2020高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第13講 功 功率學(xué)案新人教版.docx
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第13講功功率一、功1.力做功的兩個要素:力和物體在發(fā)生的位移.2.定義式:W=,僅適用于做功,功的單位為,功是量.3.物理意義:功是轉(zhuǎn)化的量度.二、功率1.定義:力對物體做的功與所用的比值.2.物理意義:功率是描述力對物體做功的物理量.3.公式:(1)P=Wt,P為時間t內(nèi)的功率.(2)P=Fvcos(為F與v的夾角):v為平均速度時,則P為;v為瞬時速度時,則P為.4.發(fā)動機(jī)功率:P=.(通常不考慮力與速度夾角).【辨別明理】(1)運(yùn)動員起跳離地之前,地面對運(yùn)動員做正功.()(2)作用力做正功時,其反作用力一定做負(fù)功.()(3)靜摩擦力不可能對物體做功.()(4)相互垂直的兩個力分別對物體做功為4J和3J,則這兩個力的合力做功為5J.()(5)機(jī)車發(fā)動機(jī)的功率P=Fv,F為牽引力,并非機(jī)車所受的合力.()(6)汽車上坡時換成低擋位,其目的是減小速度以便獲得較大的牽引力.()考點(diǎn)一功的正負(fù)的判斷和計算考向一功的正負(fù)的判斷(1)恒力做功的判斷:若物體做直線運(yùn)動,則依據(jù)力與位移的夾角來判斷.(2)曲線運(yùn)動中功的判斷:若物體做曲線運(yùn)動,則依據(jù)F與v的夾角來判斷.當(dāng)090時,力對物體做正功;當(dāng)90180時,力對物體做負(fù)功;當(dāng)=90時,力對物體不做功.(3)依據(jù)能量變化來判斷:根據(jù)功是能量轉(zhuǎn)化的量度,若有能量轉(zhuǎn)化,則一定有力對物體做功.此法常用于兩個相聯(lián)系的物體之間的相互作用力做功的判斷.例1(多選)分析下列三種情況下各力做功的情況:如圖13-1甲所示,光滑水平面上有一光滑斜面體b,物塊a從斜面頂端由靜止開始下滑過程;人造地球衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)行,由圖乙中的a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的過程;小車M靜止在光滑水平軌道上,球m用細(xì)線懸掛在車上,由圖丙中的位置無初速度釋放,小球下擺過程.下列說法中正確的是()圖13-1A.物塊a下滑過程中斜面對物塊不做功B.萬有引力對衛(wèi)星做正功C.細(xì)線的拉力對小車做正功D.細(xì)線的拉力對小球做負(fù)功變式題人教版必修2改編如圖13-2所示,光滑水平地面上有質(zhì)量分別為m1和m2的兩個物體,m1W2B.W1W2B.W1W2C.W1=W2D.無法確定W1和W2的大小關(guān)系考向四“平均力”求變力做功當(dāng)力的方向不變而大小隨位移線性變化時,可先求出力對位移的平均值F=F1+F22,再由W=Flcos計算,如彈簧彈力做功.例6把長為l的鐵釘釘入木板中,每打擊一次給予的能量均為E0,已知釘子在木板中遇到的阻力與釘子進(jìn)入木板的深度成正比,比例系數(shù)為k,則此釘子全部進(jìn)入木板需要打擊的次數(shù)為()A.2kl2E0B.kl24E0C.kl2E0D.kl22E0要點(diǎn)總結(jié)除了以上變力做功形式,還存在其他變力做功情況,平時要注意多總結(jié).(1)用功率求功:機(jī)車類發(fā)動機(jī)保持功率P恒定做變速運(yùn)動時,牽引力是變力,牽引力做的功W=Pt.(2)恒力做功和變力做功均可應(yīng)用動能定理求解(詳見下一講).考點(diǎn)三功率的分析與計算求解功率問題時,要明確是求平均功率還是求瞬時功率,一般情況下平均功率用P=Wt,求解,瞬時功率用P=Fvcos求解.1.平均功率的計算方法(1)利用P=Wt.(2)利用P=Fvcos,其中v為物體運(yùn)動的平均速度.2.瞬時功率的計算方法(1)利用公式P=Fvcos,其中v為物體的瞬時速度.(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為物體受的外力F在速度v方向上的分力.