专题五第1讲功和功率.ppt
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1、专题五专题五机械能机械能书本书本P56考点内容考点内容要求要求热点考向热点考向 1.功、功率功、功率1.关于功和功率的考查,多以选择题形关于功和功率的考查,多以选择题形 式出现式出现2功和能的关系、机械能守恒、能量功和能的关系、机械能守恒、能量 的转化和守恒的转化和守恒是解决物理问题的一种是解决物理问题的一种重要途径从近几年高考来看,经常以重要途径从近几年高考来看,经常以多过程、多状态形式出现,常与平抛运多过程、多状态形式出现,常与平抛运动、圆周运动、电场、磁场、电磁感应动、圆周运动、电场、磁场、电磁感应等知识结合出题,考查的综合性强,能等知识结合出题,考查的综合性强,能 力要求较高力要求较高
2、 2.动能和动能定理动能和动能定理 3.重力做功与重力重力做功与重力 势能势能4.功能关系、机械能功能关系、机械能 守恒定律及其应用守恒定律及其应用书本书本P56书本书本P56第第 1 1 讲讲功和功率功和功率1定义:一个物体受到力的作用,如果在定义:一个物体受到力的作用,如果在_发生一段位移就说这个力对物体做了功发生一段位移就说这个力对物体做了功力的方向上力的方向上书本书本P57做功的两个因素做功的两个因素(1)力;力;(2)物体在物体在 上发生的位移上发生的位移.力的方向上力的方向上 1.下下图图所示的四幅所示的四幅图图是小明提包回家的情景,是小明提包回家的情景,其中小明提包的力不做功的是
3、其中小明提包的力不做功的是()考点考点 1 1 功功练一练练一练B第第 1 1 讲讲功和功率功和功率考点考点 1 1 功功1定义:一个物体受到力的作用,如果在定义:一个物体受到力的作用,如果在_发生一段位移就说这个力对物体做了功发生一段位移就说这个力对物体做了功力的方向上力的方向上Fscos书本书本P572公式:功是标量,力对物体做的功等于力的大小公式:功是标量,力对物体做的功等于力的大小、位移、位移大小以及力和位移夹角的余弦的乘积,大小以及力和位移夹角的余弦的乘积,W_.3对对 的理解:的理解:(1)讲功必须分清楚是哪个力的功,在解题时一定要注意题讲功必须分清楚是哪个力的功,在解题时一定要注
4、意题目中是求哪个力做的功目中是求哪个力做的功公式公式 中中 s 表示力所表示力所作用的作用的 表示力的方向与位移方向的夹角表示力的方向与位移方向的夹角WFscos物体相对地面的位移,物体相对地面的位移,WFscos2如图如图 511 所示,质量为所示,质量为 m 的小球用长的小球用长 L 的细线悬的细线悬挂而静止在竖直位置现在用水平恒力挂而静止在竖直位置现在用水平恒力 F 将小球拉到细线与竖将小球拉到细线与竖直方向成直方向成角的位置在此过程中,拉力角的位置在此过程中,拉力 F 做的功是做的功是()AFLcosBFLsinCFL(1cos)DmgL(1cos)解析:解析:由题知由题知 F 为水平
5、恒力,物为水平恒力,物体的位移为体的位移为 sLsin,则,则WFsFLsin.图 511B书本书本P57 2(2)功是标量,但有正负之分,根据功是标量,但有正负之分,根据 WFscos:当当90,则则 W0,力对物体不,力对物体不做功做功当当90,则,则 W0,力对物体做负功,力充,力对物体做负功,力充当的是阻力当的是阻力当当0,力对物体做正功,力充当的是动力,力对物体做正功,力充当的是动力注意:注意:力对物体做负功又力对物体做负功又可以说物体克服力做功可以说物体克服力做功3对对 的理解:的理解:(1)讲功必须分清楚是哪个力的功,在解题时一定要注意题讲功必须分清楚是哪个力的功,在解题时一定要
