高考物理总复习 第五章 -第1讲 功功率课件

1、 最新考纲最新考纲 1.功和功率功和功率 2.动能和动能定理动能和动能定理 3.重力做功与重力势能重力做功与重力势能 4.功能关系、机械能守恒定律及其应用功能关系、机械能守恒定律及其应用 实验五：探究动能定理实验五：探究动能定理 实验六：验证机械能守恒定律实验六：验证机械能守恒定律 考向瞭望考向瞭望 1.功、功率、动能、势能等概念的考查，常以选择功、功率、动能、势能等概念的考查，常以选择 题型考查题型考查 2.动能定理的综合应用，可能结合电场知识考查动能定理的综合应用，可能结合电场知识考查 3.功能关系、机械能守恒定律的应用，往往以非选功能关系、机械能守恒定律的应用，往往以非选 择题的形式出现

2、，常结合牛顿定律、圆周运动知择题的形式出现，常结合牛顿定律、圆周运动知 识、电磁学等内容特点是综合性强，难度大识、电磁学等内容特点是综合性强，难度大 4.本章知识与生产、生活、科技相结合考查本章知识与生产、生活、科技相结合考查. 热点一功和功率热点一功和功率 本部分内容在高考中所占比例为本部分内容在高考中所占比例为5%左右，题型比较左右，题型比较 全面，题目难度中等，在高考中单独考查其基本概念的几全面，题目难度中等，在高考中单独考查其基本概念的几 率很小，往往与动能定理、功能关系、电磁学、图象问题率很小，往往与动能定理、功能关系、电磁学、图象问题 等知识结合综合考查，是高考命题的热点，例如等知

3、识结合综合考查，是高考命题的热点，例如2010年福年福 建卷第建卷第22题与牛顿第二定律结合，题与牛顿第二定律结合，2010年新课标全国卷第年新课标全国卷第 16题与动能定理及运动图象知识结合，题与动能定理及运动图象知识结合，2010年浙江卷第年浙江卷第23 题与带电粒子在磁场中的运动结合考查考生的综合能力和题与带电粒子在磁场中的运动结合考查考生的综合能力和 迁移能力迁移能力 热点二动能动能定理热点二动能动能定理 本部分内容在高考中所占比例为本部分内容在高考中所占比例为10%左右，动能定左右，动能定 理一直是高考的热点内容，每年必考，题型非常全面，既理一直是高考的热点内容，每年必考，题型非常全

4、面，既 有选择题、实验题，也有计算题，以中等难度为主对动能有选择题、实验题，也有计算题，以中等难度为主对动能 定理的考查常以生产、生活、科技为背景命题，考查的方定理的考查常以生产、生活、科技为背景命题，考查的方 式既可单独命题，如式既可单独命题，如2010年江苏卷第年江苏卷第8题、福建卷第题、福建卷第17题，题， 也可与电磁学结合综合考查，如也可与电磁学结合综合考查，如2010年安徽卷第年安徽卷第24题命题命 题特点是综合性强、难度大，往往是以高考压轴题的形式题特点是综合性强、难度大，往往是以高考压轴题的形式 出现出现 热点三机械能守恒定律功能关系热点三机械能守恒定律功能关系 本部分内容在高考

5、中所占比例为本部分内容在高考中所占比例为10%左右，题型较左右，题型较 全面，但以非选择题为主，题目难度中等以上，有关功能全面，但以非选择题为主，题目难度中等以上，有关功能 关系、机械能守恒定律的考查多以生活、科技为载体，考关系、机械能守恒定律的考查多以生活、科技为载体，考 查的方式既可单独命题，如查的方式既可单独命题，如2010年山东卷第年山东卷第22题，安徽卷题，安徽卷 第第14题题 ；也可与圆周运动、平抛运动结合命题，如；也可与圆周运动、平抛运动结合命题，如2010 年江苏卷第年江苏卷第14题；还可与带电粒子在电磁场中的运动等知题；还可与带电粒子在电磁场中的运动等知 识结合命题如识结合命

