(新课标版)高考物理一轮复习基础课件11功功率 (含解析)

这是一份(新课标版)高考物理一轮复习基础课件11功功率 (含解析)，共25页。PPT课件主要包含了-2-，知识点一，知识点二，力的方向上，Flcosα，-3-，不做功，-4-，做功的快慢，平均功率等内容，欢迎下载使用。

功1.定义一个物体受到力的作用,如果在　　　　　发生了一段位移,就说这个力对物体做了功。 2.做功的两个要素(1)作用在物体上的　　　; (2)物体在力的方向上发生的　　　。 3.公式W=　　　  (1)α是力与　　　方向之间的夹角,l为物体对地的位移。 (2)该公式只适用于　　　做功。 
4.功的正负(1)当0°≤α<90°时,W>0,力对物体做　　　。 (2)当90°<α≤180°时,W<0,力对物体做　　　,或者说物体克服这个力做了功。 (3)当α=90°时,W=0,力对物体　　　　　。 
功率1.定义功与完成这些功所用时间的　　　　。 2.物理意义描述力对物体　　　　　　。 3.公式(1)P= ,P为时间t内的　　　　　。 (2)P=　　　　　(α为F与v的夹角)。 ①v为平均速度,则P为　　　　　　。 ②v为瞬时速度,则P为　　　　　　。 4.发动机功率机车发动机的功率P=　　　　,F为　　　　,并非机车所受的合力。 
功的分析与计算(师生共研)1.判断力是否做功及做正、负功的方法(1)看力F的方向与位移l的方向间的夹角α——常用于恒力做功的情形。(2)看力F的方向与速度v的方向间的夹角θ——常用于曲线运动的情形。(3)根据动能的变化:动能定理描述了合外力做功与动能变化的关系,即W合=ΔEk,当动能增加时合外力做正功,当动能减少时合外力做负功。2.恒力做功的计算方法直接用W=Flcs α计算。
3.合力做功的计算方法方法一:先求合力F合,再用W合=F合lcs α求功。方法二:先求各个力做的功W1、W2、W3……,再应用W合=W1+W2+W3+…求合力做的功。
考向1　功的正负判断例1(多选)如图所示,人站在自动扶梯上不动,随扶梯向上匀速运动,下列说法正确的是(　　) A.重力对人做负功　　　B.摩擦力对人做正功C.支持力对人做正功D.合力对人做功为零
解析 人随自动扶梯向上匀速运动时只受重力和竖直向上的支持力,所以重力做负功,支持力做正功,合力为零,所以合力做功为零,A、C、D正确。
考向2　恒力做功的计算例2(多选)如图所示,轻绳一端受到大小为F的水平恒力作用,另一端通过定滑轮与质量为m、可视为质点的小物块相连。开始时绳与水平方向的夹角为θ。当小物块从水平面上的A点被拖动到水平面上的B点时,位移为l,随后从B点沿斜面被拖动到定滑轮O处,BO间距离也为l。小物块与水平面及斜面间的动摩擦因数均为μ,若小物块从A点运动到O点的过程中,F对小物块做的功为WF,小物块在BO段运动过程中克服摩擦力做的功为Wf,则以下结果正确的是(　　)A.WF=Fl(cs θ+1)B.WF=2Flcs θC.Wf=μmglcs 2θD.Wf=Fl-mglsin 2θ
思维点拨 F做的功应该是F乘以在F方向的位移,这个位移是力F作用点的位移即绳子伸长的长度。方法总结使用公式W=Flcs α应注意的几个问题(1)位移l①“l”应取作用点的位移,如例2中力F的作用点从A点移到O点,所以位移的大小是AO的长度;②“l”的取值一般以地面为参考系。(2)力F①力的独立性原理,即求某个力做的功仅与该力及物体沿该力方向的位移有关,而与其他力是否存在、是否做功无关。②力只能是恒力。此公式只能求恒力做功。(3)α是l与F之间的夹角。
思维训练1.(2018·天津期末)物体A、B均静止在水平地面上,现用恒力F1拉物体A,用恒力F2推物体B,两物体运动的位移大小均为l,如图甲、乙所示,已知F1与F2大小相等,关于F1与F2对物体A、B做功W1与W2的关系,正确的是(　　) A.W1=W2B.W1与W2绝对值相等,而W1>0,W2<0C.W1>W2>0D.W1=W2<0
