广东省高考物理一轮复习51《功和功率》.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/10/3,#,第1页,考,点,点,击,1.,功和功率,2.,动能和动能定理,3.,重力做功与重力势能,4.,功效关系、机械能守恒定律及其应用,5.,动量、动量守恒定律及其应用,第2页,考,点,点,击,6.,弹性碰撞和非弹性碰撞,7.,试验五：探究动能定理,8.,试验六：验证机械能守恒定律,9.,试验七：验证动量守恒定律,第3页,考,情,播,报,1.功、功率概念及计算，变力功分析,2.动能定理灵活应用,3.机械能守恒定律条件及灵活应用,4.几个惯用功效关系,5.各种功效关系与直线运动、圆周运动、电磁场中粒子,运动、电磁感应现象等相联络，综合考查学生获取信息、整合信息、应用力学规律解题能力,第4页,考,情,播,报,6.动量守恒与能量守恒综合利用是重点，也是高考热,点，用动量守恒定律分析碰撞、爆炸、反冲等实际问题也是考查热点,7.本章知识与生产、生活、科技前沿等联络，表示理论,联络实际能力考查,8.对探究性试验、验证性试验方法过程及数据处理技,巧考查.,第5页,第6页,第7页,第8页,本章包含功和功率、重力势能、机械能守恒、能转化和守恒、动能定理，在高考中处于关键地位高考试题中选择题和计算题两种题型都有，以中等难度为主，是高考必考内容,复习中应在掌握动能定理、能量守恒基础上，加大与牛顿运动定律、运动合成与分解、平抛运动、圆周运动、万有引力定律、电磁学等关键内容综合训练，熟练地应用能量观点求解各种问题；还要亲密关注联络生活、生产实际，联络当代科学技术和能源环境保护问题,.,第9页,第10页,第11页,一、功,1,做功两个要素,(1),力；,(2),物体在,上发生位移,2,公式：,W,Fl,cos,，,是力和位移方向间夹角，此公,式只适合用于恒力做功,力方向,第12页,3,功正负意义,(1),功是,量，但有正负之分，正功表示动力对物体做,功，负功表示,对物体做功,(2),一个力对物体做负功，往往说成是物体,做,功,(,取绝对值,),标,阻力,克服这个力,第13页,4,功正负确实定,在公式,W,Fl,cos,中，,为,F,与,l,夹角,(1),若,0,，表示力对物体做,功,(2),若,90,，则,W,0,，表示力对物体,(3),若,90,180,，则,W,0,，表示力对物体做,功,正,不做功,负,第14页,功公式可有两种了解：一是力,“,F,”,乘以物体在力方向上发生位移,“,l,cos,”,；二是在位移,l,方向上力,“,F,cos,”,乘以位移,l,.,第15页,二、功率,1,定义：,功跟完成这些功所用,比值,2,物理意义：,功率表示做功,，功率大则做功,，,功率小则做功,3,计算式,(1),P,，,P,为时间,t,内,时间,快慢,快,慢,平均功率,(2),P,Fv,cos,第16页,4,额定功率：,机械在正常条件下能够,工作,功,率普通在机械铭牌上标明,5,实际功率：,机械,工作时输出功率要求小于等于,额定功率,长时间,最大,实际,第17页,(1),P,Fv,cos,能够了解为速度,v,与力沿速度方向分量,F,cos,乘积，也能够不分解力而分解速度，将公式了解为力,F,与速度沿力方向上分量,v,cos,乘积,(2),某一过程功率指平均功率，某一时刻功率指瞬时,功率,第18页,第19页,1,依据力和位移之间夹角判断，此法惯用于恒力做功,判断,2,依据力和瞬时速度之间夹角判断，此法惯用于判断,质点做曲线运动时变力做功夹角为锐角时力做正,功，夹角为钝角时力做负功，夹角为直角时力不做功,第20页