6、注意题目中是求哪个力做的功目中是求哪个力做的功公式公式 中中 s 表示力所表示力所作用的作用的 表示力的方向与位移方向的夹角表示力的方向与位移方向的夹角WFscos物体的位移,物体的位移,WFscos3(双选双选)某物体同时受到三个力作用而做匀某物体同时受到三个力作用而做匀减速直线运减速直线运动,其中动,其中 F1 与加速度与加速度 a 的方向相同,的方向相同,F2 与速度与速度 v 的方向相同,的方向相同,)F3 与速度与速度 v 的方向相反,则的方向相反,则(AF1 对物体做正功对物体做正功BF2 对物体做正功对物体做正功CF3 对物体做正功对物体做正功D合外力对物体做负功合外力对物体做负
7、功答案:BDaF1F3F2V书本书本P57 1变题变题如图如图 511 所示,质量为所示,质量为 m 的小球用长的小球用长 L 的细线悬的细线悬挂而静止在竖直位置现在挂而静止在竖直位置现在用水平力用水平力 F 将将小球缓慢拉小球缓慢拉到细线与竖到细线与竖(3)公式公式 只能求恒力做的功只能求恒力做的功WFscos3对对 的理解:的理解:WFscos2如图如图 511 所示,质量为所示,质量为 m 的小球用长的小球用长 L 的细线悬的细线悬挂而静止在竖直位置现在用水平恒力挂而静止在竖直位置现在用水平恒力 F 将小球拉到细线与竖将小球拉到细线与竖直方向成直方向成角的位置在此过程中,拉力角的位置在此
8、过程中,拉力 F 做的功是做的功是FLsin直方向成直方向成角的位置在此过程中,拉力角的位置在此过程中,拉力 F 做的功做的功如如何求何求?4、计算、计算功的常用方法功的常用方法(1)用公式用公式 WFscos计算功该方法只能求恒力的功该计算功该方法只能求恒力的功该公式可写成公式可写成 WF(scos)(Fcos)s,即功等于力与力方向,即功等于力与力方向上上位移的乘积或等于位移与位移方向上力的乘积位移的乘积或等于位移与位移方向上力的乘积(2)用公式用公式 WPt 来计算该式一般用于求功率恒定但力变来计算该式一般用于求功率恒定但力变化的情况,例如以恒定功率启动的汽车牵引力的功化的情况,例如以恒
9、定功率启动的汽车牵引力的功(3)利用利用 Fs 图象求功图象求功Fs 图象与图象与 s 轴所包围的面积即轴所包围的面积即为力为力 F 的功的数值该方法可求变力的功,尤其是的功的数值该方法可求变力的功,尤其是 F 与与 s 成非成非线性变化关系时,例如弹簧弹力的功线性变化关系时,例如弹簧弹力的功书本书本P57(4)利用功能原理利用功能原理(或动能定理或动能定理)求功求功4(双选,双选,2010 年汕头金年汕头金山中学模拟山中学模拟)物体沿直线运动的物体沿直线运动的vt 关系如图关系如图 517 所示,所示,已知在第已知在第 1 s 内合外力对物体做内合外力对物体做的的功为功为 W,则,则()图
10、517A从第从第 1 s 末到第末到第 3 s 末合外力做功为末合外力做功为 4WB从第从第 3 s 末到第末到第 5 s 末合外力做功为末合外力做功为2WC从第从第 5 s 末到第末到第 7 s 末合外力做功为末合外力做功为 WD从第从第 3 s 末到第末到第 4 s 末合外力做功为末合外力做功为0.75W答案:答案:CD书本书本P59点评:用动能定理可求功点评:用动能定理可求功 5.5.如如图图 518 所示,木板可绕固定水平轴所示,木板可绕固定水平轴 O 转动转动木板从水平位置木板从水平位置 OA 缓慢转到缓慢转到 OB 位置,木板上的物块始终相位置,木板上的物块始终相对于木板静止在这一
11、过程中,物块的重力势能增加了对于木板静止在这一过程中,物块的重力势能增加了 2 J用用FN 表示物块受到的支持力,用表示物块受到的支持力,用 Ff 表示物块受到的摩擦力在此表示物块受到的摩擦力在此过程中,以下判断正确的是过程中,以下判断正确的是()书本书本P60 例题例题AFN 和和 Ff 对物块都不做功对物块都不做功BFN 对物块做功为对物块做功为 2 J,Ff 对物块不做功对物块不做功CFN 对物块不做功,对物块不做功,Ff 对物块做功为对物块做功为 2 JDFN 和和 Ff 对物块所做功的代数和为对物块所做功的代数和为 0B.点评:用动能定理可求变力的功点评:用动能定理可求变力的功5 5
