第1讲-功和功率课件.ppt

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1、1创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点2创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点高考导航高考导航考点内容考点内容要求要求全国卷三年考情分析全国卷三年考情分析201720182019功和功率功和功率卷卷T24：机械能、：机械能、功能关系功能关系卷卷T14：弹弹力和功力和功T17：机械能守恒定：机械能守恒定律律T24：动动能定理能定理卷卷T16：重力重力势势能、能、重力做功重力做功卷卷T18：动动能定理、能定理、功能关系功能关系卷卷T14：动动能定理能定理卷卷T19：牛：牛顿顿第二第二定律、功率、定律、功率、动动能定能定理理T25：动动能定理、能定理、圆圆周运周运动动、

2、动动量量卷卷T25：动能定理、：动能定理、动量守恒、能量守恒动量守恒、能量守恒卷卷T18：机械能、功：机械能、功能关系及能关系及Eh图图象象卷卷T17：动动能定理及能定理及Ekh图图象象T25：动动能定理、牛能定理、牛顿顿第二定律和第二定律和动动量守恒量守恒动动能和能和动动能定理能定理重力做功与重力重力做功与重力势势能能功能关系、机械能守恒功能关系、机械能守恒定律及其定律及其应应用用实验实验五：探究五：探究动动能定理能定理实验实验六：六：验证验证机械能守机械能守恒定律恒定律3创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点第第1讲功和功率讲功和功率4创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互

3、动 研透考点一、功一、功1.定定义义：一一个个物物体体受受到到力力的的作作用用，如如果果在在_上上发发生生了了一一段段位位移移，就就说说这这个力对物体做了功。个力对物体做了功。2.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_。知识要点知识要点力的方向力的方向力力位移位移5创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点3.公式：公式：W_。如。如图图1所示。所示。图图1(1)是力与是力与_方向之方向之间间的的夹夹角，角，l为为力的作用点的位移。力的作用点的位移。(2)该该公式只适用于公式只适用于_做功。做功。Flco

4、s位移位移恒力恒力6创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点4.功的正功的正负负(1)当当090时时，W0，力，力对对物体做物体做_。(2)当当90180时时，W0，力力对对物物体体做做_，或或者者说说物物体体_这这个个力力做做了了功。功。(3)当当90时时，W0，力，力对对物体物体_。正功正功负负功功克服克服不做功不做功7创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点二、功率二、功率1.定定义义：功与完成：功与完成这这些功所用些功所用时间时间的的_。2.物理意物理意义义：描述力：描述力对对物体做功的物体做功的_。3.公式公式(2)P_(为为F与与v的的夹夹角角)v为为平均速

5、度，平均速度，则则P为为_。v为为瞬瞬时时速度，速度，则则P为为_。比比值值快慢快慢平均功率平均功率Fvcos平均功率平均功率瞬瞬时时功率功率8创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点1.如如图图2所所示示的的a、b、c、d中中，质质量量为为M的的物物体体甲甲受受到到相相同同的的恒恒力力F的的作作用用，在在力力F作作用用下下使使物物体体甲甲在在水水平平方方向向移移动动相相同同的的位位移移。表表示示物物体体甲甲与与水水平平面面间间的的动动摩摩擦擦因因数数，乙乙是是随随物物体体甲甲一一起起运运动动的的小小物物块块，比比较较物物体体甲甲移移动动的的过过程程中中力力F对对甲甲所所做做的功的

6、大小，下列的功的大小，下列选项选项正确的是正确的是()基础诊断基础诊断图图29创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点A.Wa最小最小B.Wd最大最大C.WaWcD.四种情况一四种情况一样样大大解解析析依依据据功功的的定定义义式式WFLcos，本本题题中中四四种种情情况况下下，F、L、均均相相同同，这这样四种情况下力样四种情况下力F所做的功一样大，故选项所做的功一样大，故选项D正确。正确。答案答案D10创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点2.(多多选选)如如图图3所所示示，粗粗糙糙的的斜斜面面在在水水平平恒恒力力的的作作用用下下向向左左匀匀速速运运动动，一一物物块块