,3,依据能量改变来判断，此法既适合用于恒力做功，也适,用于变力做功，关键应分析清楚能量转化情况根,据功是能量转化量度，若有能量转化，则必有力对,物体做功比如系统机械能增加，说明力对系统做,正功；假如系统机械能降低，则说明力对系统做负,功此法惯用于两个相联络物体之间相互作用力,做功判断,第21页,1,如图,5,1,1,所表示，小物块,A,位,于光滑斜面上，斜面位于光,滑水平面上，从地面上看，,小物块沿斜面下滑过程中，,斜面对小物块作用力,(,),A,垂直于接触面，做功为零,B,垂直于接触面，做功不为零,C,不垂直于接触面，做功为零,D,不垂直于接触面，做功不为零,第22页,解析：法一：,因斜面放在光滑水,平面上，当,A,下滑时，斜面在,A,压,力下将向右加速运动，,A,对地位移,如图所表示，斜面对,A,弹力方向垂直,于接触面，弹力,F,与,A,对地位移夹角大于,90,，所以斜面对小物块,A,作用力做负功，正确选项为,B.,第23页,法二：,从能量改变情况分析，小物块,A,与斜面组成系统机械能守恒，而斜面机械能增加了，故,A,机械能减小，小物块,A,只受弹力和重力，所以弹力对,A,一定做负功,B,选项正确,答案：,B,第24页,1,恒力做功,对恒力作用下物体运动，力对物体做功用,W,Fl,cos,求解,2,变力做功,(1),用动能定理,W,E,k,或功效关系,W,E,，即用能量增,量等效代换变力所做功,(,也可计算恒力功,),(2),当变力功率,P,一定时，可用,W,Pt,求功，如机车以恒定,功率开启时,第25页,(3),将变力做功转化为恒力做功,当力大小不变而方向一直与运动方向相同或相反时，这类力做功大小等于力和旅程,(,不是位移,),乘积如滑动摩擦力做功、空气阻力做功等,当力方向不变而大小随位移做线性改变时，可先求出力对位移平均值,F,，再由,W,Fl,cos,计算，如弹簧弹力做功,第26页,(4),作出变力,F,随位移,l,改变图象，图象与位移轴所围,“,积,”,即,为变力做功如图,5,1,2,所表示，图,(a),中阴,影部分面积表示恒力,F,做功,W,，图,(b),中阴影部分面积,表示变力,F,做功,W,.,第27页,3,总功求法,(1),总功等于协力功,先求出物体所受各力协力,F,合,，再依据,W,总,F,合,l,cos,计,算总功，但应注意,应是协力与位移,s,夹角,(2),总功等于各力做功代数和,分别求出每一个力做功：,W,1,F,1,l,1,cos,1,，,W,2,F,2,l,2,cos,2,，,W,3,F,3,l,3,cos,3,，,再把各个力做功求代数,和，即：,W,总,W,1,W,2,W,3,第28页,1,求功时要注意分清是求哪个力对哪个物体功，还是,求协力功,2,在求解总功时，第,(1),种情况普通用于各力都是恒力且,作用时间相同时，第,(2),种情况普通用于各力分别作用或作用时间不一样时,第29页,2,质量为,m,物体静止在倾角为,斜面上，用水平,推力使斜面向左水平匀速移动距离,s,，物体与斜面一直保持相对静止，如图,5,1,3,所表示求：,(1),m,所受各力对它做功各是多少？,(2),斜面对物体做功又是多少？