2016高考物理总复习-第5章-第1课时-功-功率ppt课件.ppt

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1、考点内容考点内容要求要求考纲解读考纲解读功和功率功和功率1.从近几年高考来看，关于功和功率从近几年高考来看，关于功和功率的考查，多以选择题的形式出现，有时与的考查，多以选择题的形式出现，有时与电流及电磁感应相结合命题电流及电磁感应相结合命题2功和能的关系一直是高考的功和能的关系一直是高考的“重中之重中之重重”，是高考的热点和重点，涉及这部分，是高考的热点和重点，涉及这部分内容的考题不但题型多、分量重，而且还内容的考题不但题型多、分量重，而且还经常有压轴题，考查最多的是动能定理和经常有压轴题，考查最多的是动能定理和机械能守恒定律，且多数题目是与牛顿运机械能守恒定律，且多数题目是与牛顿运动定律、平

2、抛运动、圆周运动以及电磁学动定律、平抛运动、圆周运动以及电磁学等知识相结合的综合性试题等知识相结合的综合性试题3动能定理及能量守恒定律仍将是高考动能定理及能量守恒定律仍将是高考考查的重点高考题注重与生产、生活、考查的重点高考题注重与生产、生活、科技相结合，将对相关知识的考查放在一科技相结合，将对相关知识的考查放在一些与实际问题相结合的情境中去，能力要些与实际问题相结合的情境中去，能力要求不会降低求不会降低.动能和动能定理动能和动能定理重力做功与重力势重力做功与重力势能能功能关系、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实验：探究外力做实验：探究外力做功与物体动能变化功与物体动能变

3、化的关系的关系实验：验证机械能实验：验证机械能守恒定律守恒定律第第1课时功功率课时功功率一、功一、功基础导引基础导引1图图1表表示示物物体体在在力力F的的作作用用下下在在水水平平面面上上发发生生了了一一段段位位移移s，分分别别计计算算这这三三种种情情形形下下力力对对物物体体做做的的功功设设这这三三种种情情形形下下力力和和位位移移的的大大小小都都相相同同：F10 N，s2 m角角的的大大小小如如图图所示所示图图1 2用用起起重重机机把把重重量量为为2104 N的的物物体体匀匀速速地地提提高高了了5 m，钢钢绳绳的的拉拉力力做做了了多多少少功功？重重力力做做了了多多少少功功？物物体体克克服服重重力

4、力做做了了多少功？这些力所做的总功是多少？多少功？这些力所做的总功是多少？【答案】【答案】1105 J1105 J1105 J0【解解析析】重重物物被被匀匀速速提提升升时时，合合力力为为0，钢钢绳绳对对重重物物的的拉拉力的大小等于重物所受的重力，即力的大小等于重物所受的重力，即FG2104 N钢绳拉力所做的功钢绳拉力所做的功W1Fscos 021045 J1105 J重力做的功重力做的功W2Gscos 18021045(1)J1105 J物体克服重力做的功物体克服重力做的功W3W21105 J这些力所做的总功这些力所做的总功W总总W1W21105 J(1105 J)0.知识梳理知识梳理1功功的

5、的定定义义：力力对对物物体体所所做做的的功功等等于于力力的的大大小小、位位移移的的大小以及力与位移夹角的余弦的乘积大小以及力与位移夹角的余弦的乘积2功的计算公式：功的计算公式：W_.特别提醒特别提醒只适用于恒力做功的计算只适用于恒力做功的计算 Fscos 3力做功的两个必要因素：力做功的两个必要因素：力和物体在力和物体在_发生的位移发生的位移4功是功是_，没有方向，但有正、负之分，没有方向，但有正、负之分力的方向上力的方向上标量标量【答答案案】正正功功表表示示物物体体所所受受力力使使物物体体获获得得能能量量，是是动动力力；负负功功表表示示物物体体所所受受力力使使物物体体失失去去能能量量，是是阻

6、阻力力“”“”正负号只表示物理意义，不表示大小正负号只表示物理意义，不表示大小二、功率二、功率基础导引基础导引1运运动动员员在在某某次次体体能能训训练练中中，用用100 s的的时时间间跑跑上上了了20 m高高的的楼楼那那么么，与与他他登登楼楼时时的的平平均均功功率率最最接接近近的的估估测测值值是是()A10 W B100 W C1 kW D10 kW【答案】【答案】B2某某型型号号汽汽车车发发动动机机的的额额定定功功率率为为60 kW，在在水水平平路路面面上上行行驶驶时时受受到到的的阻阻力力是是1 800 N，求求发发动动机机在在额额定定功功率率下下汽汽车车匀匀速速行行驶驶的的速速度度？在在同