7、置置于于斜斜面面上上并并与与斜斜面面保保持持相相对对静静止止，下下列列说说法法中中正确的是正确的是()A.斜面斜面对对物物块块不做功不做功B.斜面斜面对对地面的摩擦力做地面的摩擦力做负负功功C.斜面斜面对对物物块块的支持力做正功的支持力做正功D.斜面斜面对对物物块块的摩擦力做的摩擦力做负负功功图图311创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点解解析析斜斜面面对对物物块块的的作作用用力力可可以以等等效效为为一一个个力力，根根据据平平衡衡条条件件，这这个个力力与与物物块块的的重重力力大大小小相相等等，方方向向相相反反，与与位位移移方方向向的的夹夹角角为为90，所所以以不不做做功功，选选

8、项项A正正确确；地地面面受受到到摩摩擦擦力力作作用用，但但没没有有位位移移，所所以以斜斜面面对对地地面面的的摩摩擦擦力力不不做做功功，选选项项B错错误误；斜斜面面对对物物块块的的支支持持力力与与位位移移方方向向的的夹夹角角小小于于90，做做正正功功，而而斜斜面面对对物物块块的的摩擦力与位移方向的夹角大于摩擦力与位移方向的夹角大于90，做负功，所以选项，做负功，所以选项C、D正确。正确。答案答案ACD12创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点3.如如图图4所所示示，质质量量为为60kg的的某某同同学学在在做做引引体体向向上上运运动动，从从双双臂臂伸伸直直到到肩肩部部与与单单杠杠同同

9、高高度度算算1次次，若若他他在在1分分钟钟内内完完成成了了10次次，每每次次肩肩部部上上升升的的距距离离均均为为0.4m，则则他他在在1分分钟钟内克服重力所做的功及相内克服重力所做的功及相应应的功率的功率约为约为()图图4A.240J，4WB.2400J，2400WC.2400J，40WD.4800J，80W13创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点答案答案C14创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点1.功的正负的判断方法功的正负的判断方法功的分析和计算功的分析和计算15创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点2.恒力做功的计算方法恒力做功的计算方法16

10、创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点3.合力做功的计算方法合力做功的计算方法(1)先求合力先求合力F合合，再用，再用W合合F合合lcos求功。求功。(2)先先求求各各个个力力做做的的功功W1、W2、W3、，再再应应用用W合合W1W2W3求求合合力力做的功。做的功。17创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点考向考向【例例1】一一辆辆正正沿沿平平直直路路面面行行驶驶的的车车厢厢内内，一一个个面面向向车车前前进进方方向向站站立立的的人人对对车车厢厢壁施加水平推力壁施加水平推力F，在，在车车前前进进s的的过过程中，下列程中，下列说说法正确的是法正确的是()功的正负的判断功

11、的正负的判断图图5A.当当车车匀速前匀速前进时进时，人，人对车对车做的做的总总功功为为正功正功B.当当车车加速前加速前进时进时，人，人对车对车做的做的总总功功为负为负功功C.当当车车减速前减速前进时进时，人，人对车对车做的做的总总功功为负为负功功D.不管不管车车如何运如何运动动，人，人对车对车做的做的总总功都功都为为零零18创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点解解析析人人对对车车施施加加了了三三个个力力，分分别别为为压压力力、推推力力F、静静摩摩擦擦力力Ff，根根据据力力做做功功的的公公式式及及作作用用力力和和反反作作用用力力的的关关系系判判断断做做正正功功还还是是负负功功。当