12、计算合外力的功,要考虑各个外力共同做功计算合外力的功,要考虑各个外力共同做功产生的效果,一般有如下两种方法:产生的效果,一般有如下两种方法:(1)先由力的合成与分解法或根据牛先由力的合成与分解法或根据牛顿顿第二定律第二定律求出合力求出合力F合合,然后由,然后由WF合合lcos计计算算(2)由由WFlcos计计算各个力算各个力对对物体做的功物体做的功W1、W2、Wn,然后将各个外力所做的功求代数和,然后将各个外力所做的功求代数和,即即W合合W1W2Wn.考点考点 1 1 功功4 4计算计算功的常用方法功的常用方法3 3对对 的理解:的理解:W WFsFscoscos1 1定义:定义:2 2公式公
13、式 W WFsFscoscos 点评:点评:功是标量功是标量,不可用平行四边形定则不可用平行四边形定则6.6.物物体体在在两两个个相相互互垂垂直直的的力力作作用用下下运运动动,力力FI对对物物体体做做功功6J,力力F2对对物物体体做做功功8J,则则F1、F2的的合合力力对对物体做功为(物体做功为()A 14J B 10J C2J D2J W总总=W1+W2+W3+A练一练练一练 7.质量为质量为2 kg的物体静置于水平面上,现的物体静置于水平面上,现对物体施以水平方向的恒定拉力,对物体施以水平方向的恒定拉力,1 s末将拉力撤去,末将拉力撤去,物体运动的物体运动的vt图象如图所示,试求:图象如图
14、所示,试求:(1)滑滑动动摩擦力的大小;摩擦力的大小;(2)拉力所做的功拉力所做的功练一练练一练解:解:(1)由图象知,撤去拉力后由图象知,撤去拉力后物体的加速度大小为物体的加速度大小为 a6 m/s2滑动摩擦力的大小为滑动摩擦力的大小为 fma12 N.(2)1 s内物体的位移内物体的位移 s6 m由动能定理得由动能定理得 Wfs mv20解得拉力所做的功解得拉力所做的功W mv2fs216 J.点评:过程分析要清楚点评:过程分析要清楚考点考点 2 2 功率功率1功率:描述做功功率:描述做功_的物理量的物理量2定义:功跟完成功所用时间的比值叫功率定义:功跟完成功所用时间的比值叫功率3功率的计
15、算功率的计算Fvcos(1)P_,只能计算,只能计算 t 时间内的平均功率时间内的平均功率(2)P_.若若 v 为平均速度,则为平均速度,则 P 为平均功率;若为平均功率;若 v为瞬时速度为瞬时速度,则则P为瞬时功率为瞬时功率;表示表示_快慢快慢力的方向与速度方向的夹角力的方向与速度方向的夹角若若F与与v同向同向,则则P=F v:各量关系各量关系发动机输出功率的认识发动机输出功率的认识.4额定功率和实际功率额定功率和实际功率 (1)额定功率:机械正常工作时能输出的最大功率额定功率:机械正常工作时能输出的最大功率 (2)实际功率:机械实际工作时输出的功率实际功率:机械实际工作时输出的功率P实实P
16、额额书本书本P57 8如图如图 513 所示所示,质量为质量为 m 的物体放在光滑水平面上的物体放在光滑水平面上,都是从都是从静止开始以相同的加速度移动同样的距离第一次拉力静止开始以相同的加速度移动同样的距离第一次拉力F1 方向水平,第二次拉力方向水平,第二次拉力 F2 与水平方向成与水平方向成角斜向上拉,在角斜向上拉,在此此过程中,两力的平均功率分别为过程中,两力的平均功率分别为 P1、P2,则,则()AP1P2BP1P2CP1P2D无法判断无法判断图 513答案:答案:B书本书本P57 4小结小结5.5.计算合外力的功的方法计算合外力的功的方法二、功率二、功率1 1功率:功率:描述做功快慢
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- 专题 功率
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