2024届高考物理一轮复习专题五机械能第1讲功、功率课件

这是一份2024届高考物理一轮复习专题五机械能第1讲功、功率课件，共52页。PPT课件主要包含了Flcosα，功的正负判断，平均功率，Fvcosα，小于或等于等内容，欢迎下载使用。
一、功1.做功的两个必要条件：________和物体在力的方向上发生了________. 　2.公式：W＝________.适用于________做功.其中α为F与l方向间夹角，l为物体对地的位移. 
温馨提示：功是标量，比较做功多少看功的绝对值.
二、功率1.定义：功与完成这些功所用时间的________. 2.物理意义：描述力对物体做功的________. 3.公式.(1)定义式：P＝________，P为时间t内的__________. (2)推论式：P＝________.(F与v的夹角为α) 4.额定功率：机械正常工作时输出的最大功率.5.实际功率：机械实际工作时输出的功率，要求____________额定功率. 
6.P＝Fv中三个物理量间的关系及公式的应用.
(1)功的公式可理解为F·(lcs α)，也可理解为(Fcs α)·l.(2)功的正、负不表示方向，也不表示多少.(3)某力对物体做负功与“物体克服某力做功(取绝对值)”意义等同.(4)功率的公式可理解为F·(vcs α)，也可理解为(Fcs α)·v.
1.[功](多选)质量为m的物体放在粗糙的水平面上，受到水平力F的作用，下列说法正确的是(　　)A.如果物体做匀加速直线运动，则力F一定做正功B.如果物体做匀加速直线运动，则力F可能做负功C.如果物体做匀减速直线运动，则力F可能做正功D.如果物体做匀减速直线运动，则力F可能做负功【答案】ACD
考点1　功的理解和计算　[基础考点]　　　　　　　　　　　　　　　　1.功的正负的判断方法
2.合力做功的计算方法方法1：先求合力F合，再用W合＝F合lcs α求功.方法2：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.3.恒力做功的计算方法
1.中国制造的某一型号泵车如图所示，表中列出了其部分技术参数.已知混凝土密度为2.4×103 kg/m3，假设泵车的泵送系统以150 m3/h的输送量给30 m高处输送混凝土，则每小时泵送系统对混凝土做的功至少为(　　)×107 J×107 ×108 J×108 J【答案】C　
【解析】泵车的泵送系统以150 m3/h的输送量给30 m高处输送混凝土，每小时泵送系统对混凝土做的功W＝ρVgh＝2.4×103×150×10×30 J＝1.08×108 J，故C正确.
2.一滑块在水平地面上沿直线滑行，t＝0时其速度为1 m/s，从此刻开始，在滑块运动方向上再施加一水平作用力F，力F、滑块的速率v随时间的变化规律分别如图甲和乙所示，设在第1 s内、第2 s内、第3 s内力F对滑块做的功分别为W1、W2、W3，则以下关系正确的是(　　)A.W1＝W2＝W3　　　B.W1＜W2＜W3C.W1＜W3＜W2　　　D.W1＝W2＜W3【答案】B　
例2　(2022年广东卷)(多选)如图所示，载有防疫物资的无人驾驶小车，在水平MN段以恒定功率200 W、速度5 m/s匀速行驶，在斜坡PQ段以恒定功率570 W、速度2 m/s匀速行驶.已知小车总质量为50 kg，MN＝PQ＝20 m，PQ段的倾角为30°，重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力.下列说法正确的有(　　)A.从M到N，小车牵引力大小为40 NB.从M到N，小车克服摩擦力做功800 JC.从P到Q，小车重力势能增加1×104 JD.从P到Q，小车克服摩擦力做功700 J【答案】ABD　
1.(2022年广州模拟)在水平轨道上，由静止开始做匀加速度直线运动的高铁所受阻力不变，则高铁牵引力的瞬时功率(　　)A.与时间成正比B.与位移成正比C.与时间的平方成正比D.与位移的平方成正比【答案】A　
3.(2022年上海黄浦模拟)如图所示，汽车以不变的速率通过路面abcd.ab段为平直上坡路，bc段为水平路，cd段为平直下坡路.设汽车在ab、bc、cd段行驶时发动机的输出功率分别为P1、P2、P3，不计空气阻力和摩擦阻力的大小变化，则(　　)A.P1＝P3＞P2B.P1＝P3＜P2C.P1＜P2＜P3D.P1＞P2＞P3【答案】D　
【解析】设汽车质量为m，上坡与下坡的倾角分别为α和β，汽车所受阻力大小为f，根据平衡条件可得汽车在ab和bc段路面行驶时发动机的牵引力大小分别为F1＝f+mgsin α，F2＝f，汽车在cd段行驶时，若f≥mgsin β，则F3＝f－mgsin β.若f＜mgsin β，则汽车要受到与运动方向相反的制动力作用才能匀速行驶，此时发动机的牵引力为0.综上可知F1＞F2＞F3，根据P＝Fv，可得P1＞P2＞P3，D正确.