6、题如2010年山东卷第年山东卷第25题命题特点是灵活性题命题特点是灵活性 强、综合面大、能力要求高强、综合面大、能力要求高. 温故自查温故自查 1物理意义：功是描述力对物理意义：功是描述力对效果的物效果的物 理量，是过程量理量，是过程量 2做功的二要素：做功的二要素：上的位移上的位移 3定义：力和物体在力的方向上位移的乘积称为力定义：力和物体在力的方向上位移的乘积称为力 对物体做的功对物体做的功 4计算式：计算式：W ，F表示恒力的大小，表示恒力的大小，l 表示物体运动的位移，表示物体运动的位移，的夹角的夹角 空间积累空间积累 力和力的方向力和力的方向 Flcos 为力的方向与位移方向为力的方

7、向与位移方向 5特点：功是特点：功是，取值不同，功会出现正负，取值不同，功会出现正负， 正功表示正功表示做功，负功表示做功，负功表示 做功，合力的功等于做功，合力的功等于 各分力分别做功的各分力分别做功的 和和 标量标量 动力动力阻力阻力 代数代数 考点精析考点精析 1功的计算公式功的计算公式WFlcos应用注意要点应用注意要点 (1)WFlcos是恒力做功的计算式，对变力做功的计是恒力做功的计算式，对变力做功的计 算不适用因此，每当使用算不适用因此，每当使用WFlcos计算功时，要先弄计算功时，要先弄 清是恒力做功还是变力做功清是恒力做功还是变力做功 例如：竖直上抛一物体，受到大小不变的空气

8、阻力例如：竖直上抛一物体，受到大小不变的空气阻力F 阻阻，上升的最大高度为 ，上升的最大高度为h，则从抛出到落回抛出点的整个，则从抛出到落回抛出点的整个 过程中，阻力过程中，阻力F阻 阻是变力 是变力(方向变方向变)不能只简单地认为位移不能只简单地认为位移 为零阻力做的功就是零实际上阻力做的功为为零阻力做的功就是零实际上阻力做的功为2F阻 阻h. 位移为零，做功也为零这一结论只对恒力做功适位移为零，做功也为零这一结论只对恒力做功适 用同时要特别注意公式的成立条件用同时要特别注意公式的成立条件 (2)恒力做功多少只与恒力做功多少只与F、l及二者夹角余弦有关，而及二者夹角余弦有关，而 与物体的加速

9、度大小、速度大小、运动时间长短等都无关，与物体的加速度大小、速度大小、运动时间长短等都无关， 即与物体的运动性质无关，同时还与有无其他力做功也无即与物体的运动性质无关，同时还与有无其他力做功也无 关关 (3)公式公式WFlcos中的中的l是物体相对地面的位移，而是物体相对地面的位移，而 不是相对于和它接触的物体的位移不是相对于和它接触的物体的位移 2合力做功的计算合力做功的计算 (1)合力做的功等于各力做功的代数和合力做的功等于各力做功的代数和 即即W合 合 W1W2W3 (2)先求出物体受到的合力先求出物体受到的合力F合 合，再由 ，再由W合 合 F合 合lcos求 求 解，但应注意解，但应

10、注意应为合力与位移应为合力与位移l的夹角，的夹角，F合 合在运动过程 在运动过程 中保持不变中保持不变. 温故自查温故自查 摩擦力可以做摩擦力可以做 ，也可以做，也可以做 ，也可以，也可以 1滑动摩擦力做功情况分析滑动摩擦力做功情况分析 (1)滑动摩擦力可以做正功，如图所示，平板车放在滑动摩擦力可以做正功，如图所示，平板车放在 光滑水平面上，右端放一小木块，用力光滑水平面上，右端放一小木块，用力F拉平板车，结果拉平板车，结果 木块在平板车上滑动，这时平板车给木块的滑动摩擦力木块在平板车上滑动，这时平板车给木块的滑动摩擦力Ff 水平向右木块的位移也向右，滑动摩擦力水平向右木块的位移也向右，滑动摩