12、当车车匀匀速速前前进进时时，人人对对车车厢厢壁壁的的推推力力F做做的的功功为为WFFs，静静摩摩擦擦力力做做的的功功为为WFfFfs，人人处处于于平平衡衡状状态态，根根据据作作用用力力与与反反作作用用力力的的关关系系可可知知，FFf，则则人人对对车车做做的的总总功功为为零零，故故A错错误误；当当车车加加速速前前进进时时，人人处处于于加加速速状状态态，车车厢厢对对人人的的静静摩摩擦擦力力Ff向向右右且且大大于于车车厢厢壁壁对对人人的的作作用用力力F，所所以以人人对对车车厢厢的的静静摩摩擦擦力力Ff向向左左，静静摩摩擦擦力力做做的的功功WFfFfs，人人对对车车厢厢的的推推力力F方方向向向向右右，

13、做做的的功功为为WFFs，因因为为FfF，所所以以人人对对车车做做的的总总功功为为负负功功，故故B正正确确，D错错误误；同同理理可可以以证证明明当当车车减减速速前前进进时时，人人对对车车做做的的总总功为正功，故功为正功，故C错误。错误。答案答案B19创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点考向考向【例例2】(多多选选)如如图图6所所示示，一一个个质质量量为为m2.0kg的的物物体体放放在在倾倾角角为为37的的固固定定斜斜面面上上，现现用用F30N、平平行行于于斜斜面面的的力力拉拉物物体体使使其其由由静静止止开开始始沿沿斜斜面面向向上上运运动动。已已知知物物体体与与斜斜面面之之间间的

14、的动动摩摩擦擦因因数数0.50，斜斜面面足足够够长长，g取取10m/s2，sin370.60，cos370.80。物物体体运运动动2s后，关于各力做功情况，下列后，关于各力做功情况，下列说说法中正确的是法中正确的是()恒力及合力做功的计算恒力及合力做功的计算A.重力做功重力做功为为120JB.摩擦力做功摩擦力做功为为80JC.拉力做功拉力做功为为100JD.物体所受的合力做功物体所受的合力做功为为100J图图620创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点答案答案ABD21创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点考向考向变力做功的计算变力做功的计算22创新设计创新设计知识

15、梳理 双基过关课堂互动 研透考点【例例3】(2019河河南南省省洛洛阳阳市市模模拟拟)轻轻质质弹弹簧簧右右端端固固定定在在墙墙上上，左左端端与与一一质质量量m0.5kg的的物物块块相相连连，如如图图7甲甲所所示示，弹弹簧簧处处于于原原长长状状态态，物物块块静静止止且且与与水水平平面面间间的的动动摩摩擦擦因因数数0.2。以以物物块块所所在在处处为为原原点点，水水平平向向右右为为正正方方向向建建立立x轴轴，现现对对物物块块施施加加水水平平向向右右的的外外力力F，F随随x轴轴坐坐标标变变化化的的情情况况如如图图乙乙所所示示，物物块块运运动动至至x0.4m处时处时速度速度为为零，零，则则此此时弹时弹簧

16、的簧的弹弹性性势势能能为为(g10m/s2)()图图7A.3.1JB.3.5JC.1.8JD.2.0J23创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点解解析析物物块块与与水水平平面面间间的的摩摩擦擦力力为为Ffmg1N。现现对对物物块块施施加加水水平平向向右右的的外外力力F，由由Fx图图象象与与x轴轴所所围围面面积积表表示示功功可可知知F做做功功W3.5J，克克服服摩摩擦擦力力做做功功WfFfx0.4J。由由于于物物块块运运动动至至x0.4m处处时时，速速度度为为0，由由功功能能关关系系可可知知，WWfEp，此时弹簧的弹性势能为，此时弹簧的弹性势能为Ep3.1J，选项，选项A正确。正确

17、。答案答案A24创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点1.人人教教版版必必修修2改改编编如如图图8所所示示，质质量量为为m的的小小车车在在与与竖竖直直方方向向成成角角的的恒恒定定拉拉力力F作作用用下下，沿沿水水平平地地面面向向左左运运动动一一段段距距离离l。在在此此过过程程中中，小小车车受受到到的的阻阻力力大大小小恒恒为为f，重重力力加加速速度度为为g，则则()A.拉力拉力对对小小车车做功做功为为FlcosB.支持力支持力对对小小车车做功做功为为FlsinC.阻力阻力对对小小车车做功做功为为flD.重力重力对对小小车车做功做功为为mgl图图825创新设计创新设计知识梳理 双基过关

