高考物理一輪復(fù)習(xí)方案 （高頻考點(diǎn)+熱點(diǎn)導(dǎo)練+歷年高考題）第5章 第1節(jié) 功 功率課件 新人教版

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1、第第1節(jié)節(jié)功功 功率功率考點(diǎn)考點(diǎn)1：力做功正、負(fù)的判斷：力做功正、負(fù)的判斷【例1】如圖511，物體沿弧形軌道滑下后進(jìn)入足夠長(zhǎng)的水平傳送帶，傳送帶以圖示方向勻速運(yùn)轉(zhuǎn)，則傳送帶對(duì)物體做功情況可能是()A始終不做功B先做正功后不做功C先做負(fù)功后做正功D先做負(fù)功后不做功圖511切入點(diǎn)：根據(jù)力與速度方向的關(guān)系判斷【解析】設(shè)傳送帶速度大小為v1，物體剛滑上傳送帶時(shí)的速度大小為v2. (1)當(dāng)v1=v2時(shí)，物體隨傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)，故傳送帶與物體之間不存在摩擦力，即傳送帶對(duì)物體始終不做功，A選項(xiàng)正確 (2)當(dāng)v1v2時(shí)，物體相對(duì)傳送帶向右運(yùn)動(dòng)，物體受到的滑動(dòng)摩擦力方向向左，則物體先做勻減速運(yùn)動(dòng)直到速度減為v

2、1，再做勻速運(yùn)動(dòng)，故傳送帶對(duì)物體先做負(fù)功后不做功，D選項(xiàng)正確 (3)當(dāng)v1v2時(shí)，物體相對(duì)傳送帶向左運(yùn)動(dòng)，物體受到的滑動(dòng)摩擦力方向向右，則物體先做勻加速運(yùn)動(dòng)直到速度達(dá)到v1，再做勻速運(yùn)動(dòng)，故傳送帶對(duì)物體先做正功后不做功，B選項(xiàng)正確答案： ABD點(diǎn)評(píng)：(1)判斷力做功的正負(fù)問(wèn)題，關(guān)鍵要明確判斷哪個(gè)力對(duì)哪個(gè)物體做功，根據(jù)具體問(wèn)題選擇合適的方法(2)若傳送帶以與圖示方法相反的方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則傳送帶對(duì)物體做功的情況又如何？考點(diǎn)考點(diǎn)2：功率的分析與計(jì)算：功率的分析與計(jì)算【例2】(2011上海)如圖512所示，一長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿一端固定在光滑鉸鏈上，另一端固定一質(zhì)量為m的小球一水平向右的拉力作用于桿的中點(diǎn)，使

3、桿以角速度w勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)桿與水平方向成60時(shí)，拉力的功率為()3AB.213C.D.26mgLmgLmgLmgL圖512切入點(diǎn)：變力做功的功率，從動(dòng)能定理或能量守恒定律入手分析【解析】本題考查圓周運(yùn)動(dòng)和瞬時(shí)功率拉力作用于桿上，桿與此同時(shí)給小球彈力作用，小球在重力和桿的彈力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，將重力分解到沿半徑方向和切線方向，沿半徑方向提供小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，沿切線方向與桿給小球的彈力平衡即為：mgsin30，故此時(shí)桿給小球彈力的功率為：mgsin30Lw，即為拉力的功率答案：CcosWPPFvt點(diǎn)評(píng)求解功率的公式有，解題時(shí)要注意兩公式的：區(qū)別和聯(lián)系題型一：功的計(jì)算方法題型一：功的計(jì)算方法

4、【例2】如圖513所示，質(zhì)量為m的小球用長(zhǎng)L的細(xì)線懸掛而靜止在豎直位置在下列三種情況下，分別用水平拉力F將小球拉到細(xì)線與豎直方向成角的位置在此過(guò)程中，拉力F做的功各是多少？(1)用F緩慢地拉；()(2)F為恒力；()圖513(3)若F為恒力，而且拉到該位置時(shí)小球的速度剛好為零()可供選擇的答案有AFLcos BFLsinCFL(1cos) DmgL(1cos)【解析】(1)若用F緩慢地拉，則顯然F為變力，只能用動(dòng)能定理求解F做的功等于該過(guò)程克服重力做的功選D. (2)若F為恒力，則可以直接按定義求功選B. (3)若F為恒力，而且拉到該位置時(shí)小球的速度剛好為零，那么按定義直接求功和按動(dòng)能定理求功