例7(多選)如圖13-8所示,將完全相同的四個小球1、2、3、4分別從同一高度由靜止釋放(圖甲、丙、丁)和平拋(圖乙),其中圖丙、丁分別是傾角為45和60的光滑斜面,不計空氣阻力,則下列對四種情況下相關(guān)物理量的比較正確的是()圖13-8A.落地時間t1=t2t3P4P3變式題我國科學(xué)家正在研制航母艦載機(jī)使用的電磁彈射器.艦載機(jī)總質(zhì)量為3.0104kg,設(shè)起飛過程中發(fā)動機(jī)的推力恒為1.0105N,彈射器有效作用長度為100m,推力恒定,要求艦載機(jī)在水平彈射結(jié)束時速度大小達(dá)到80m/s.彈射過程中艦載機(jī)所受總推力為彈射器和發(fā)動機(jī)推力之和,假設(shè)所受阻力為總推力的20%,則下列說法錯誤的是()A.彈射器的推力大小為1.1106NB.彈射器對艦載機(jī)所做的功為1.1108JC.彈射器對艦載機(jī)做功的平均功率為8.8107WD.艦載機(jī)在彈射過程中的加速度大小為32m/s2要點(diǎn)總結(jié)計算功率的基本思路:(1)首先要弄清楚計算的是平均功率還是瞬時功率.(2)平均功率與一段時間(或過程)相對應(yīng),計算時應(yīng)明確是哪個力在哪段時間(或過程)內(nèi)做功的平均功率.(3)瞬時功率計算時應(yīng)明確是哪個力在哪個時刻(或狀態(tài))的功率,求解瞬時功率時,如果F與v不同向,可用力F乘力F方向的分速度或速度v乘速度v方向的分力求解.考點(diǎn)四機(jī)車啟動問題啟動方式恒定功率啟動恒定加速度啟動P-t圖和v-t圖OA段過程分析vF=P額va=F-fma=F-fm不變F不變,vP=Fv達(dá)到最大P=P額=Fv1運(yùn)動性質(zhì)加速度減小的加速運(yùn)動勻加速直線運(yùn)動,維持時間t0=v1a=P額(f+ma)aAB段過程分析F=fa=0vm=P額fvF=P額va=F-fm運(yùn)動性質(zhì)速度vm=P額f的勻速直線運(yùn)動加速度減小的加速運(yùn)動BC段過程分析F=fa=0vm=P額f運(yùn)動性質(zhì)速度vm=P額f的勻速直線運(yùn)動轉(zhuǎn)折點(diǎn)在轉(zhuǎn)折點(diǎn)A,牽引力與阻力大小相等,加速度為零,速度達(dá)到最大,為vm=P額f在轉(zhuǎn)折點(diǎn)A,功率達(dá)到額定功率,勻加速運(yùn)動結(jié)束,此時v1=P額f+ma;在轉(zhuǎn)折點(diǎn)B,速度達(dá)到最大,為vm=P額f圖13-9例8如圖13-9所示是某中學(xué)科技小組制作的利用太陽能驅(qū)動小車的裝置.太陽光照射到小車上方的光電板,光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動機(jī)帶動小車前進(jìn).若小車在平直的水泥路上從靜止開始加速行駛,經(jīng)過時間t前進(jìn)距離s,速度達(dá)到最大值vm,設(shè)這一過程中電動機(jī)的功率恒為P,小車所受阻力恒為f,則()A.小車先勻加速運(yùn)動,達(dá)到最大速度后開始勻速運(yùn)動B.這段時間內(nèi)電動機(jī)所做的功為PtC.這段時間內(nèi)電動機(jī)所做的功為12mvm2D.這段時間內(nèi)電動機(jī)所做的功為12mvm2-fs圖13-10變式題如圖13-10所示為汽車在水平路面上啟動過程中的v-t圖像,Oa為過原點(diǎn)的傾斜直線,ab段表示以額定功率行駛時的加速階段,bc段是與ab段相切的水平直線,下列說法正確的是()A.0t1時間內(nèi)汽車以恒定功率做勻加速運(yùn)動B.t1t2時間內(nèi)的平均速度為v1+v22C.t1t2時間內(nèi)汽車牽引力做功等于12mv22-12mv12D.在全過程中t1時刻的牽引力及其功率都是最大值建模點(diǎn)撥(1)無論哪種啟動過程,機(jī)車的最大速度都等于其勻速運(yùn)動時的速度,即vm=Pf.(2)機(jī)車以恒定加速度啟動時,勻加速過程結(jié)束時功率達(dá)到最大,但速度不是最大,即v1=PFvm=Pf.(3)機(jī)車以恒定功率運(yùn)行時,牽引力做的功W=Pt,由動能定理得Pt-fx=Ek,用該式可求解機(jī)車以恒定功率啟動過程的位移或速度問題.- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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