高考物理复习第05章机械能第1讲功功率市赛课公开课一等奖省名师获奖课件

机械能第五章1/55考试内容要求高考命题统计命题规律卷Ⅰ卷Ⅱ卷Ⅰ卷Ⅱ卷Ⅲ卷Ⅰ卷Ⅱ卷Ⅲ功和功率ⅡT176分T146分机械能守恒定律是力学基本规律之一，利用功效关系、机械能守恒定律处理单个或多个物体运动问题是高考热点．动能和动能定理Ⅱ重力做功与重力势能Ⅱ2/55考试内容要求高考命题统计命题规律卷Ⅰ卷Ⅱ卷Ⅰ卷Ⅱ卷Ⅲ卷Ⅰ卷Ⅱ卷Ⅲ功效关系、机械能守恒定律及应用ⅡT216分T25、20分T21、6分T25、20分T2412分T17、6分T16、6分应用机械能守恒定律研究单个物体运动，往往与圆周运动相结合，包括牛顿运动定律应用．应用机械能守恒定律研究多物体组成系统运动，有时包括动能定理和动量定理应用.试验：探究动能定理试验：验证机械能守恒定律3/5502关键考点·探究突破03模拟演练·稳基提能栏目导航01基础再现·双击落实04课后回顾·高效练习4/5501基础再现·双击落实1.定义：一个物体受到力作用，假如在____________上发生了一段位移，就说这个力对物体做了功．2．必要原因：力和物体在____________上发生位移．3．物理意义：功是能量转化________．力方向一功

力方向量度5/55Flcos

α

正功负功克服不做功6/556．(1)把一小球以一定初速度竖直向上抛出．小球上升最大高度为H，空气阻力大小恒为f，求从抛出到落回抛出点整个过程中，空气阻力对小球做功．甲同学认为“从抛出到落回原点，位移为0，故空气阻力做功为0”，乙同学认为“上升和下降过程中空气阻力做功均为－fH，故整个过程中，空气阻力做功为－2fH.”你认为哪位同学结果是正确？为何？提醒：乙同学是正确．因整个过程空气阻力不是恒力，不能用功公式直接求解．所以甲认识是错误．(2)举例说明：一对作用力和反作用力都做正功、都做负功？一个做正功，一个做负功？提醒：两带同种电荷小球相互靠近或远离；两带异种电荷小球沿同一方向运动.7/55二功率