解析 由题图可知,F2与l之间的夹角也是30°,由题意可知,两个力的大小相等,且与位移间的夹角相等,故两力做功一定相等;即W1=W2,故A正确,B、C、D错误。
2.(2017·全国Ⅱ卷)如图所示,一光滑大圆环固定在桌面上,环面位于竖直平面内,在大圆环上套着一个小环,小环由大圆环的最高点从静止开始下滑,在小环下滑的过程中,大圆环对它的作用力(　　)A.一直不做功B.一直做正功C.始终指向大圆环圆心D.始终背离大圆环圆心
解析 小环下滑过程中,光滑大圆环对小环的作用力为弹力,开始时大圆环对小环弹力背离圆心最后指向圆心。小圆环的速度方向沿着大圆环的切线方向,时刻发生改变,与半径垂直。所以光滑大圆环对小环的作用力时刻与小环的速度垂直,一直不做功,故选项A正确,B、C、D错误。
1.平均功率的计算方法
2.瞬时功率的计算方法(1)利用公式P=Fvcs α,其中v为t时刻的瞬时速度。(2)利用公式P=FvF,其中vF为物体的速度v在力F方向上的分速度。(3)利用公式P=Fvv,其中Fv为物体受到的外力F在速度v方向上的分力。
功率的分析与计算(师生共研)
例题具有登高平台的消防车如右图所示,具有一定质量的伸缩臂能够在5 min内使承载4人的登高平台(人连同平台的总质量为400 kg)上升60 m到达灭火位置。此后,在登高平台上的消防员用水炮灭火,已知水炮的出水量为3 m3/min,水离开炮口时的速率为20 m/s, g取10 m/s2,则用于(　　)A.水炮工作的发动机输出功率约为1×104 WB.水炮工作的发动机输出功率约为4×104 WC.水炮工作的发动机输出功率约为2.4×106 WD.伸缩臂抬升登高平台的发动机输出功率约为800 W思维点拨 水炮工作的发动机输出的功转化为水的重力势能与动能;先求出伸缩臂抬升登高平台时做的功,然后由平均功率的表达式求出发动机的输出功率。
思维训练(2018·天津滨海期末)如图所示,质量为m的小球A沿高度为h,倾角为θ的光滑斜面由静止滑下,另一质量与A相同的小球B自相同高度由静止落下(不计空气阻力),下列说法正确的是(　　)A.从释放至落地瞬间,两球所用时间相同B.落地前的瞬间A球的速度大于B球的速度C.落地前的瞬间A球重力的瞬时功率小于B球重力的瞬时功率D.从释放至落地瞬间,两球重力的平均功率相同
机车的启动问题——模型建构一、以恒定功率启动1.动态过程
2.这一过程的速度—时间图像如图所示
二、以恒定加速度启动1.动态过程
例题(2018·河北高三月考)(多选)下列各图是反映汽车(额定功率P额)从静止开始匀加速启动,最后做匀速直线运动的过程中,其速度随时间以及加速度、牵引力和功率随速度变化的图像,其中正确的是(　　)
思维点拨 (1)汽车从静止开始匀加速启动,能一直匀加速吗?(2)汽车最后匀速阶段,有什么典型特征?
提示 (1)不能。当P=P额时再匀加速,机车则会烧毁。(2)a=0,F=Ff。
规律方法解决机车启动问题时的四点注意(1)首先弄清是匀加速启动还是恒定功率启动。(2)若是匀加速启动过程,机车功率是不断改变的,但该过程中的最大功率是额定功率,匀加速直线运动阶段的最大速度小于机车所能达到的最大速度,达到额定功率后做加速度减小的加速运动。(3)若是以额定功率启动的过程,机车做加速度减小的加速运动,匀变速直线运动的规律不能用,速度最大值等于 ,牵引力是变力,牵引力做的功可用W=Pt,但不能用W=Flcs θ计算。(4)无论哪种启动方式,最后达到最大速度时,均满足P=Ffvm,P为机车的额定功率。
思维训练汽车发动机的额定功率为60 kW,汽车的质量为5×103 kg,汽车在水平路面上行驶时,阻力是车重力的0.1倍(g取 10 m/s2)。(1)若汽车保持额定功率不变从静止启动,汽车所能达到的最大速度是多大?当汽车的加速度为2 m/s2时,它的速度是多大?(2)若汽车从静止开始,保持以0.5 m/s2的加速度做匀加速直线运动,这一过程能维持多长时间?