高考物理一輪復習方案 （高頻考點+熱點導練+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 功率功率考點考點1：力做功正、負的判斷：力做功正、負的判斷【例1】如圖511，物體沿弧形軌道滑下后進入足夠長的水平傳送帶，傳送帶以圖示方向勻速運轉，則傳送帶對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先做負功后做正功D先做負功后不做功圖511切入點：根據力與速度方向的關系判斷【解析】設傳送帶速度大小為v1，物體剛滑上傳送帶時的速度大小為v2. (1)當v1=v2時，物體隨傳送帶一起勻速運動，故傳送帶與物體之間不存在摩擦力，即傳送帶對物體始終不做功，A選項正確 (2)當v1v2時，物體相對傳送帶向右運動，物體受到的滑動摩擦力方向向左，則物體先做勻減速運動直到速度減為v

2、1，再做勻速運動，故傳送帶對物體先做負功后不做功，D選項正確 (3)當v1v2時，物體相對傳送帶向左運動，物體受到的滑動摩擦力方向向右，則物體先做勻加速運動直到速度達到v1，再做勻速運動，故傳送帶對物體先做正功后不做功，B選項正確答案： ABD點評：(1)判斷力做功的正負問題，關鍵要明確判斷哪個力對哪個物體做功，根據具體問題選擇合適的方法(2)若傳送帶以與圖示方法相反的方向勻速轉動，則傳送帶對物體做功的情況又如何？考點考點2：功率的分析與計算：功率的分析與計算【例2】(2011上海)如圖512所示，一長為L的輕桿一端固定在光滑鉸鏈上，另一端固定一質量為m的小球一水平向右的拉力作用于桿的中點，使

3、桿以角速度w勻速轉動，當桿與水平方向成60時，拉力的功率為()3AB.213C.D.26mgLmgLmgLmgL圖512切入點：變力做功的功率，從動能定理或能量守恒定律入手分析【解析】本題考查圓周運動和瞬時功率拉力作用于桿上，桿與此同時給小球彈力作用，小球在重力和桿的彈力作用下做勻速圓周運動，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動的向心力，沿切線方向與桿給小球的彈力平衡即為：mgsin30，故此時桿給小球彈力的功率為：mgsin30Lw，即為拉力的功率答案：CcosWPPFvt點評求解功率的公式有，解題時要注意兩公式的：區(qū)別和聯系題型一：功的計算方法題型一：功的計算方法

4、【例2】如圖513所示，質量為m的小球用長L的細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將小球拉到細線與豎直方向成角的位置在此過程中，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，只能用動能定理求解F做的功等于該過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，而且拉到該位置時小球的速度剛好為零，那么按定義直接求功和按動能定理求功

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，可見在擺角為時小球的速度最大實際上，因為 與的合力也是恒力，而繩的拉力始終不做功，所以其效果相當于一個擺，我們可以把這樣的裝置叫做 歪擺 點評：1.變力做功的計算方法： (1)轉化為恒力做功：在某些情況下，通過等效變換可以將變力做功轉換成恒力做功，于是可以用W=Flcos求解 (2)用動能定理：W總=Ek，Ek是物體動能的增量，如果物體受到的除某個變力以外的其他力所做的功均能求出，那么用動能定理就可以求出這個變力所做的功 (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：當力的方向不變，而大小隨位移線性變化時，可先求力的算術平均值，再把平均值當成恒力，用功的計算式求解：， (6)用功能原理：除系統(tǒng)內重力和彈力以外的其他力對系統(tǒng)所做功的代數和等于系統(tǒng)機械能的增量 (7)當力的大小不變，而方向始終與運動方向相同或相反時，這類力的功等于力和路程(不是位移)的乘積，如滑動摩擦力、空氣阻力做功等 2恒力做功的計算方法：用W=Flcos求解或用動能定理、功能原理、圖象法等方法求解題型二：機車啟動問題的計算題型二：機車