5、都是正確的選B、D.答案：(1)D(2)B(3)BDsin(1 cos )1 costansin22“”FLmgLFmgFmg 在第三種情況下，由，可以得到，可見(jiàn)在擺角為時(shí)小球的速度最大實(shí)際上，因?yàn)?與的合力也是恒力，而繩的拉力始終不做功，所以其效果相當(dāng)于一個(gè)擺，我們可以把這樣的裝置叫做 歪擺 點(diǎn)評(píng)：1.變力做功的計(jì)算方法： (1)轉(zhuǎn)化為恒力做功：在某些情況下，通過(guò)等效變換可以將變力做功轉(zhuǎn)換成恒力做功，于是可以用W=Flcos求解 (2)用動(dòng)能定理：W總=Ek，Ek是物體動(dòng)能的增量，如果物體受到的除某個(gè)變力以外的其他力所做的功均能求出，那么用動(dòng)能定理就可以求出這個(gè)變力所做的功 (3)用W=Pt

6、：利用此式可求出功率保持不變的情況下變力所做的功 1245cos .2FlFFFWF l用圖象法：在圖象中，圖線和橫軸所圍成的面積即表示力所做的功 用平均值：當(dāng)力的方向不變，而大小隨位移線性變化時(shí)，可先求力的算術(shù)平均值，再把平均值當(dāng)成恒力，用功的計(jì)算式求解：， (6)用功能原理：除系統(tǒng)內(nèi)重力和彈力以外的其他力對(duì)系統(tǒng)所做功的代數(shù)和等于系統(tǒng)機(jī)械能的增量 (7)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(lèi)力的功等于力和路程(不是位移)的乘積，如滑動(dòng)摩擦力、空氣阻力做功等 2恒力做功的計(jì)算方法：用W=Flcos求解或用動(dòng)能定理、功能原理、圖象法等方法求解題型二：機(jī)車(chē)啟動(dòng)問(wèn)題的計(jì)算題型二：機(jī)車(chē)

7、啟動(dòng)問(wèn)題的計(jì)算【例4】汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為60kW，汽車(chē)的質(zhì)量為5t，汽車(chē)在水平路面上行駛時(shí)，阻力是車(chē)重的0.1倍，g=10m/s2.(1)汽車(chē)保持額定功率不變從靜止啟動(dòng)后，汽車(chē)所能達(dá)到的最大速度是多大？當(dāng)汽車(chē)的加速度為2m/s2時(shí)速度多大？當(dāng)汽車(chē)的速度為6m/s時(shí)的加速度是多大？(2)若汽車(chē)從靜止開(kāi)始，保持以0.5m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，這一過(guò)程能維持多長(zhǎng)時(shí)間？ 33314m310.10.15 1010N5 10 N105 10 N6 10m/s12m/s5 10FmgaFFPvF 汽車(chē)運(yùn)動(dòng)中所受的阻力大小為汽車(chē)保持額定功率啟動(dòng)時(shí)，做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加速度減小到零時(shí)，

8、速度達(dá)到最大 當(dāng)時(shí)速度最大，所以，此時(shí)汽車(chē)的牽引力為 則汽車(chē)的最大速度為【解析】2221334214422m/s5 10 N5 102N1.5 10 N6 10 m/s4m/s1.5 10FFFmaFFmaPvF 當(dāng)汽車(chē)的加速度為時(shí)的牽引力為 ，由牛頓第二定律得 汽車(chē)的速度為344324323232 6m/s6 10N1 10 N6 1 105 10m/s5 101m/sPFvFFmaFFam 當(dāng)汽車(chē)的速度為時(shí)的牽引力為由牛頓第二定律得 汽車(chē)的加速度為 24433344320.5m/s5 105 100.5N7.5 10 N 60kW6 10m/s8m/s7.5 108 s16s0.5FFFm

9、aFFmatPF vPvPPvFvta 當(dāng)汽車(chē)以恒定加速度勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，汽車(chē)的牽引力為 ，由牛頓第二定律得 設(shè)汽車(chē)勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為由可知，汽車(chē)勻加速過(guò)程中功率，當(dāng)時(shí)，點(diǎn)評(píng)：在分析汽車(chē)啟動(dòng)問(wèn)題時(shí)，首先要明白是恒定功率啟動(dòng)還是勻加速啟動(dòng)，勻加速啟動(dòng)時(shí)要分析清楚發(fā)動(dòng)機(jī)的功率是否達(dá)到額定功率，達(dá)到額定功率后汽車(chē)做恒定功率運(yùn)動(dòng)，牽引力隨速度的增大而減小，不能再用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求解了1kg012N21N 9A 02sW451.(2011)B2J4C24D125t 一質(zhì)量為的質(zhì)點(diǎn)靜止于光滑水平面上，從時(shí)起，第 秒內(nèi)受到的水平外力作用，第 秒內(nèi)受到同方向的的外力作用下列判斷正確的是 內(nèi)外力的平均功率是