,第30页,解析：,(1),对物体,m,进行受力分析如图所表示依据力平衡条件可得：支持力,F,N,mg,cos,，静摩擦力,F,f,mg,sin,，因,mg,、,F,N,、,F,f,均为恒力，由,W,Fl,cos,可得,第31页,重力做功,W,G,mg,cos90,0.,支持力做功,W,FN,mg,cos,l,cos(90,),mgl,sin,cos,.,静摩擦力做功,W,Ff,mg,sin,l,cos(180,),mgl,sin,cos,第32页,(2),斜面对物体作用力有两个，即支持力,F,N,和静摩擦力,F,f,，斜面对物体做功应是这两个力协力做功，也就等于这两个力做功代数和，故斜面对物体做功为,W,W,FN,W,Ff,0.,答案：,(1),看法析,(2)0,第33页,方式,过程,恒定功率开启,恒定加速度开启,过程,分析,阶段一：,v,F,a,阶段一：,a,不变,F,不变,v,P,Fv,，直到,P,P,额,Fv,m,第34页,方式,过程,恒定功率开启,恒定加速度开启,过程,分析,阶段二：,当FF阻时，a0v抵达最大值，PF阻vm,阶段二：,v,F,a,阶段三：,F,F,阻,时，,a,0,v,达最大值，,v,m,第35页,方式,过程,恒定功率开启,恒定加速度开启,运动规律,加速度逐步减小变加速直线运动(对应下列图OA段)；以vm做匀速直线运动(对应下列图中AB段),以加速度a做匀加速直线运动(对应下列图中OA段)，匀加速运动能维持时间t0 ；加速度逐步减小变加速直线运动(对应下列图中AB段)；以vm做匀速直线运动(对应下列图中BC段),v,t,图象,第36页,1,处理机车开启问题，首先要搞清是哪种开启方式，然后,采取分段处理法在匀加速运动阶段惯用牛顿第二定律和运动学公式结合分析，在非匀加速运动阶段普通用动能定理求解,2,在机车功率,P,Fv,中，,F,是指机车牵引力，而不是车,所受协力,第37页,3,(,广东高考,),为了响应国家,“,节能减排,”,号召，,某同学采取了一个家用汽车节能方法在符合安,全行驶要求情况下，经过降低汽车后备箱中放置,不惯用物品和控制加油量等办法，使汽车负载降低假设汽车以,72 km/h,速度匀速行驶时，负载改变前、后汽车受到阻力分别为,N,和,1950 N,，,请计算该方法使汽车发动机输出功率降低了多少？,第38页,解析：,v,72 km/h,20 m/s,，由,P,Fv,得,P,1,F,1,v,F,f,1,v,；,P,2,F,2,v,F,f,2,v,，故,P,P,1,P,2,(F,f,1,F,f,2,),v,110,3,W.,答案：,110,3,W,第39页,第40页,(,淄博模拟,),质量为,m,小车在水平恒力,F,推进下，从山坡,(,粗,糙,),底部,A,处由静止开始运动至高为,h,坡顶,B,，取得速度为,v,，,A,与,B,之间,水平距离为,x,，重力加速度为,g,.,下,列说法正确是,(,),第41页,A,小车克服重力所做功是,mgh,B,协力对小车做功是,mv,2,C,推力对小车做功是,mv,2,mgh,D,阻力对小车做功是,mv,2,mgh,Fx,第42页,思绪点拨,解答本题时应注意以下几点：,(1),某力做功和克服该力做功在表述上有符号差异；,(2),分清由,A,到,B,过程中都有哪些力做功以及它们符号；,(3),恒力功和变力功计算方法,第43页,课堂笔记,小车克服重力做功,W,Gh,mgh,，,A,选项正确；由动能定理，小车受到协力做功等于小车动能增量，,W,合,E,k,mv,2,，,B,选项正确；由动能定理，,W,合,W,推,W,重,W,阻,mv,2,，所以推力做功,W,推,mv,2,W,阻,W,重,mv,2,mgh,W,阻,，,C,选项错误；阻力对小车做功,W,阻,mv,2,W,推,W,重,mv,2,mgh,Fx,，,D,选项正确,答案,ABD,第44页,(1),求功时，首先要看清是恒力做功还是变力做功若是,求变力做功，是转化为恒力做功求，还是用功效关系,求，要确定好方法,(2),不注意过程分析，忽略阻力对小车做功，易错选,C.,第45页,(,宁夏高考,),质量为,m