时间快慢平均功率平均瞬时8/554．机车两种开启过程分析(1)机车以恒定功率开启时，其速度v、牵引力F、加速度a怎样改变？试定性画出这一过程v­t图象．提醒：9/55(2)机车以恒定加速度开启时，其速度v、功率P、加速度a怎样改变？匀加速直线运动过程何时结束？试定性画出这一过程v­t图象．提醒：10/551．判断正误(1)一个力对物体做了负功，则说明这个力一定妨碍物体运动．()(2)作用力做正功时，反作用力一定做负功．()(3)力对物体做功正负是由力和位移间夹角大小决定．()(4)由P＝Fv可知，发动机功率一定时，机车牵引力与运行速度大小成反比．()(5)汽车上坡时换成低挡位，其目标是减小速度得到较大牵引力．()答案：(1)√(2)×(3)√(4)√(5)√11/552．(粤教版必修2P67第5题)用起重机将质量为m物体匀速吊起一段距离，那么作用在物体上各力做功情况应是以下说法中哪一个？()A．重力做正功，拉力做负功，协力做功为零B．重力做负功，拉力做正功，协力做正功C．重力做负功，拉力做正功，协力做功为零D．重力不做功，拉力做正功，协力做正功答案：C12/553．(粤教版必修2P77第2题)(多项选择)一个物体在水平方向两个恒力作用下沿水平方向做匀速直线运动，若撤去其中一个力，则()A．物体动能可能降低 B．物体动能可能不变C．物体动能可能增加 D．余下力一定对物体做功答案：ACD13/55答案：BD14/555．(人教版必修2P59第1题改编)如图所表示，两个物体与水平地面间动摩擦因数相等，它们质量也相等．在甲图中用力F1拉物体，在乙图中用力F2推物体，夹角均为α，两个物体都做匀速直线运动，经过相同位移．设F1和F2对物体所做功分别为W1和W2，物体克服摩擦力做功分别为W3和W4，以下判断正确是()A．F1＝F2 B．W1＝W2C．W3＝W4 D．W1－W3＝W2－W4答案：D15/551．功正负判断方法(1)恒力做功判断：依据力与位移方向夹角来判断．(2)曲线运动中做功判断：依据F与v方向夹角α来判断，0°≤α＜90°时，力对物体做正功；90°＜α≤180°时，力对物体做负功；α＝90°时，力对物体不做功．(3)依据能量改变来判断：功是能量转化量度，若有能量转化，则必有力对物体做功．此法惯用于判断两个相联络物体之间相互作用力做功判断．02关键考点·探究突破考点一功正负判断与计算16/552．恒力做功计算方法3．协力做功计算方法方法一：先求协力F合，再用W合＝F合lcosα求功．方法二：先求各个力做功W1、W2、W3、…，再应用W合＝W1＋W2＋W3＋…求协力做功．17/551．(·课标Ⅱ)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．小环由大圆环最高点从静止开始下滑，在小环下滑过程中，大圆环对它作用力()A．一直不做功 B．一直做正功C．一直指向大圆环圆心 D．一直背离大圆环圆心A18/55解析：小环在固定光滑大圆环上滑动，做圆周运动，其速度沿大圆环切线方向，大圆环对小环弹力(即作用力)垂直于切线方向，与速度垂直，故大圆环对小环作用力不做功，选项A正确、B错误．开始时大圆环对小环作用力背离圆心，抵达圆心等高点时弹力提供向心力，故大圆环对小环作用力指向圆心，选项C、D错误．19/552．如图所表示，质量为m物体置于倾角为θ斜面上，物体与斜面间动摩擦因数为μ，在外力作用下，斜面以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体m与斜面体相对静止．则关于斜面对m支持力和摩擦力做功情况，以下说法中错误是()A．支持力一定做正功 B．摩擦力一定做正功C．摩擦力可能不做功 D．摩擦力可能做负功B20/55解析：由功计算公式W＝FScosα可知，支持力方向垂直斜面向上，与位移方向夹角小于90°，支持力一定做正功；而摩擦力是否存在需要讨论：当加速度较小时，摩擦力Ff沿斜面向上，即a＜gtanθ，摩擦力沿斜面向上，做负功；当加速度较大时，摩擦力Ff沿斜面向下，即a＞gtanθ，摩擦力沿斜面向下，做正功；当a＝gtanθ时，摩擦力不存在，不做功，总而言之，B是错误.21/55考点二变力做功几个计算方法1.利用微元法求变力做功将物体位移分割成许多小段，因小段很小，每一小段上作用在物体上力能够视为恒力，这么就将变力做功转化为在无数多个位移上恒力所做功代数和．此法惯用于求解大小不变、方向改变变力做功问题．22/55D23/5524/552．化变力为恒力争变力做功有些变力做功问题经过转换研究对象，可转化为恒力做功，用W＝Flcosα求解．此法惯用于轻绳经过定滑轮拉物体做功问题中．25/55如图所表示，固定光滑竖直杆上套着一个滑块，用轻绳系着滑块绕过光滑定滑轮，以大小恒定拉力F拉绳，使滑块从A点起由静止开始上升．若从A点上升至B点和从B点上升到C点过程中拉力F做功分别为W1和W2，滑块经B、C两点动能分别为EkB和EkC，图中AB＝BC，则()A．W1＞W2B．W1＜W2C．W1＝W2D．无法确定W1和W2大小关系A26/55解析：轻绳对滑块做功为变力做功，能够经过转换研究对象，将变力做功转化为恒力做功；因轻绳对滑块做功等于拉力F对轻绳做功，而拉力F为恒力，W＝F·Δl，Δl为轻绳拉滑块过程中力F作用点移动位移，大小等于定滑轮左侧绳长缩短量，由题图可知，ΔlAB＞ΔlBC，故W1＞W2，A正确．27/5528/55B29/5530/5531/55ABD32/5533/554．如图所表示，质量为m小球用长为l细线悬挂而静止在竖直位置，现用水平拉力F将小球迟缓拉至如图所表示位置，细线与竖直方向成α角，今后撤去拉力F，小球再次抵达竖直位置，以下说法正确是()A．整个过程中，拉力F做功为FlsinαB．上升过程中，重力做功为－mgl(1－cosα)C．整个过程中，细绳拉力做功为mgl(1－cosα)D．下摆过程中，小球速度逐步增大，细绳拉力做功逐步增大B解析：当F迟缓地将小球拉离到与竖直方向成α角位置过程中，小球速率不变，动能不变，由动能定理可得：WF1－mgh＝0，而高度改变为：h＝L(1－cosθ)，所以WF1＝mgL(1－cosθ)，故选项A错误，选项B正确；整个运动过程中因为绳拉力一直与速度方向垂直，故绳拉力不做功，故选项C、D错误.34/55考点四功率了解和计算35/55A36/5537/55求功率时，必须明确是求哪一个力功率，且该力必须为恒力，同时要分清是何种类型功率．平均功率对应是一段时间或一个过程，求平均功率必须明确是做功物体在哪一段时间内或哪个过程中平均功率；瞬时功率对应是某一时刻或某一位置，求瞬时功率必须明确是做功物体在哪个时刻或哪个位置瞬时功率，然后正确选择公式求解．38/55