7、同样样的的阻阻力力下下，如如果果以以较较低低的的速速度度54 km/h行驶时，发动机输出的实际功率是多少？行驶时，发动机输出的实际功率是多少？【答案】【答案】120 km/h27 kW知识梳理知识梳理1功率的定义：功跟完成这些功所用功率的定义：功跟完成这些功所用_的比值的比值2功率的物理意义：描述做功的功率的物理意义：描述做功的_时间时间快慢快慢平均功率平均功率平均功率平均功率瞬时功率瞬时功率4额额定定功功率率：机机械械_时时输输出出的的_功功率率5实实际际功功率率：机机械械_时时输输出出的的功功率率实实际际功功率往往小于率往往小于_正常工作正常工作最大最大实际工作实际工作额定功率额定功率【答

8、答案案】F为为机机车车的的牵牵引引力力，因因为为P为为机机车车牵牵引引力力的的功功率率，而不是合外力的功率而不是合外力的功率.【考点解读考点解读】1恒恒力力做做功功的的计计算算公公式式WFscos，其其中中F为为恒恒力力，s是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考点一功的计算考点一功的计算2变力做功的计算变力做功的计算(1)用动能定理用动能定理WEk计算计算(2)当当变变力力做做功功的的功功率率一一定定时时，用用功功率率和和时时间间计计算算：WPt.(3)将变力做功转化为恒力做功将变力做功转化为恒力做功3总总功功的的计计算算

9、：(1)先先求求物物体体所所受受的的合合外外力力，再再求求合合外外力力的功；的功；(2)先求每个力做的功，再求各力做功的代数和先求每个力做的功，再求各力做功的代数和【典例剖析典例剖析】例例1如如图图2所所示示，质质量量为为m的的物物体体静静止止在在倾倾角角为为的的斜斜面面上上，物物体体与与斜斜面面间间的的动动摩摩擦擦因因数为数为，现使斜面水平向左匀速移动距离，现使斜面水平向左匀速移动距离s.图图2(2)斜面对物体的弹力做的功为斜面对物体的弹力做的功为()A0 Bmgssin cos2 Cmgscos2 Dmgssin cos(3)重力对物体做的功为重力对物体做的功为()A0 BmgsCmgst

10、an Dmgscos(4)斜斜面面对对物物体体做做的的功功是是多多少少？各各力力对对物物体体所所做做的的总总功功是是多少？多少？解析解析对物体进行受力分析如图所示，对物体进行受力分析如图所示，物物体体m受受到到重重力力mg、摩摩擦擦力力f和和支支持持力力FN的的作作用用，物物体体有有沿沿斜斜面面下下滑滑的的趋趋势势，f为为静静摩摩擦擦力力，位位移移s的的方方向向与与速速度度v的的方方向向相相同同据据物物体体的的平平衡衡条条件件有有fmgsin，FNmgcos.由由功功的的计算公式计算公式WFscos 有：有：(1)摩擦力摩擦力f对物体做功对物体做功Wffscos(180)mgssin cos，

11、故，故C对对(2)弹力弹力FN对物体做功对物体做功WNFNscos(90)mgssin cos，故，故D对对(3)重力重力G做功做功WGmgscos 900，故，故A对对(4)斜斜面面对对物物体体的的作作用用力力即即FN和和f的的合合力力，方方向向竖竖直直向向上上，大大小小等等于于mg(物物体体处处于于平平衡衡状状态态)，则则W斜斜F合合scos 90mgscos 900.各各力力对对物物体体所所做做的的总总功功是是求求各各力力做做功功的的代代数数和和，即即W总总WfWNWG0.答案答案(1)C(2)D(3)A(4)00跟跟踪踪训训练练1如如图图3所所示示，水水平平路路面面上上有有一一辆辆质质