,物体静止在光滑水平面上，从,t,0,时刻开始受到水平力作用力,大小,F,与时间,t,关系如图,5,1,5,所,示，力方向保持不变，则,(,),第46页,A,3,t,0,时刻瞬时功率为,B,3,t,0,时刻瞬时功率为,C,在,t,0,到,3,t,0,这段时间内，水平力平均功率为,D,在,t,0,到,3,t,0,这段时间内，水平力平均功率为,第47页,思绪点拨,3,t,0,时刻瞬时功率应用,P,Fv,cos,求，而求,0,3,t,0,这段时间平均功率应用,P,.,第48页,课堂笔记,2,t,0,时速度,v,1,2,t,0,0,2,t,0,时间内位移,l,1,(2,t,0,),2,2,F,做功,W,1,F,0,l,1,2,3,t,0,时速度：,v,2,t,0,v,1,5 ,t,0,3,t,0,时刻瞬时功率：,P,3,F,0,v,2,15.,故,B,正确，,A,错,第49页,2,t,0,3,t,0,时间内位移,l,2,v,1,t,0,t,0,2,，,F,做功,W,2,3,F,0,l,2,.,0,3,t,0,时间内,F,平均功率,P,.,故,D,选项正确，,C,错,答案,BD,第50页,(1),首先要明确所求功率是平均功率还是瞬时功率，对应于,某一过程功率为平均功率，对应于某一时刻功率为瞬时功率,(2),求瞬时功率时，假如,F,与,v,不一样向，可用力,F,乘以,F,方向,分速度，或速度,v,乘以速度方向分力争解,(3),用,P,F,cos,求平均功率时，应轻易求得，如求匀变,速直线运动中某力平均功率,.,第51页,(15,分,)(,南通调研,),如,图,5,1,6,所表示，一个与平台连接,足够长斜坡倾角,sin,，,一辆卡车质量为,1 t,关闭发动机，,卡车从静止开始沿斜坡滑下，最大速度可达,120 km/h,，已知卡车运动过程中所受空气阻力和地面阻力与速度成正比，即,F,f,kv,.,第52页,(1),求出百分比系数,k,；,(2),现使卡车以恒定功率,P,沿斜坡向上行驶，到达最大速度为,54 km/h,，求功率,P,；,(3),当卡车开上平台后，继续保持此恒定功率行驶,40 s,，重新匀速行驶，求卡车开上平台后到匀速行驶过程中克服阻力所做功,第53页,思绪点拨,卡车沿斜面向下运动到达最大速度时、卡车沿斜面向上运动到达最大速度时和卡车在平台上匀速行驶时所受协力均为零；卡车在平台上运动至匀速行驶过程中，阻力为变力，可用动能定理或能量转化与守恒求阻力所做功,第54页,解题样板,(1),当卡车重力沿斜面向下分力等于阻力时，卡车速度到达最大,则,mg,sin,kv,m,(2,分,),得,k,10 Ns/m(1,分,),(2)F,f,1,kv,1,10 N,150 N(2,分,),F,F,f,1,mg,sin,(150,10,4,)N(2,分,),P,Fv,1,(150,10,4,)W,7250 W(2,分,),第55页,(3),当卡车开上平台后，设匀速行驶速度为,v,2,则,P,F,fv,2,kv,2,2,7250 W(2,分,),由,Pt,W,Ff,m,(,v,2,2,v,1,2,),得：,W,Ff,10,3,(),2,J,725040 J,410,4,J(2,分,),故卡车克服阻力做功为,410,4,J,(2,分,),答案,(1)10 Ns/m,(2)7250 