11、擦力Ff对木块做对木块做 正功正功负功负功不做功不做功 正功正功 (2)滑动摩擦力不做功的情况如图甲所示，滑动摩擦力不做功的情况如图甲所示，A、B叠放叠放 在水平面上，在水平面上，B用一水平绳与墙相连，现用水平力用一水平绳与墙相连，现用水平力F将将A拉拉 出，物体出，物体A对对B的滑动摩擦力的滑动摩擦力Ff水平向右，水平向右，B的位移为零，的位移为零， 所以，滑动摩擦力所以，滑动摩擦力Ff对对B 甲乙甲乙 (3)滑动摩擦力做负功的情况如图乙所示，物体从斜滑动摩擦力做负功的情况如图乙所示，物体从斜 面上滑下时，滑动摩擦力做了面上滑下时，滑动摩擦力做了 不做功不做功 负功负功 2静摩擦力做功情况分

12、析静摩擦力做功情况分析 (1)如图丙所示，光滑水平面上的物体如图丙所示，光滑水平面上的物体A、B在外力在外力F 的作用下能保持相对静止地匀加速运动，则在此过程中，的作用下能保持相对静止地匀加速运动，则在此过程中， A对对B的静摩擦力对的静摩擦力对B做做 丙丁丙丁 正功正功 (2)如果受静摩擦力作用的物体位移不为零，静摩擦如果受静摩擦力作用的物体位移不为零，静摩擦 力做功也可能为零如图丁所示，匀速向右行驶的车厢里，力做功也可能为零如图丁所示，匀速向右行驶的车厢里， 由力的平衡知，车厢壁对物块有竖直向上的静摩擦力由力的平衡知，车厢壁对物块有竖直向上的静摩擦力Ff， 位移方向水平向右，故位移方向水平

13、向右，故Ff与位移方向垂直，静摩擦力对物与位移方向垂直，静摩擦力对物 块块 (3)如图所示，物体如图所示，物体A、B在力在力F作用下一块向右加速作用下一块向右加速 运动时，运动时，A对对B的静摩擦力对的静摩擦力对B做做 不做功不做功 负功负功 考点精析考点精析 在静摩擦力做功的过程中，只有机械能的相互转移在静摩擦力做功的过程中，只有机械能的相互转移 (静摩擦力起着传递机械能的作用静摩擦力起着传递机械能的作用)，而没有机械能转化为，而没有机械能转化为 其他形式的能在滑动摩擦力做功的过程中，既有机械能其他形式的能在滑动摩擦力做功的过程中，既有机械能 之间的相互转移，又有机械能与其他形式的能量之间的

14、相之间的相互转移，又有机械能与其他形式的能量之间的相 互转化在系统内，一对静摩擦力所做功的代数和一定为互转化在系统内，一对静摩擦力所做功的代数和一定为 零；一对滑动摩擦力所做的总功为负值，其绝对值等于滑零；一对滑动摩擦力所做的总功为负值，其绝对值等于滑 动摩擦力与相对位移的乘积动摩擦力与相对位移的乘积(系统损失的机械能系统损失的机械能)，也等于，也等于 该系统增加的内能，即该系统增加的内能，即E机 机 E内 内 Ffl相对 相对. 温故自查温故自查 1公式公式 (1)P ，P为时间为时间t内的内的 (2)P ，为为F与与v的夹角的夹角 若若v为平均速度，则为平均速度，则P为为 若若v为瞬时速度

15、，则为瞬时速度，则P为为 2物理意义：描述做功的物理意义：描述做功的 ，功率大则做功，功率大则做功， 功率小则做功功率小则做功 平均功率平均功率 Fvcos 平均功率平均功率 瞬时功率瞬时功率 快慢快慢快快 慢慢 3额定功率：机器额定功率：机器 工作的功率，一般在机器的工作的功率，一般在机器的 铭牌上标明铭牌上标明 4实际功率：机器实际功率：机器 时输出的功率要求时输出的功率要求 额定功率额定功率 正常正常 实际工作实际工作 小于等于小于等于 (2)从从PFv可见：可见： 当当P一定时，要增加一定时，要增加F，必须减小，必须减小v.故汽车爬坡时，故汽车爬坡时， 司机常换低挡降低速度来增大牵引力

