2022年高考物理一轮复习-第5章-机械能-基础课时12-功和功率课件.ppt

基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练高考导航考点内容考点内容要求要求高考命题实况高考命题实况命题热点命题热点2014卷卷2014卷卷2015卷卷2015卷卷功和功率功和功率T166分分T176分分(1)功和功率的计算；功和功率的计算；(2)对动能定理、机械能守对动能定理、机械能守恒定律、功能关系的理解恒定律、功能关系的理解及应用；及应用；(3)与牛顿第二定律相结合与牛顿第二定律相结合考查运动情况和功能关系；考查运动情况和功能关系；(4)与平抛运动、圆周运动、与平抛运动、圆周运动、实际问题相结合的综合性实际问题相结合的综合性考查。考查。动能和动能定理动能和动能定理T176分分重力做功与重力势能重力做功与重力势能功能关系、机械能守功能关系、机械能守恒定律及其应用恒定律及其应用T176分分T216分分实验五：探究动能定实验五：探究动能定理理实验六：验证机械能实验六：验证机械能守恒定律守恒定律第一页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练基础课时基础课时12功和功率功和功率第二页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练知识梳理知识梳理知识点一、功知识点一、功1.做功的两个要素做功的两个要素(1)作用在物体上的作用在物体上的_；(2)物体在力的方向上发生的物体在力的方向上发生的_。2.公式：公式：W_(1)是力与是力与_方向之间的夹角，方向之间的夹角，l为物体对地的位移。为物体对地的位移。(2)该公式只适用于该公式只适用于_做功。做功。恒力恒力位移位移Flcos位移位移力力第三页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练3.功的正负功的正负夹角夹角功的正负功的正负90力对物体做力对物体做_90力对物体力对物体_90力对物体做力对物体做_或说成物体克服这个力做了功或说成物体克服这个力做了功正功正功不做功不做功负功负功第四页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练思考思考一阵风水平吹过，将熟透的苹果从两米高的枝头吹落。若苹果重一阵风水平吹过，将熟透的苹果从两米高的枝头吹落。若苹果重2N，风，风力恒为力恒为3N，下落的水平位移为，下落的水平位移为1m。(1)苹果下落过程中，重力和风力各做多少功？苹果下落过程中，重力和风力各做多少功？(2)重力和风力对苹果做的总功能不能用平行四边形定则来求？若重力和风力对苹果做的总功能不能用平行四边形定则来求？若不能应该怎么求？所做总功为多少？总结出两个力的总功的求法不能应该怎么求？所做总功为多少？总结出两个力的总功的求法。第五页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练知识点二、功率知识点二、功率1.定义定义：功与完成这些功所用时间的：功与完成这些功所用时间的_。2.物理意义：物理意义：描述力对物体描述力对物体_。3.公式公式平均功率平均功率(2)P_(为为F与与v的夹角的夹角)v为平均速度，则为平均速度，则P为为_。v为瞬时速度，则为瞬时速度，则P为为_。4.额定功率额定功率：机械正常工作时输出的：机械正常工作时输出的_功率。功率。平均功率平均功率瞬时功率瞬时功率最大最大做功的快慢做功的快慢比值比值Fvcos第六页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练思考思考汽车以不同方式启动，一次以恒定功率启动，一次匀加速启动。汽车以不同方式启动，一次以恒定功率启动，一次匀加速启动。(1)用公式用公式PFv研究汽车启动问题时，力研究汽车启动问题时，力F是什么力？是什么力？(2)以恒定功率启动时，汽车的加速度变化吗？做什么运动？以恒定功率启动时，汽车的加速度变化吗？做什么运动？(3)汽车上坡的时候，司机师傅必须换挡，其目的是什么？汽车上坡的时候，司机师傅必须换挡，其目的是什么？第七页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练1.(多选多选)下列说法正确的是下列说法正确的是()A.一个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物体的运一个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动动B.滑动摩擦力可能做负功，也可能做正功；静摩擦力对物体滑动摩擦力可能做负功，也可能做正功；静摩擦力对物体一定不做功一定不做功C.作用力做正功时，反作用力一定做负功作用力做正功时，反作用力一定做负功D.据据PFv可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比速度成反比答案答案AD诊断自测诊断自测第八页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练第九页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练答案答案BD第十页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练3.起重机以起重机以1m/s2的加速度将质量为的加速度将质量为1000kg的货物由静止开始匀加速向的货物由静止开始匀加速向上提升，上提升，g取取10m/s2，则在，则在1s内起重机对货物做的功是内起重机对货物做的功是()A.500JB.4500JC.5000JD.5500J解析解析货物的加速度向上，货物的加速度向上，由牛顿第二定律有：由牛顿第二定律有：Fmgma，起重机的拉力起重机的拉力Fmgma11000N。