W,(3)410,4,J,第56页,在分析汽车开启问题时，要先分清是恒定功率开启还是匀加速开启，匀加速开启时要分析清楚发动机功率是否到达额定功率，到达额定功率后汽车以恒定功率运动，牵引力随速度增大而减小，不能再用匀变速直线运动规律求解，而要结合动能定理分析,第57页,第58页,1,汽车在平直公路上行驶，某,一段时间内汽车功率随时间改变,如图,5,1,7,所表示，设汽车运动过程,中受到阻力不变，则在这一段时间,内汽车运动情况可能是,(,),A,汽车做匀速直线运动,B,汽车做匀加速直线运动,C,汽车做加速度增加加速直线运动,D,汽车做加速度减小加速直线运动,图,5,1,7,第59页,解析：,因为汽车功率保持不变，汽车在开启过程中，先做加速度减小加速运动，最终做匀速直线运动，故,A,、,D,正确，,B,、,C,错误,答案：,AD,第60页,2,一个,25 kg,小孩从高度为,3.0 m,滑梯顶端由静止开始,滑下，滑到底端时速度为,2.0 m/s.,取,g,10 m/s,2,，关于,力对小孩做功，以下结果正确是,(,),A,协力做功,50 J,B,阻力做功,500 J,C,重力做功,500 J D,支持力做功,50 J,第61页,解析：,重力做功,W,G,mgh,25103 J,750 J,，,C,错；小孩所受支持力方向上位移为零，故支持力做功为零，,D,错；协力做功,W,合,E,k,0,，即,W,合,mv,2,252,2,J,50 J,，,A,项正确；,W,G,W,阻,E,k,0,，故,W,阻,mgh,mv,2,750 J,50 J,700 J,，,B,项正确,答案：,A,第62页,3,(,广东理基,),物体在合外力作用下做直线运动,v,t,图象如图,5,1,8,所表示以下表述正确是,(,),A,在,0,1 s,内，合外力做正功,B,在,0,2 s,内，合外力总是做负功,C,在,1 s,2 s,内，合外力不做功,D,在,0,3 s,内，合外力总是做正功,图,5,1,8,第63页,解析：,依据动能定理，合外力做功等于物体动能改变，,0,1 s,内，动能增加，所以合外力做正功，,A,正确；,0,2 s,内动能先增加后降低，合外力先做正功后做负功，,B,错误；,1 s,2 s,内，动能降低，合外力做负功，,C,错误；,0,3 s,内，动能改变量为零，合外力做功为零，,D,错误,答案：,A,第64页,4,(,江门模拟,),两个完全相同小球,A,、,B,，,在某一高度处以相同大小初速度,v,0,分别,沿水平方向和竖直方向抛出，不计空气阻,力，如图,5,1,9,所表示，以下说法正确,是,(,),A,两小球落地时速度相同,B,两小球落地时，重力瞬时功率相同,C,从开始运动至落地，重力对两小球做功相同,D,从开始运动至落地，重力对两小球做功平均功率,相同,图,5,1,9,第65页,解析：,重力对两小球做功相同，两小球落地时动能大小相等，因而速度大小相等，但因为初速度方向不一样，落地时两小球速度方向不一样，重力瞬时速率,P,mgv,cos,，因为两小球速度与重力夹角不一样，重力瞬时功率不一样故,A,、,B,错误，,C,正确因为,A,小球平抛、,B,小球竖直上抛，运动时间不一样，故重力对两小球做功平均功率不等，,D,错误,答案：,C,第66页,5,(,上海高考,),质量为,510,3,kg,汽车在,t,0,时刻速度,v,0,10 m/s,，随即以,P,610,4,W,额定功率沿平直公路继续前进，经,72 s,到达最大速度，该汽车受恒定阻力，其大小为,2.510,3,N.,求：,(1),汽车最大速度,v,m,；,(2),汽车在,72 s,内经过旅程,s,.,第67页,解析：,(1),到达最大速度时，牵引力等于阻力,P,F,f,v,m,V,m,m/s,24 m/s.,(2),由动能定理可得,Pt,F,fs,mv,m,2,mv,0,2,第68页,所以,s,m,1252 m.,答案：,(1)24 m/s,(2)1252 m,第69页,