高三物理一轮复习课件第5章机械能51

1、,第1单元功和功率,填一填,1定义：如果作用于某物体的恒力大小为F，该物体沿运动，经过位移l，则F与l的乘积叫做恒力F的功，简称功 2做功的两个不可缺少的因素：和的方向上发生的,3公式：W . 4单位：，1 J1 Nm.,5功的正负的意义 (1)功是，但有正负之分，正功表示动力对物体做功，负功表示对物体做功 (2)一个力对物体做负功，往往说成是物体做功(取绝对值) 6功的正负的确定 公式WFlcos 中，为F与l的夹角 (1)若0，表示力对物体做 (2)若90，则W0，表示力对物体. (3)若90180，则W0，表示力对物体做 功,1定义：功跟完成这些功所用的比值 2物理意义：功率表示做功的，

2、功率大则表示力对物体做功，功率小则表示力对物体做功. 3功率：是量，只有，没有 4计算式 (1)P ，P为时间t内的,5额定功率：机械正常工作时的功率一般在机械的铭牌上标明 6实际功率：机械工作时输出的功率，要求小于等于额定功率 【温馨提示】 发动机的功率是指发动机的牵引力的功率，而不是机车所受合力的功率,练一练 1(2015保定高三模拟)如图所示的四幅图是小明提包回家的情景，小明提包的力不做功的是() 【解析】做功的两个因素是力和物体在力的方向上发生的位移由于B项中力与位移方向垂直，故不做功，因此选B. 【答案】B,2.一质点受到一个大小为10 N的恒定外力的作用，其运动的位移x随时间t变化

3、的图象如右图所示，则下列说法正确的是(),A在010 s内，外力做的功为50 J B在020 s内，外力做的功为0 C在8 s和12 s时，质点运动的速度方向相同 D在10 s末，外力做功的功率最大 【解析】根据题图，取初速度方向为正方向，则恒定外力F10 N010 s内，质点运动的位移x14 m，外力做功W1Fx140 J，故A错误；020 s内，质点运动的位移x20，外力做功W2Fx20，故B正确；010 s内，质点沿正方向做减速运动，1020 s内，质点沿负方向做加速运动，故在8 s和12 s时，质点的速度方向相反，C错误；在10 s末，质点速度为零，外力做功的功率为零，故D错误 【答案

4、】B,3起重机以1 m/s2的加速度将质量为1 000 kg的货物由静止开始匀加速向上提升，g取10 m/s2，则在1 s内起重机对货物做的功是() A500 J B4 500 J C5 000 J D5 500 J 【答案】D,4一质量为m的木块静止在光滑的水平面上，从t0开始，将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上，在tt1时刻力F的瞬时功率是(),【答案】C,考点一正、负功的判断及大小的计算 考点梳理 1判断力是否做功及做功正负的方法 (1)看力F的方向与位移l的方向间的夹角常用于恒力做功的情形 (2)看力F的方向与速度v的方向间的夹角常用于曲线运动的情形,(3)根据动能的变化：动能定理

5、描述了合外力做功与动能变化的关系，即W合Ek末Ek初，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计算功的方法 (1)恒力做的功 直接用WFlcos 计算,(2)合外力做的功 方法一：先求合外力F合，再用W合F合lcos 求功 方法二：先求各个力做的功W1、W2、W3，再应用W合W1W2W3求合外力做的功 (3)变力做的功 应用动能定理求解 用WPt求解，其中变力的功率P不变 常用方法还有转换法、微元法、图象法、平均力法等，求解时根据条件灵活选择,典例应用 在水平面上运动的物体，从t0时刻起受到一个水平力F的作用，力F和此后物体的速度v随时间t的变化图象如下图所示，则(),A在t0

6、时刻之前物体所受的合外力一定做负功 B在t0时刻开始的前3 s内，力F做的功为零 C除力F外，其他外力在第1 s内做正功 D力F在第3 s内做的功是第2 s内做功的3倍,【答案】AD,【总结提升】 计算做功的一般思路,如图所示，木板可绕固定水平轴O转动木板从水平位置OA缓慢转到OB位置，木板上的物块始终相对于木板静止在这一过程中，物块的重力势能增加了2 J用FN表示物块受到的支持力，用Ff表示物块受到的摩擦力，在此过程中，以下判断正确的是(),AFN和Ff对物块都不做功 BFN对物块做功为2 J，Ff对物块不做功 CFN对物块不做功，Ff对物块做功为2 J DFN和Ff对物块所做功的代数和为0

7、 【解析】由做功的条件可知：只要有力，并且物块沿力的方向有位移，那么该力就对物块做功由受力分析知，支持力FN做正功，但摩擦力Ff方向始终和速度方向垂直，所以摩擦力不做功由动能定理知WFNmgh0，故支持力FN做功为mgh. 【答案】B,考点二对功率的理解及计算 考点梳理 1平均功率的计算 2瞬时功率的计算 (1)利用公式PFvcos ，其中v为t时刻的瞬时速度 (2)利用公式PFvF，共中vF为物体的速度v在力F方向上的分速度 (3)利用公式PFvv，其中Fv为物体受的外力F在速度v方向上的分力,典例应用 如图所示，竖直向上拉动细绳，使质量m1 kg的重物从静止开始以5 m/s2的加速度上升，