12、量量为为M的的汽汽车车，车车厢厢中中有有一一质质量量为为m的人正用力的人正用力F向前推车厢向前推车厢图图3(1)当当车车匀匀速速向向前前行行驶驶距距离离L的的过过程程中中，人人推推车车的的力力做做了了多多少功？人对车做了多少功？车对人做了多少功？少功？人对车做了多少功？车对人做了多少功？(2)若若车车以以加加速速度度a向向后后行行驶驶距距离离L的的过过程程中中，人人推推车车的的力力做了多少功？人对车做了多少功？车对人做了多少功？做了多少功？人对车做了多少功？车对人做了多少功？【答案】【答案】见解析见解析【解解析析】(1)人人推推车车的的力力做做功功为为WFFL.人人对对车车的的作作用用力力和车

13、对人的作用力均为和车对人的作用力均为0，所以人对车做功和车对人做功均为，所以人对车做功和车对人做功均为0.(2)人人推推车车的的力力做做功功为为WFFL.车车对对人人的的力力为为ma，方方向向向向右右；人人对对车车的的力力为为ma，方方向向向向左左所所以以车车对对人人做做功功为为W1maL，人对车做功为，人对车做功为W2maL.【考点解读考点解读】判断正负功的方法判断正负功的方法1根据力的方向和位移的方向的夹角根据力的方向和位移的方向的夹角判断功的正负判断功的正负2从从能能量量角角度度入入手手，根根据据功功是是能能量量转转化化的的量量度度进进行行判判断断若若有有能能量量转转化化，则则必必有有力

14、力对对物物体体做做功功此此法法既既适适用用于于恒恒力力做做功，也适用于变力做功功，也适用于变力做功3看看力力F与与物物体体运运动动速速度度方方向向之之间间的的夹夹角角的的大大小小若若90，则则力力F不不做做功功；若若90，则则力力F做做负负功功(或或者者说说物物体体克克服服力力F做做功功)此此法法常常用用于于判判断断曲曲线线运运动动中力做功的情况中力做功的情况考点二判断功的正负考点二判断功的正负【典例剖析典例剖析】例例2如如图图4所所示示，小小物物体体位位于于光光滑滑斜斜面面上上，斜斜面面位位于于光光滑滑的的水水平平地地面面上上从从地地面面上上看看，在在小小物物体体沿沿斜斜面面下下滑滑过过程程

15、中中，斜斜面对物体的作用力面对物体的作用力()A不垂直接触面，做功为不垂直接触面，做功为0B垂直接触面，做功为垂直接触面，做功为0C垂直接触面，做功不为垂直接触面，做功不为0D不垂直接触面，做功不为不垂直接触面，做功不为0图图4 解解析析弹弹力力方方向向永永远远与与接接触触面面相相垂垂直直，A、D错错小小物物体体下下滑滑过过程程中中，斜斜面面要要向向右右移移动动，如如图图所所示示，弹弹力力方方向向与与位位移移方方向向不再垂直而是成一钝角，弹力对小物体做负功，不再垂直而是成一钝角，弹力对小物体做负功，C对对答案答案C跟跟踪踪训训练练2(2014阳阳江江质质检检)物物体体在在合合外外力力作作用用下

16、下做做直直线运动的线运动的vt图象如图图象如图5所示下列表述正确的是所示下列表述正确的是()A在在01 s内，合外力做正功内，合外力做正功B在在02 s内，合外力总是做负功内，合外力总是做负功C在在12 s内，合外力不做功内，合外力不做功D在在03 s内，合外力总是做正功内，合外力总是做正功【答案】【答案】A图图5【解解析析】根根据据物物体体的的vt图图象象可可知知，物物体体在在01 s内内做做匀匀加加速速运运动动，合合外外力力做做正正功功，A正正确确；在在13 s内内做做匀匀减减速速运运动动，合外力做负功根据动能定理知在合外力做负功根据动能定理知在03 s内，合外力做功为内，合外力做功为0.

17、3应用公式应用公式PFv时需注意：时需注意：(1)F与与v方向在同一直线上时：方向在同一直线上时：PFv；(2)F与与v方向有一夹角方向有一夹角时：时：PFvcos.则摩擦力对物块做功的功率为则摩擦力对物块做功的功率为P1fv121 W2 W.皮带的速度为皮带的速度为v2 m/s，故皮带克服摩擦力做功的功率为，故皮带克服摩擦力做功的功率为P2fv22 W4 W.答案答案0.8 W2 W4 W【答案】【答案】BD【考点解读考点解读】对对机机动动车车等等交交通通工工具具，在在启启动动的的时时候候，通通常常有有两两种种启启动动方方式，即以恒定功率启动和以恒定加速度启动现比较如下：式，即以恒定功率启动