做功为做功为WFl5500J，故，故D正确。正确。答案答案D第十一页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练4.(2016瑞安高三检测瑞安高三检测)如图如图1所示，两个物体与水平地面间的动摩擦因数所示，两个物体与水平地面间的动摩擦因数相等，它们的质量也相等。在甲图用力相等，它们的质量也相等。在甲图用力F1拉物体，在乙图用力拉物体，在乙图用力F2推物推物体，夹角均为体，夹角均为，两个物体都做匀速直线运动，通过相同的位移。设，两个物体都做匀速直线运动，通过相同的位移。设F1和和F2对物体所做的功分别为对物体所做的功分别为W1和和W2，物体克服摩擦力做的功分别为，物体克服摩擦力做的功分别为W3和和W4，下列判断正确的是，下列判断正确的是()图图1A.F1F2B.W1W2C.W3W4D.W1W3W2W4第十二页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练解析解析由共点力的平衡可知：由共点力的平衡可知：F1cos(mgF1sin)，F2cos(mgF2sin)，则，则F1F2，A错误；由错误；由WFxcos，位移大小相等，夹角，位移大小相等，夹角相等，则有相等，则有W1W2，B错误；由错误；由f滑滑FN，可知，可知f1(mgF1sin)，f2(mgF2sin)，则有，则有W3W4，C错误；两物体都做匀速直线运动，错误；两物体都做匀速直线运动，合外力做功之和为零，则有合外力做功之和为零，则有W1W3W2W4，所以正确选项为，所以正确选项为D。答案答案D第十三页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练5.如图如图2所示，某质点在外力作用下运动的速度时间图线按余弦规律变所示，某质点在外力作用下运动的速度时间图线按余弦规律变化。则下列说法中正确的是化。则下列说法中正确的是()图图2A.在在0t1时间内，外力做正功时间内，外力做正功B.在在0t1时间内，外力的功率逐渐增大时间内，外力的功率逐渐增大C.在在t2时刻，外力的功率最大时刻，外力的功率最大D.在在t1t3时间内，外力做的总功为零时间内，外力做的总功为零第十四页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练解析解析在在0t1时间内，质点速度减小，动能减小，由动能定理可知时间内，质点速度减小，动能减小，由动能定理可知，外力做负功，选项，外力做负功，选项A错误；错误；vt图线的斜率表示加速度，图线的斜率表示加速度，0时刻，时刻，vt图线斜率为零，加速度为零，合外力为零，外力的功率为零，图线斜率为零，加速度为零，合外力为零，外力的功率为零，t1时刻时刻，合外力最大，速度为零，外力的功率为零；，合外力最大，速度为零，外力的功率为零；0t1时间内速度逐时间内速度逐渐减小，合外力逐渐增大，所以外力的功率先增大后减小，选项渐减小，合外力逐渐增大，所以外力的功率先增大后减小，选项B错错误；在误；在t2时刻，外力为零，速度最大，外力的功率为零，选项时刻，外力为零，速度最大，外力的功率为零，选项C错误；错误；由于由于t1时刻和时刻和t3时刻质点速度均为零，动能为零，由动能定理可知时刻质点速度均为零，动能为零，由动能定理可知，外力做的总功为零，选项，外力做的总功为零，选项D正确。正确。答案答案D第十五页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练考点一正、负功的判断及计算考点一正、负功的判断及计算1.判断力是否做功及做正、负功的方法判断力是否做功及做正、负功的方法判断根据判断根据适用情况适用情况根据力和位移的方向的夹角判断根据力和位移的方向的夹角判断常用于恒力做功的判断常用于恒力做功的判断根据力和瞬时速度方向的夹角判断根据力和瞬时速度方向的夹角判断常用于质点做曲线运动常用于质点做曲线运动根据功能关系或能量守恒定律判断根据功能关系或能量守恒定律判断常用于变力做功的判断常用于变力做功的判断2.计算功的方法计算功的方法(1)恒力做的功恒力做的功直接用直接用WFlcos计算。计算。第十六页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练(2)合外力做的功合外力做的功方法一：先求合外力方法一：先求合外力F合合，再用，再用W合合F合合lcos求功。求功。方法二：先求各个力做的功方法二：先求各个力做的功W1、W2、W3，再应用，再应用W合合W1W2W3求合外力做的功。求合外力做的功。(3)变力做的功变力做的功应用动能定理求解。应用动能定理求解。用用WPt求解，其中变力的功率求解，其中变力的功率P不变。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。根据条件灵活选择。第十七页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练【例【例1】(多选多选)如图如图3所示，倾角为所示，倾角为的斜劈放在水平面上，斜劈上用的斜劈放在水平面上，斜劈上用固定的竖直挡板挡住一个光滑的质量为固定的竖直挡板挡住一个光滑的质量为m的小球，当整个装置沿水平的小球，当整个装置沿水平面以速度面以速度v向左匀速运动时间向左匀速运动时间t时，以下说法正确的是时，以下说法正确的是()图图3第十八页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练答案答案ACD第十九页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练方法提炼方法提炼1.求解恒力做功的流程图求解恒力做功的流程图2.求解恒力做功的两个关键求解恒力做功的两个关键(1)恒力做功大小只与恒力做功大小只与F、l、这三个量有关。与物体是否还受其他力、这三个量有关。