10、第 秒內(nèi)外力所做的功是第 秒末外力的瞬時(shí)功率最大第 秒內(nèi)與第 秒內(nèi)質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能增加量的比值是海南AD1222122211s2s12m/s3m/s4.5J24.59WW,1s2s4W2413W122J2112.5J4 5.22vvWmvWPtmvmvmv由動(dòng)量定理求出 末、 末速度分別為：、，故合力做功為，功率為末、 末功率分別為： 、，第 秒內(nèi)與第 秒內(nèi)動(dòng)能增加量分別為：、，比析值為】【解2.(2012江蘇卷)如圖514所示，細(xì)線的一端固定于O點(diǎn)，另一端系一小球在水平拉力作用下，小球以恒定速率在豎直平面內(nèi)由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)在此過(guò)程中拉力的瞬時(shí)功率變化情況是( )A逐漸增大 B逐漸減小C先增大，后減小

11、 D先減小，后增大圖514 【解析】小球受重力，繩的拉力和水平力F作用，繩的拉力方向始終與小球的運(yùn)動(dòng)方向垂直，所以拉力不做功由于小球以恒定的速率運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理知在任意一時(shí)間段重力做的功與水平力做的功總功為零，所以水平力的瞬時(shí)功率與重力的瞬時(shí)功率數(shù)值相等小球的速度在豎直方向上的分量增大，所以重力的瞬時(shí)功率增大，則水平力的瞬時(shí)功率增大，所以A正確3.如圖515所示，在外力作用下某質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的vt圖象為正弦曲線從圖中可以判斷( )A在0t1時(shí)間內(nèi)，外力做正功B在0t1時(shí)間內(nèi)，外力的功率逐漸增大C在t2時(shí)刻，外力的功率最大D在0t2時(shí)間內(nèi)，外力做的總功為負(fù) 圖515A【解析】選項(xiàng)B錯(cuò)誤，根據(jù)P=Fv和

12、圖象斜率表示加速度，加速度對(duì)應(yīng)合外力，外力的功率先減小后增大選項(xiàng)C錯(cuò)誤，此時(shí)外力的功率為零選項(xiàng)D錯(cuò)誤，0t2時(shí)間內(nèi)Ek=0，總功為零4.(2011寶山二模)某人用長(zhǎng)繩將一重物從井口送到井底，物體勻速下降一段時(shí)間后，改為勻減速下降，到達(dá)井底時(shí)速度恰好為0，如果勻速下降和勻減速下降所經(jīng)歷的時(shí)間相同，重物克服拉力做的功分別為W1和W2，則( )AW1W2 DW1=W2A5.(2011上海普陀區(qū)二模)如圖516，用F=20N的力將重物G由靜止開(kāi)始以0.2m/s2的加速度上升，則5s末時(shí)F的功率是( )A10W B20WC30W D40W圖516 D6.在起重機(jī)將質(zhì)量m=5103kg的重物豎直吊起的過(guò)程

13、中，重物由靜止開(kāi)始向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a=0.2m/s2，當(dāng)起重機(jī)輸出功率達(dá)到其允許的最大值時(shí)，保持該功率直到重物做vm=1.02m/s的勻速運(yùn)動(dòng)取g=10m/s2，不計(jì)額外功求：(1)起重機(jī)允許輸出的最大功率(2)重物做勻加速運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間和起重機(jī)在第2秒末的輸出功率【解析】(1)設(shè)起重機(jī)允許輸出的最大功率為P0，重物達(dá)到最大速度時(shí)，拉力F0等于重力 P0=F0vm F0=mg 代入數(shù)據(jù)，有：P0=5.1104W (2)勻加速運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí)，起重機(jī)達(dá)到允許輸出的最大功率，設(shè)此時(shí)重物受到的拉力為F，速度為v1，勻加速運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷時(shí)間為t1，有： P0=Fv1 Fmg=ma v1=at1 由，代入數(shù)據(jù)，得：t1=5s t=2s時(shí)，重物處于勻加速運(yùn)動(dòng)階段，設(shè)此時(shí)速度為v2，輸出功率為P，則 v2=at P=Fv2 由，代入數(shù)據(jù)，得：P=2.04104W.