18、和以恒定加速度启动现比较如下：考点四机动车两种启动方式考点四机动车两种启动方式特特别别提提醒醒图图表表中中的的v1为为机机车车以以恒恒定定加加速速度度启启动动时时匀匀加加速速运运动动的的末末速速度度，而而vm为为机机车车以以额额定定功功率率运运动动时时所所能能达达到到的的最最大大速度速度(1)该汽车的额定功率；该汽车的额定功率；(2)该该汽汽车车由由静静止止开开始始运运动动，经经过过35 s达达到到最最大大速速度度40 m/s，求其在，求其在BC段的位移段的位移解解析析(1)由由图图线线分分析析可可知知：图图线线AB表表示示牵牵引引力力F不不变变即即F8 000 N，阻阻力力f不不变变，汽汽车

19、车由由静静止止开开始始做做匀匀加加速速直直线线运运动动；图图线线BC的的斜斜率率表表示示汽汽车车的的功功率率P不不变变，达达到到额额定定功功率率后后，汽汽车车所所受受牵牵引引力力逐逐渐渐减减小小，汽汽车车做做加加速速度度减减小小的的变变加加速速直直线线运运动动，直至达到最大速度直至达到最大速度40 m/s，此后汽车做匀速直线运动，此后汽车做匀速直线运动由由图图可可知知：当当最最大大速速度度vmax40 m/s时时，牵牵引引力力为为Fmin2 000 N由平衡条件由平衡条件fFmin可得：可得：f2 000 N由公式由公式PFminvmax得：得：额定功率额定功率P8104 W.答案答案(1)8

20、104 W(2)75 m【答案】【答案】BC例例5某某力力F10 N作作用用于于半半径径R1 m的的转转盘盘的的边边缘缘上上，力力F的的大大小小保保持持不不变变，但但方方向向始始终终保保持持与与作作用用点点的的切切线线方方向向一一致，则转动一周的过程中这个力致，则转动一周的过程中这个力F做的总功应为做的总功应为()A0 B20 J C10 J D20 J解解析析把把圆圆周周分分成成无无数数个个小小段段，每每个个小小段段可可认认为为与与力力在在同同一一直直线线上上，故故WFl，则则转转动动一一周周过过程程中中各各个个小小段段做做功功的的代代数和为数和为WF2R20 J，故，故B正确正确答案答案B

21、13.13.求变力做功的方法求变力做功的方法例例6用用铁铁锤锤将将一一铁铁钉钉击击入入木木块块，设设木木块块对对铁铁钉钉的的阻阻力力与与铁铁钉钉进进入入木木块块内内的的深深度度成成正正比比铁铁锤锤击击打打第第一一次次后后，能能把把铁铁钉钉击击入入木木块块内内1 cm.则则击击打打第第二二次次后后，能能击击入入多多深深？(设设铁铁锤锤每每次次做功相等做功相等)解解析析因因为为阻阻力力fks，以以f为为纵纵坐坐标标，f方方向向上上的的位位移移s为为横横坐坐标标，作作出出fs图图象象(如如图图所所示示)曲曲线线下下的的面面积积的的值值等等于于f对对铁钉做的功铁钉做的功答案答案0.41 cm3图象法图

22、象法如如果果参参与与做做功功的的变变力力方方向向与与位位移移方方向向始始终终一一致致而而大大小小随随位位移移变变化化，我我们们可可作作出出该该力力随随位位移移变变化化的的图图象象那那么么图图线线与与坐坐标标轴所围成的面积，即为变力做的功轴所围成的面积，即为变力做的功4功率法功率法用用WPt求求恒恒定定功功率率下下的的变变力力(如如汽汽车车、轮轮船船的的牵牵引引力力)做做功功【解解析析】本本题题中中，显显然然F与与FT的的大大小小相相等等，且且FT在在对对物物体体做做功功的的过过程程中中，大大小小不不变变，但但方方向向时时刻刻在在改改变变，因因此此本本题题是是个个变变力力做做功功的的问问题题但但在在题题设设条条件件下下，人人的的拉拉力力F对对绳绳的的端端点点(也也即即对对滑滑轮轮机机械械)做做的的功功就就等等于于绳绳的的拉拉力力FT(即即滑滑轮轮机机械械)对对物物体体做做的的功功而而F的的大大小小和和方方向向都都不不变变，因因此此只只要要计计算算恒恒力力F对对绳绳做做的功就能解决问题的功就能解决问题