（江苏专用版）2020版高考物理总复习第五章第1讲功和功率课件.pptx

1、第1讲功和功率,基础过关,知识梳理,基础自测,1.(2018无锡模拟)如图甲为一女士站立在台阶式自动扶梯上匀速上楼, 如图乙为一小孩站立在履带式自动人行道上匀速上楼。下列判断正确 的是( A ) A.甲图中支持力对人做正功 B.乙图中支持力对人做正功 C.甲图中摩擦力对人做正功D.乙图中摩擦力对人做负功,解析甲图中支持力与位移夹角小于90,对人做正功,A选项正确;乙 图中支持力与位移垂直,不做功,B选项错误;甲图中摩擦力为0,不对人 做功,C选项错误;乙图中摩擦力方向与位移方向相同,做正功,D选项错误,2.(2018扬州模拟)下列关于功率的说法中正确的是( A ) A.功率越大,做功越快 B.

2、功率越大,做功越多 C.瞬时功率始终大于平均功率 D.实际功率一定等于额定功率,解析功率是反映做功快慢的物理量,功率越大,做功越快,A选项正确;根据W=Pt,功率大,时间未知,做功多少不确定,B选项错误;瞬时功率可能大于等于小于平均功率,C选项错误;实际功率不一定等于额定功率,D选项错误,考点一 功的正负判断与计算,考点二 功率的分析与计算,考点突破,考点三 机车启动模型,考点一功的正负判断与计算,1.功的正负的判断方法,2.恒力做功的计算方法,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l cos 求功。 方法二:先求各个力做的功W1、W2、W3、,再应用W合=W1+W2+W

3、3+求合力做的功,例1(2017课标)如图,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,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,解析由于大圆环是光滑的,因此小环下滑的过程中,大圆环对小环的作用力方向始终与速度方向垂直,因此作用力不做功,A项正确,B项错误;小环刚下滑时,大圆环对小环的作用力背离大圆环的圆心,滑到大圆环圆心以下的位置时,大圆环对小环的作用力指向大圆环的圆心,C、D项错误,考点二功率的分析与计算,1.平均功率的计算 (1)利用P=。 (

4、2)利用P=F cos ,其中为物体运动的平均速度,2.瞬时功率的计算 (1)利用公式P=Fv cos ,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为物体受的外力F在速度v方向上的分力,例2(2019启东中学月考)如图所示四个相同的小球A、B、C、D,其中A、B、C位于同一高度h处,A做自由落体运动,B沿光滑斜面由静止滑下,C做平抛运动,D从地面开始做斜抛运动,其运动的最大高度也为h。在每个小球落地的瞬间,其重力的功率分别为PA、PB、PC、PD。下列关系式正确的是( C,A.PA=PB=PC=PDB.

5、PA=PCPB=PD C.PA=PC=PDPBD.PAPC=PDPB,解析小球落地时,A的重力的瞬时功率PA=mg;B落地的瞬时功 率PB=mg cos ,为速度与竖直方向的夹角;C落地的瞬时竖直速度 为vy=,则落地时重力的瞬时功率PC=mg;因D中小球上升的最 大高度为h,则落地的瞬时竖直速度为vy=,则落地时重力的瞬时功 率PD=mg。故PA=PC=PDPB,故选项C正确,A、B、D错误,考点三机车启动模型,1.两种启动方式的比较,2.三个重要关系式 (1)无论哪种启动过程,机车的最大速度都等于其匀速运动时的速度,即vm=。 (2)机车以恒定加速度启动时,匀加速过程结束后功率最大,速度不

6、是最大,即v=vm=。 (3)机车以恒定功率运行时,牵引力做的功W=Pt,由动能定理得Pt-F阻x=Ek,此式经常用于求解机车以恒定功率启动过程的位移或速度,例3(多选)(2018启东中学检测)某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究。他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动,并将小车运动的全过程记录下来,通过处理转化为v-t图像,如图所示(除210 s时间段图像为曲线外,其余时间段图像均为直线)。已知在小车运动的过程中,214 s时间段内小车的功率保持不变,在14 s末停止遥控而让小车自由滑行,小车的质量为1.0 kg,可认为在整个运动过程中小车所受的阻力大小不变。则下列说法正确的是(

7、,A.小车受到的阻力大小为1.5 N B.小车匀加速阶段的牵引力为4 N C.小车匀速行驶阶段的功率为9 W D.小车加速过程中位移大小为42 m,答案ACD小车在1418 s这段时间内只受到阻力的作用,由于其加速度为a=-1.5 m/s2,故阻力为f=ma=1.0 kg(-1.5 m/s2)=-1.5 N,所以其大小为1.5 N,方向与运动方向相反,选项A正确;由于加速阶段的加速度为a=1.5 m/s2,故由牛顿第二定律得F-f=ma,解得F=3 N,选项B错误;小车匀速行驶时,牵引力等于阻力为1.5 N,故其功率为P=Fv=1.56 W=9 W,选项C正确;小车在010 s时间内都是加速的