与物体是否还受其他力、物体运动的速度、加速度等其他因素无关，也与物体运动的路径无关物体运动的速度、加速度等其他因素无关，也与物体运动的路径无关。(2)F与与l必须具备同时性，即必须具备同时性，即l必须是力必须是力F作用过程中物体的位移。作用过程中物体的位移。第二十页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练【变式训练】【变式训练】1.(2014新课标全国卷新课标全国卷，16)一物体静止在粗糙水平地面上。现用一大一物体静止在粗糙水平地面上。现用一大小为小为F1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为v。若将水平。若将水平拉力的大小改为拉力的大小改为F2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v。对于上述两个过程，用。对于上述两个过程，用WF1、WF2分别表示拉力分别表示拉力F1、F2所做的功，所做的功，Wf1、Wf2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则()A.WF24WF1，Wf22Wf1B.WF24WF1,Wf22Wf1C.WF24WF1，Wf22Wf1D.WF24WF1,Wf22Wf1第二十一页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练答案答案C第二十二页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练第二十三页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练【例【例2】一台起重机从静止开始匀加速地将一质量一台起重机从静止开始匀加速地将一质量m1.0103kg的货的货物竖直吊起，在物竖直吊起，在2s末货物的速度末货物的速度v4m/s。起重机在这。起重机在这2s内的平均内的平均输出功率及输出功率及2s末的瞬时功率分别为末的瞬时功率分别为(g取取10m/s2)()104W2.4104W104W4.8104W104W2.4104W104W4.8104W第二十四页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练答案答案B第二十五页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练特别提醒特别提醒要明确所求功率是平均功率还是瞬时功率，对应于某一过程要明确所求功率是平均功率还是瞬时功率，对应于某一过程的功率为平均功率，对应于某一时刻的功率为瞬时功率。的功率为平均功率，对应于某一时刻的功率为瞬时功率。第二十六页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练【变式训练】【变式训练】2.(多选多选)如图如图4所示，某一百货商场内自动电梯以恒定速度所示，某一百货商场内自动电梯以恒定速度v0匀速上升匀速上升，一个质量为，一个质量为m的人沿电梯匀速往上走，在时间的人沿电梯匀速往上走，在时间t内走完此电梯。若电内走完此电梯。若电梯长为梯长为l，电梯斜面倾角为，电梯斜面倾角为，则，则()图图4第二十七页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练答案答案BC第二十八页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练考点三机车的两种启动模型的分析考点三机车的两种启动模型的分析启动方式启动方式恒定功率启动恒定功率启动恒定加速度启动恒定加速度启动Pt图和图和vt图图第二十九页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练第三十页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练【例【例3】(2015新课标全国卷新课标全国卷，17)一汽车在平直公路上行驶。从某一汽车在平直公路上行驶。从某时刻开始计时，发动机的功率时刻开始计时，发动机的功率P随时间随时间t的变化如图的变化如图5所示。假定汽车所受所示。假定汽车所受阻力的大小阻力的大小f恒定不变。下列描述该汽车的速度恒定不变。下列描述该汽车的速度v随时间随时间t变化的图线变化的图线中，可能正确的是中，可能正确的是()图图5第三十一页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练答案答案A第三十二页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练第三十三页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练【变式训练】【变式训练】3.一列火车总质量一列火车总质量m500t，发动机的额定功率，发动机的额定功率P6105W，在轨道，在轨道上行驶时，轨道对列车的阻力上行驶时，轨道对列车的阻力Ff是车重的是车重的0.01倍。倍。(取取g10m/s2)(1)求列车在水平轨道上行驶的最大速度；求列车在水平轨道上行驶的最大速度；(2)在水平轨道上，发动机以额定功率在水平轨道上，发动机以额定功率P工作，求当行驶速度为工作，求当行驶速度为v11m/s和和v210m/s时，列车的瞬时加速度时，列车的瞬时加速度a1、a2的大小；的大小；(3)列车在水平轨道上以列车在水平轨道上以36km/h的速度匀速行驶时，求发动机的实际的速度匀速行驶时，求发动机的实际功率功率P；(4)若列车从静止开始，保持若列车从静止开始，保持0.5m/s2的加速度做匀加速运动，求这一的加速度做匀加速运动，求这一过程维持的最长时间。过程维持的最长时间。