16、司机常换低挡降低速度来增大牵引力 当当F一定时，一定时，v增加增加(如匀加速运动如匀加速运动)，则，则P也会增加，也会增加， 但这样的过程是有限度的但这样的过程是有限度的 当当v一定时，一定时，P越大越大F就越大，如功率越大的起重机就越大，如功率越大的起重机 可吊起的重物的质量越大可吊起的重物的质量越大 温故自查温故自查 发动机的功率即是牵引力的功率，发动机的功率即是牵引力的功率，P ，在功率，在功率 一定的条件下，发动机产生的牵引力一定的条件下，发动机产生的牵引力F跟跟 成反成反 比比 Fv 运动速度运动速度 2机车从静止匀加速启动机车从静止匀加速启动 机车以恒定的加速度启动时，开始牵引力不

17、变，当机车以恒定的加速度启动时，开始牵引力不变，当 其速度增大到一定值其速度增大到一定值v时，其功率达到最大值，下面的过时，其功率达到最大值，下面的过 程与上述程与上述(1)一样在此过程中，其牵引力功率、牵引力、一样在此过程中，其牵引力功率、牵引力、 加速度及速度的变化情况可表示如下：加速度及速度的变化情况可表示如下： 即机车启动后先做匀加速运动，后做加速度逐渐减即机车启动后先做匀加速运动，后做加速度逐渐减 小的加速运动，再做匀速运动小的加速运动，再做匀速运动 命题规律命题规律根据恒力做功的公式根据恒力做功的公式WFscos，计算，计算 力所做的功或合力所做的功力所做的功或合力所做的功 考例考

18、例1如图所示，质量为如图所示，质量为m的物体静的物体静 止在倾角为止在倾角为的斜面上，物体与斜面的动摩的斜面上，物体与斜面的动摩 擦因数为擦因数为，现使斜面水平向左匀速移动距，现使斜面水平向左匀速移动距 离离l.求：求： (1)摩擦力对物体做的功为多少？摩擦力对物体做的功为多少？(物体物体 与斜面相对静止与斜面相对静止) (2)斜面对物体的弹力做的功为多少？斜面对物体的弹力做的功为多少？ (3)重力对物体做的功为多少？重力对物体做的功为多少？ (4)斜面对物体做的功又是多少？各力对斜面对物体做的功又是多少？各力对 物体所做的总功是多少？物体所做的总功是多少？ 解析解析物体物体m受到重力受到重力

19、mg、摩擦力、摩擦力Ff和支持力和支持力FN的的 作用，如图所示，作用，如图所示，m有沿斜面下滑的趋势，有沿斜面下滑的趋势，Ff为静摩擦力，为静摩擦力， 位移位移s的方向与速度的方向与速度v的方向相同的方向相同 据物体的平衡条件有据物体的平衡条件有Ffmgsin，FNmgcos，由，由 功的计算公式功的计算公式WFscos有：有： (1)摩擦力摩擦力Ff对物体做功对物体做功 WFFflcos(180)mglsincos (2)弹力弹力FN对物体做功对物体做功 WFNFNlcos(90)mglsincos (3)重力重力G做功做功WGmglcos900 (4)斜面对斜面对m的作用力即的作用力即F

20、N和和Ff的合力，其方向竖直向的合力，其方向竖直向 上，大小等于上，大小等于mg(m处于平衡状态处于平衡状态)，则，则W斜 斜 F合 合scos90 mglcos900.各力对物体所做的总功是求各力做功的各力对物体所做的总功是求各力做功的 代数和，即：代数和，即：W总 总 WFfWFNWG0 答案答案(1)mglsincos(2)mglsincos(3)0 (4)0,0 总结评述总结评述求功，必须弄清是哪个力的功，此力是求功，必须弄清是哪个力的功，此力是 否为恒力，对恒力做功可直接用公式否为恒力，对恒力做功可直接用公式WFscos来计来计 算此题中求算此题中求WFN时，有的同学认为时，有的同学

21、认为FN与斜面垂直不做与斜面垂直不做 功，这是错误的，支持力功，这是错误的，支持力FN虽与斜面垂直但与位移虽与斜面垂直但与位移s并不并不 垂直，故支持力垂直，故支持力FN对物体做功，正确找出对物体做功，正确找出F、s、是求功是求功 的关键的关键 请同学们自己求解，若：请同学们自己求解，若： (1)物体与斜面一起水平向左以加速度物体与斜面一起水平向左以加速度a匀加速移动距匀加速移动距 离离l，求斜面对物体做的功答案，求斜面对物体做的功答案(Wmal) (2)物体与斜面一起竖直向上以加速度物体与斜面一起竖直向上以加速度a匀加速移动距匀加速移动距 离离l，求斜面对物体做的功答案，求斜面对物体做的功答