8、,而02 s的位移为x1=3 m,在210 s这段时间内,由动能定理得Pt-fx2=m-m,解得x2=39 m,故加速过程 的总位移为42 m,选项D正确,易错警示 (1)在机车功率P=Fv中,F是机车的牵引力而不是机车所受合力或阻力,所以P=Ffvm只体现了一种数量关系以用于计算,即牵引力与阻力平衡时达到最大运行速度。 (2)恒定功率下的启动过程一定不是匀加速运动,匀变速直线运动的公式不再适用,启动过程发动机做的功可用W=Pt计算,不能用W=Fl计算(因为F为变力)。 (3)以恒定加速度启动匀变速过程只能维持一段时间,之后又要经历非,匀变速直线运动,所以匀变速直线运动的公式只适用于前一段时间

9、,切不可生搬硬套,变力做功的几种常用方法,加油小站,续表,续表,例4(2018响水中学模拟)如图所示,用长为l、不可伸长的细线把质量为m的小球悬挂于O点,将小球拉至偏离竖直方向角后放手,运动t时间后停在最低点。则在时间t内下列说法正确的是 ( A,A.小球重力做功为mgl(1- cos ) B.空气阻力做功为-mgl cos C.小球所受合力做功为mgl sin,D.绳拉力做功的功率为,解析小球从开始运动到停止的过程中,下降的高度为h=l(1- cos ),所以小球的重力对小球做功WG=mgl(1- cos ),故A项正确;在小球运动的整个过程中,只有重力和空气阻力对小球做功,根据动能定理WG

10、+Wf=0-0,所以Wf=-WG=-mgl(1- cos ),故B项错误;小球受到的合外力做的功等于小球动能的变化量,所以:W合=0-0=0,故C项错误;由于绳子的拉力始终与小球运动的方向垂直,所以绳子的拉力不做功,拉力做功的功率为0,故D项错误,随堂巩固,1.(2018盐城模拟)如图所示,小球置于倾角为45的斜面上被竖直挡板挡住,整个装置匀速竖直下降一段距离。此过程中,小球重力大小为G,做功为WG;斜面对小球的弹力大小为F1,做功为W1;挡板对小球的弹力大小,为F2,做功为W2。不计一切摩擦,则下列判断正确的是( A ) A.F2=G,W2=0B.F1=G,W1=WG C.F1G,W1WGD

11、.F2G,W2WG,解析对小球受力分析可知:F1 cos 45=G,F1 sin 45=F2,联立解得F2=G,F1=G,由于F2与位移方向垂直,故F2不做功,即W2=0,F1做功为W1=F1 h cos 45=Gh,重力做功为WG=Gh,故W1=WG,故A项正确,2.(2019江阴一中月考)高三某同学参加引体向上体能测试,在20 s内完成10次标准动作,则此过程中该同学克服重力做功的平均功率最接近于( A ) A.150 WB.300 WC.450 WD.600 W,解析完成一次标准动作的时间为T= s=2 s,高三同学的体重大 约为500750 N,引体向上重心上升的高度大约为0.5 m,

12、该同学克服重力做功的平均功率表达式为=,则克服重力做功的平均功率大约为125 187.5 W,A项正确,B、C、D项错误,3.汽车以恒定功率P、初速度v0冲上倾角一定的斜坡时,汽车受到的阻力恒定不变,则汽车上坡过程的v-t图像不可能是选项图中的( A,解析由瞬时功率P=Fv可知,汽车功率恒定,汽车开始所受牵引力F=,若牵引力与汽车所受阻力相等,则汽车做匀速运动,B项中v-t图像是 可能的;若牵引力大于阻力,则汽车做加速运动,随速度增大,牵引力减小,而汽车所受阻力不变,由牛顿第二定律可知,汽车的加速度减小,直至减小到零,C项中v-t图像是可能的,A项中v-t图像是不可能的;若牵引力小于阻力,则汽车做减速运动,牵引力增大,汽车所受阻力不变,由牛顿第二定律可知,汽车的加速度减小,直至减小到零,D项中v-t图像是可能的,4.(2018镇江期末)如图所示,三个固定的斜面底边长度都相等,斜面倾角分别为30、45、60,斜面的表面情况都一样。完全相同的物体(可视为质点)A、B、C分别从三斜面的顶部