考点3　机车的两种启动方式　[能力考点]1.两种启动方式的比较
[解题方略]　解决机车启动问题的注意点(1)分清是匀加速启动还是恒定功率启动.(2)匀加速启动过程中，机车功率不断增大，最大功率是额定功率.(3)以额定功率启动的过程中，牵引力不断减小，机车做加速度减小的加速运动，牵引力的最小值等于阻力.(4)无论哪种启动方式，最后达到最大速度时，均满足P＝f阻vm，P为机车的额定功率.
1.(2022年浙江卷)小明用额定功率为1 200 W、最大拉力为300 N的提升装置，把静置于地面的质量为20 kg的重物竖直提升到高为85.2 m的平台，先加速再匀速，最后做加速度大小不超过5 m/s2的匀减速运动，到达平台速度刚好为零，g取10 m/s2，则提升重物的最短时间为(　　)A.13.2 sB.14.2 sC.15.5 sD.17.0 s【答案】C　
2.(2022年广安模拟)质量m＝180 kg的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，如图甲所示为汽车运动的速度与时间的关系，图乙为汽车牵引力的功率与时间的关系.设汽车在运动过程中所受阻力不变，在18 s末汽车的速度恰好达到最大.重力加速度g取10 m/s2，则下列说法正确的是(　　)A.汽车受到的阻力为200 NB.汽车的最大牵引力为700 NC.汽车在做变加速运动过程中的位移大小为95.5 mD.8~18 s内汽车牵引力做的功为3.6×103 J【答案】C　
求解变力做功1.变力做功的四种解决方法(1)应用动能定理：利用公式W＝Flcs α不容易直接求功时，尤其对于曲线运动或变力做功问题，可考虑由动能的变化来间接求功，所以动能定理是求变力做功的首选.(2)微元法：将物体的位移分割成许多小段，因每一小段很小，每一小段上作用在物体上的力可以视为恒力，这样就将变力做功转化为在无数多个位移上的恒力所做功的代数和.此法常用于求解大小不变、方向改变的变力做功问题.
2.变力做功的分析案例
例4　在多年前的农村，人们往往会选择让驴来拉磨把食物磨成面，假设驴对磨杆的平均拉力为600 N，半径为0.5 m，转动一周为5 s，则(　　)A.驴转动一周拉力所做的功为0B.驴转动一周拉力所做的功为650π JC.驴转动一周拉力的平均功率为120π WD.磨盘边缘的线速度为0.1π m/s【答案】C　
2.轻质弹簧右端固定在墙上，左端与一质量m＝0.5 kg的物块相连，如图甲所示，弹簧处于原长状态，物块静止，物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2.以物块所在处为原点，水平向右为正方向建立x轴，现对物块施加水平向右的外力F，F随x轴坐标变化的情况如图乙所示，物块运动至x＝0.4 m处时速度为零，则此时弹簧的弹性势能为(g取10 m/s2)(　　)A.3.1 JB.3.5 JC.1.8 JD.2.0 J【答案】A　
【解析】物块与水平面间的滑动摩擦力为Ff＝μmg＝1 N.现对物块施加水平向右的外力F，由F－x图像面积表示功可知，物块运动至x＝0.4 m处时F做功W＝3.5 J，克服摩擦力做功Wf＝Ffx＝0.4 J.由功能关系可知W－Wf＝Ep，此时弹簧的弹性势能为Ep＝3.1 J，A正确.
4.(2022年湖南长郡中学模拟)(多选)重锤式打桩机的原理可简化为以下情境：木桩质量不计，长为L，竖直立于地面上.质量为m的重锤用卷扬机缓慢吊起，到木桩顶部距离也为L时，由静止释放，重锤落到木桩上后和木柱一起向下运动，木桩恰好有一半打入土中，已知木桩受到土的阻力与进入土中的深度成正比，空气阻力忽略不计，若再来一次，把木桩的剩余部分刚好全部打入土中，下列说法正确的是(　　)A.若重锤到木桩顶部距离仍为L，重锤质量需变为2mB.若重锤到木桩顶部距离仍为L，重锤质量需变为3mC.若重锤质量不变，重锤到木桩顶部距离需变为3LD.若重锤质量不变，重锤到木桩顶部距离需变为4L【答案】BD