(·昆明七校联考)(多项选择)物体受到水平推力F作用在粗糙水平面上做直线运动。经过力和速度传感器监测到推力F、物体速度v随时间t改变规律分别如图甲、乙所表示。取g＝10m/s2，则以下说法正确是()A．物体质量m＝0.5kgB．物体与水平面间动摩擦因数μ＝0.40C．第2s内物体克服摩擦力做功W＝2.0JD．前2s内推力F做功平均功率＝3WABC39/5540/55C41/556．(·山东质检)如图所表示，质量m＝2kg小物体放在长直水平地面上，用水平细线绕在半径R＝0.5m薄圆筒上．t＝0时刻，圆筒由静止开始绕竖直中心轴转动，其角速度随时间改变规律如图乙所表示，小物体和地面间动摩擦因数μ＝0.1，重力加速度g取10m/s2，则()A．小物体速度随时间改变关系满足v＝4tB．细线拉力大小为2NC．细线拉力瞬时功率满足P＝4tD．在0～4s内，细线拉力做功为12JD42/5543/551.机车两种开启模型考点四机车两种开启模型44/552.机车开启问题惯用三个公式(1)牛顿第二定律：F－Ff＝ma．(2)功率公式：P＝F·v．(3)速度公式：v＝at．说明：F为牵引力，Ff为机车所受恒定阻力．45/55CD46/5547/5548/55CD49/5550/557．(·乌鲁木齐诊疗)动车组是由几节自带动力车厢加几节不带动力车厢组成，带动力车厢叫动车，不带动力车厢叫拖车。每节动车与拖车质量都相等，每节动车额定功率都相等．动车组运行过程中总阻力来自两部分：一部分是车轮与铁轨之间摩擦产生机械阻力，阻力大小与动车组质量成正比；另一部分来自于空气阻力，阻力大小与动车组速度平方成正比．一列12节车厢动车组，有3节动车时最大速度为160km/h，此时空气阻力是总阻力0.5倍．若要使12节车厢动车组最大速度到达240km/h，则动车节数最少为()A．7节 B．8节C．9节 D．10节B51/55解析：设空气阻力为F1＝kv2，车轮与铁轨间摩擦阻力为Ff由题意可知F1＝0.5(F1＋Ff)，得Ff＝F1＝kv23P＝(Ff＋kv)v1nP＝(Ff＋kv)v2解得n＝7.3.n取整数8，选项B