22、案Wm(ga)l 命题规律命题规律(1)将变力做功转化为恒力做功将变力做功转化为恒力做功(2)利用利用 图象法求变力做功图象法求变力做功(3)利用动能定理求变力做功利用动能定理求变力做功 考例考例2如图，定滑轮至滑块的高度为如图，定滑轮至滑块的高度为h，已知细绳，已知细绳 的拉力为的拉力为F(恒定恒定)，滑块沿水平面由，滑块沿水平面由A点前进点前进s至至B点，滑块点，滑块 在初、末位置时细绳与水平方向夹角分别为在初、末位置时细绳与水平方向夹角分别为和和.求滑块求滑块 由由A点运动到点运动到B点过程中，绳的拉力对滑块所做的功点过程中，绳的拉力对滑块所做的功 解析解析设绳对物体的拉力为设绳对物体的

23、拉力为T，显然人对绳的拉力，显然人对绳的拉力F 等于等于T.T在对物体做功的过程中大小虽然不变，但其方向在对物体做功的过程中大小虽然不变，但其方向 时刻在改变，因此该问题是变力做功的问题但是在滑轮时刻在改变，因此该问题是变力做功的问题但是在滑轮 的质量以及滑轮与绳间的摩擦不计的情况下，人对绳做的的质量以及滑轮与绳间的摩擦不计的情况下，人对绳做的 功就等于绳的拉力对物体做的功而拉力功就等于绳的拉力对物体做的功而拉力F的大小和方向的大小和方向 都不变，所以都不变，所以F做的功可以用公式做的功可以用公式WFscos直接计直接计 算由图可知，在绳与水平面的夹角由算由图可知，在绳与水平面的夹角由变到变到

24、的过程中，的过程中， 拉力拉力F的作用点的位移大小为：的作用点的位移大小为： 总结评述总结评述利用几何关系求出拉过去的绳长，即利用几何关系求出拉过去的绳长，即F 的作用点的位移，是求解本题的关键，也是此类题目易出的作用点的位移，是求解本题的关键，也是此类题目易出 现错误的地方现错误的地方. 命题规律命题规律对功率概念的理解，平均功率和瞬时功对功率概念的理解，平均功率和瞬时功 率的区别和计算率的区别和计算 考例考例3如图所示，物体由静止开始沿倾角为如图所示，物体由静止开始沿倾角为的固的固 定光滑斜面上下滑，物体质量为定光滑斜面上下滑，物体质量为m，斜面高为，斜面高为H.求：求： (1)物体滑到底

25、端过程中重力的功率；物体滑到底端过程中重力的功率； (2)物体滑到斜面底端时重力的功率物体滑到斜面底端时重力的功率 总结评述总结评述正确区分平均功率和瞬时功率是解决本正确区分平均功率和瞬时功率是解决本 题的关键容易失误的地方是疏忽了力和速度之间的夹角，题的关键容易失误的地方是疏忽了力和速度之间的夹角， 直接用直接用PFv求瞬时功率求瞬时功率 如图所示，小物体如图所示，小物体A沿高为沿高为h、倾角为、倾角为的光滑斜面以的光滑斜面以 初速度初速度v0从顶端滑到底端，而相同的物体从顶端滑到底端，而相同的物体B以同样大小的以同样大小的 初速度从等高处竖直上抛，则初速度从等高处竖直上抛，则() A两物体落地时速度的大小相同两物体落地时速度的大小相同 B两物体落地时，重力的瞬时功率相同两物体落地时，重力的瞬时功率相同 C从开始运动至落地过程中，重力对它们做功相同从开始运动至落地过程中，重力对它们做功相同 D从开始运动至落地过程中，重力对它们做功的平从开始运动至落地过程中，重力对它们做功的平 均功率相同均功率相同 答案答案AC 解析解析由于竖直高度的变化是相同的，所以相同质由于竖直高度的变化是相同的，所以相同质 量的物体重力做功是一样的，再根据动能定理可计算出末量的物体重力做功是一样的，