第三十四页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练第三十五页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练答案答案(1)12m/s(2)1.1m/s20.02m/s2(3)5105W(4)4s第三十六页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练1.(多选多选)(2016江苏南通模拟江苏南通模拟)如图如图6所示，质量为所示，质量为m的木块放在倾角为的木块放在倾角为的斜面上，与斜面一起水平向左匀速运动，木块的斜面上，与斜面一起水平向左匀速运动，木块()图图6A.对斜面的压力大小为对斜面的压力大小为mgcosB.所受的支持力对木块不做功所受的支持力对木块不做功C.所受的摩擦力对木块做负功所受的摩擦力对木块做负功D.所受的摩擦力方向可能沿斜面向下所受的摩擦力方向可能沿斜面向下第三十七页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练解析解析木块随斜面一起水平向左匀速运动，根据平衡条件可知木块对木块随斜面一起水平向左匀速运动，根据平衡条件可知木块对斜面的压力大小为斜面的压力大小为mgcos，选项，选项A正确；木块所受的支持力与木块正确；木块所受的支持力与木块位移的夹角为锐角，所以木块所受支持力对木块做正功，选项位移的夹角为锐角，所以木块所受支持力对木块做正功，选项B错错误；木块所受的摩擦力方向一定沿斜面向上，与木块位移的夹角误；木块所受的摩擦力方向一定沿斜面向上，与木块位移的夹角为钝角，所以木块所受的摩擦力对木块做负功，选项为钝角，所以木块所受的摩擦力对木块做负功，选项C正确，正确，D错错误。误。答案答案AC第三十八页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练2.如图如图7所示，小球在水平拉力作用下，以恒定速率所示，小球在水平拉力作用下，以恒定速率v沿竖直光滑圆轨沿竖直光滑圆轨道由道由A点运动到点运动到B点，在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是点，在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是()图图7A.逐渐减小逐渐减小B.逐渐增大逐渐增大C.先减小，后增大先减小，后增大D.先增大，后减小先增大，后减小第三十九页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练答案答案B第四十页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练3.(2015海南单科，海南单科，3)假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍，则摩托艇的最大速率倍，则摩托艇的最大速率变为原来的变为原来的()答案答案D第四十一页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练4.(多选多选)起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度，其钢索拉力的起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度，其钢索拉力的功率随时间变化的图象如图功率随时间变化的图象如图8所示，则所示，则()图图8A.0t1时间内，若拉力不变，重物变加速上升时间内，若拉力不变，重物变加速上升B.t1t2时间内，若拉力不变，重物匀加速上升时间内，若拉力不变，重物匀加速上升C.t2t3时间内，若拉力不变，重物匀减速上升时间内，若拉力不变，重物匀减速上升D.在在t2时刻，重物所受拉力突然减小时刻，重物所受拉力突然减小第四十二页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练解析解析题给钢索拉力的功率随时间变化的图象。在题给钢索拉力的功率随时间变化的图象。在t1、t2时刻功率突然减时刻功率突然减小，由于速度不能突变，由小，由于速度不能突变，由PFv可知，只能是拉力突然减小，故选可知，只能是拉力突然减小，故选项项D正确；正确；0t1时间内，拉力的功率随时间均匀增大，由时间内，拉力的功率随时间均匀增大，由PFv、vat可知，重物做匀加速直线运动，选项可知，重物做匀加速直线运动，选项A错误；错误；t1t2时间内，功率不变时间内，功率不变，拉力不变，由，拉力不变，由PFv可知，重物匀速上升，选项可知，重物匀速上升，选项B错误；错误；t2t3时间内时间内，钢索拉力的功率随时间均匀减小，由，钢索拉力的功率随时间均匀减小，由PFv可知，若拉力不变，重物可知，若拉力不变，重物匀减速上升，选项匀减速上升，选项C正确。正确。答案答案CD第四十三页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练5.如图如图9所示，一质量为所示，一质量为2103kg的小汽车从倾斜路面上以的小汽车从倾斜路面上以20m/s的速的速度经度经A点驶入泥泞的水平路面，行驶点驶入泥泞的水平路面，行驶200m路程后到达路程后到达B点，速度降点，速度降为为5m/s，此后速度保持恒定，已知整个过程中汽车发动机的输出功率恒为，此后速度保持恒定，已知整个过程中汽车发动机的输出功率恒为40kW。求：。求：图图9(1)在泥泞路面上行驶时，汽车受到的阻力；在泥泞路面上行驶时，汽车受到的阻力；(2)速度为速度为10m/s时，汽车的加速度。时，汽车的加速度。第四十四页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练答案答案(1)8000N(2)2m/s2与速度的方向相反与速度的方向相反第四十五页，编辑于星期六：一点 四十六分。基础诊断基础诊断考点突破考点突破随堂演练随堂演练第四十六页，编辑于星期六：一点 四十六分。