力對(duì)物體做的功為mglD 斜面對(duì)物體做的功為0 2 兩個(gè)相互垂直的力F1和F2作用在同一物體上 使物體運(yùn)動(dòng) 物體通過一段位移時(shí) 力F1對(duì)物體做功4J 力F2對(duì)物體做功3J 則力F1與F2的合力對(duì)物體做的功為 A 7JB 5JC 3 5JD 1J 答案 A 解析 功是標(biāo)量 標(biāo)量相加減遵循算術(shù)加減法 故總功為7J 選項(xiàng)A正確 答案 B 4 汽車以恒定功率沿公路做直線運(yùn)動(dòng) 途中通過一塊沙地 汽車在公路及沙地上所受阻力均為恒力 且在沙地上受到的阻力大于在公路上受到的阻力 汽車在駛?cè)肷车厍耙炎鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng) 它在駛?cè)肷车氐今偝錾车睾蟮囊欢螘r(shí)間內(nèi) 位移s隨時(shí)間t的變化關(guān)系可能是 6 多選 2016 甘肅天水一中期中 某汽車從靜止開始以加速度a勻加速啟動(dòng) 最后做勻速運(yùn)動(dòng) 已知汽車的質(zhì)量為m 額定功率為P 勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度為v1 勻速運(yùn)動(dòng)的速度為vm 所受阻力為f 下圖是反映汽車的速度隨時(shí)間及加速度 牽引力和功率隨速度變化的圖像 其中正確的是 7 多選 如圖所示 一物體分別沿三個(gè)傾角不同的固定光滑斜面由靜止開始從頂端下滑到底端C D E處 下列說法正確的是 A 物體沿斜面AC下滑的過程中加速度最大B 物體沿斜面AE下滑的過程中重力的平均功率最大C 物體在三個(gè)斜面上到達(dá)底端時(shí)的速度相同D 物體沿斜面AE下滑到底端時(shí)重力的瞬時(shí)功率最小