7、啟動問題的計算【例4】汽車發(fā)動機的額定功率為60kW，汽車的質量為5t，汽車在水平路面上行駛時，阻力是車重的0.1倍，g=10m/s2.(1)汽車保持額定功率不變從靜止啟動后，汽車所能達到的最大速度是多大？當汽車的加速度為2m/s2時速度多大？當汽車的速度為6m/s時的加速度是多大？(2)若汽車從靜止開始，保持以0.5m/s2的加速度做勻加速直線運動，這一過程能維持多長時間？ 33314m310.10.15 1010N5 10 N105 10 N6 10m/s12m/s5 10FmgaFFPvF 汽車運動中所受的阻力大小為汽車保持額定功率啟動時，做加速度逐漸減小的加速運動，當加速度減小到零時，

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

9、aFFmatPF vPvPPvFvta 當汽車以恒定加速度勻加速運動時，汽車的牽引力為 ，由牛頓第二定律得 設汽車勻加速運動的時間為由可知，汽車勻加速過程中功率，當時，點評：在分析汽車啟動問題時，首先要明白是恒定功率啟動還是勻加速啟動，勻加速啟動時要分析清楚發(fā)動機的功率是否達到額定功率，達到額定功率后汽車做恒定功率運動，牽引力隨速度的增大而減小，不能再用勻變速直線運動的規(guī)律求解了1kg012N21N 9A 02sW451.(2011)B2J4C24D125t 一質量為的質點靜止于光滑水平面上，從時起，第 秒內受到的水平外力作用，第 秒內受到同方向的的外力作用下列判斷正確的是 內外力的平均功率是

10、第 秒內外力所做的功是第 秒末外力的瞬時功率最大第 秒內與第 秒內質點動能增加量的比值是海南AD1222122211s2s12m/s3m/s4.5J24.59WW,1s2s4W2413W122J2112.5J4 5.22vvWmvWPtmvmvmv由動量定理求出 末、 末速度分別為：、，故合力做功為，功率為末、 末功率分別為： 、，第 秒內與第 秒內動能增加量分別為：、，比析值為】【解2.(2012江蘇卷)如圖514所示，細線的一端固定于O點，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由A點運動到B點在此過程中拉力的瞬時功率變化情況是( )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動方向垂直，所以拉力不做功由于小球以恒定的速率運動，由動能定理知在任意一時間段重力做的功與水平力做的功總功為零，所以水平力的瞬時功率與重力的瞬時功率數值相等小球的速度在豎直方向上的分量增大，所以重力的瞬時功率增大，則水平力的瞬時功率增大，所以A正確3.如圖515所示，在外力作用下某質點運動的vt圖象為正弦曲線從圖中可以判斷( )A在0t1時間內，外力做正功B在0t1時間內，外力的功率逐漸增大C在t2時刻，外力的功率最大D在0t2時間內，外力做的總功為負 圖515A【解析】選項B錯誤，根據P=Fv和

12、圖象斜率表示加速度，加速度對應合外力，外力的功率先減小后增大選項C錯誤，此時外力的功率為零選項D錯誤，0t2時間內Ek=0，總功為零4.(2011寶山二模)某人用長繩將一重物從井口送到井底，物體勻速下降一段時間后，改為勻減速下降，到達井底時速度恰好為0，如果勻速下降和勻減速下降所經歷的時間相同，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由靜止開始以0.2m/s2的加速度上升，則5s末時F的功率是( )A10W B20WC30W D40W圖516 D6.在起重機將質量m=5103kg的重物豎直吊起的過程

13、中，重物由靜止開始向上做勻加速直線運動，加速度a=0.2m/s2，當起重機輸出功率達到其允許的最大值時，保持該功率直到重物做vm=1.02m/s的勻速運動取g=10m/s2，不計額外功求：(1)起重機允許輸出的最大功率(2)重物做勻加速運動所經歷的時間和起重機在第2秒末的輸出功率【解析】(1)設起重機允許輸出的最大功率為P0，重物達到最大速度時，拉力F0等于重力 P0=F0vm F0=mg 代入數據，有：P0=5.1104W (2)勻加速運動結束時，起重機達到允許輸出的最大功率，設此時重物受到的拉力為F，速度為v1，勻加速運動經歷時間為t1，有： P0=Fv1 Fmg=ma v1=at1 由，代入數據，得：t1=5s t=2s時，重物處于勻加速運動階段，設此時速度為v2，輸出功率為P，則 v2=at P=Fv2 由，代入數據，得：P=2.04104W.