8、则拉力F在1 s内对物体的功为多大？拉力F在1 s末的瞬时功率为多大？(g取10 m/s2),【解题指导】1.作用在重物上的拉力大小是F吗？ 2重物上升h的过程中拉力F做了Fh的功吗？ 31 s末物体的速度为v，则力F的瞬时功率为Fv吗？ 提示：1.不是2.不是3.不是 【课堂笔记】对物体和滑轮受力分析，由牛顿第二定律得： 2Fmgma，,【答案】37.5 J75 W 【总结提升】区别平均功率和瞬时功率 对于功率问题，首先要弄清楚是平均功率还是瞬时功率平均功率与一段时间(或过程)相对应，计算时应明确是哪个力在哪段时间(或过程)内做功的平均功率瞬时功率计算时应明确是哪个力在哪个时刻(或状态)的功

9、率,如图所示，将质量为m的小球以初速度v0从A点水平抛出，正好垂直于斜面落在斜面上B点已知斜面的倾角为. (1)小球落到斜面上B点时重力做功的瞬时功率是多少？ (2)小球从A到B过程中重力做功的平均功率是多少？,机车的两种启动模型分析 模型一以恒定功率启动 (1)动态过程,(2)这一过程的速度时间图象如下图所示：,模型二以恒定加速度启动 (1)动态过程：,(2)这一过程的速度时间图象如下图所示：,面对能源紧张和环境污染等问题，混合动力汽车应运而生所谓混合动力汽车，是指拥有两种不同动力源(如燃油发动机和电力发动机)的汽车，既省油又环保车辆在起步或低速行驶时可仅靠电力驱动；快速行驶或者需急加速时燃

10、油发动机启动，功率不足时可由电力补充；在制动、下坡、怠速时能将机械能转化为电能储存在电池中备用假设汽车质量为M，当它在平直路面上行驶时，只采用电力驱动，发动机额定功率为P1，能达到的最大速度为v1；汽车行驶在倾角为的斜坡道上时，为获得足够大的驱动力，两种动力同时启动，此时发动机的总额定功率可达P2.已知汽车在斜坡道上行驶时所受的摩擦阻力是在平直路面上的k倍(k1)，重力加速度为g.求汽车在斜坡道上能达到的最大速度,【解题指导】(1)建模：汽车在驱动力(受功率和速度制约)作用下，从静止开始克服一定的阻力，最后达到最大速度的整个过程，可看作“机车启动模型” (2)抓条件：汽车达到最大速度时驱动力等

11、于阻力 (3)析过程：针对汽车在平直路面和斜坡道上的两个过程，分别列式求解 【解析】汽车在平直路面上行驶，以功率P1匀速行驶时速度最大，设驱动力为F1，阻力为F阻，则P1F1v1 F1F阻 设汽车在斜坡道上行驶时驱动力为F2，能达到的最大速度为v2，则P2F2v2 F2Mgsin kF阻,一辆汽车在平直的路面上以恒定功率由静止开始行驶，设所受阻力大小不变，其牵引力F与速度v的关系如图所示，加速过程结束时对应图中的B点，所用的时间t10 s，经历的路程x60 m此后汽车做匀速直线运动 求：(1)汽车所受阻力的大小 (2)汽车的质量,额定功率是80 kW的无轨电车，其最大速度是72 km/h，质量

12、是2 t，如果它从静止先以2 m/s2的加速度匀加速开出，阻力大小一定，则 (1)电车匀加速运动行驶能维持多少时间？ (2)又知电车从静止驶出到增至最大速度共经历了21 s，在此过程中，电车通过的位移是多少？,【答案】(1)5 s(2)270 m,模拟题组 1(2015洛阳高三上学期质检)如图所示水平地面上有三个底面相同、倾角分别为30、45、60的固定斜面，三个斜面与物体间的动摩擦因数相同，同一物体沿三个斜面从顶端开始由静止下滑到底部的过程中，克服摩擦力做功最多的斜面是(),A倾角为30的斜面 B倾角为45的斜面 C倾角为60的斜面 D一样多,【答案】D,2(2015郴州模拟)提高物体(例如

13、汽车)运动速率的有效途径是增大发动机的功率和减小阻力因数(设阻力与物体运动速率的平方成正比，即Ffkv2，k是阻力因数)当发动机的额定功率为P0时，物体运动的最大速率为vm，如果要使物体运动的速率增大到2vm，则下列办法可行的是(),【答案】CD,高考题组 3(2014重庆卷，2)某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶，受到的阻力分别为车重的k1和k2倍，最大速率分别为v1和v2，则(),【答案】B,4.(2012江苏卷)如图所示，细线的一端固定于O点，另一端系一小球在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是() A逐渐增大 B逐渐减小 C先增大，后减小 D先减小，后增大,【解析】因小球速率不变，所以小球以O点为圆心做匀速圆周运动受力如右图所示，因此在切线方向上应有：mgsin Fcos ，Fmgtan .则拉力F的瞬时功率PFvcos mgvsin .从A运动到B的过程中，拉力的瞬时功率随的增大而增大A项正确 【答案】A,新题快递 5把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牵引动力，又可以载客，这样的客车车辆叫做动车几节自