18、课堂互动 研透考点解解析析根根据据力力做做功功的的公公式式WFlcos，其其中中为为力力与与位位移移的的夹夹角角，所所以以拉拉力力做做功功为为WFlsin，选选项项A错错误误；支支持持力力、重重力力不不做做功功，选选项项B、D错错误误；阻阻力力做做功功Wffl，选项，选项C正确。正确。答案答案C26创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点2.如如图图9所所示示的的拖拖轮轮胎胎跑跑是是一一种种体体能能训训练练活活动动。某某次次训训练练中中，轮轮胎胎的的质质量量为为5kg，与与轮轮胎胎连连接接的的拖拖绳绳与与地地面面夹夹角角为为37，轮轮胎胎与与地地面面动动摩摩擦擦因因数数是是0.8。

19、若若运运动动员员拖拖着着轮轮胎胎以以5m/s的的速速度度匀匀速速前前进进，则则10s内内运运动动员员对对轮轮胎胎做做的的功功最最接接近近的的是是(sin370.6，cos370.8，g10m/s2)()图图9A.500JB.750JC.1250JD.2000J27创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点解析解析FcosFf，FNFsinmg，10s内运动员对轮胎做功内运动员对轮胎做功WFFcosvt31.250.8510J1250J，选项，选项C正确。正确。答案答案C28创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点3.如如图图10所所示示，质质量量为为m的的小小球球用用长长

20、为为L的的细细线线悬悬挂挂而而静静止止在在竖竖直直位位置置。现现用用水水平平拉拉力力F将将小小球球缓缓慢慢拉拉到到细细线线与与竖竖直直方方向向成成角的位置。在此角的位置。在此过过程中，拉力程中，拉力F做的功做的功为为()A.FLcosB.FLsinC.FL(1cos)D.mgL(1cos)解解析析在在小小球球缓缓慢慢上上升升过过程程中中，拉拉力力F为为变变力力，此此变变力力F做做的的功功可可用用动动能能定定理理求求解。由解。由WFmgL(1cos)0，得，得WFmgL(1cos)，故，故D正确。正确。答案答案D图图1029创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点图图1130创新设计

21、创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点答案答案C31创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点1.平均功率的计算方法平均功率的计算方法功率的理解与计算功率的理解与计算32创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点2.瞬时功率的计算方法瞬时功率的计算方法(1)利用公式利用公式PFvcos，其中，其中v为为t时时刻的瞬刻的瞬时时速度。速度。(2)利用公式利用公式PFvF，其中，其中vF为为物体的速度物体的速度v在力在力F方向上的分速度。方向上的分速度。(3)利用公式利用公式PFvv，其中，其中Fv为为物体受到的外力物体受到的外力F在速度在速度v方向上的分力。方向上的分力。

22、33创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点【例例4】(多多选选)质质量量为为m的的物物体体从从距距地地面面H高高处处自自由由下下落落，经经历历时时间间t，则则下下列列说说法法中正确的是中正确的是()34创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点答案答案ACD35创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点1.如如图图12所所示示是是倾倾角角为为45的的斜斜坡坡，在在斜斜坡坡底底端端P点点正正上上方方某某一一位位置置Q处处以以速速度度v0水水平平向向左左抛抛出出一一个个小小球球，小小球球落落在在斜斜坡坡上上时时速速度度方方向向与与斜斜坡坡向向上上的的方方向向成成1

23、05，不不计计空空气气阻阻力力，则则小小球球做做平平抛抛运运动动的的过过程程()图图1236创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点答案答案A37创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点2.(多多选选)(2018全全国国卷卷，19)地地下下矿矿井井中中的的矿矿石石装装在在矿矿车车中中，用用电电机机通通过过竖竖井井运运送送到到地地面面。某某竖竖井井中中矿矿车车提提升升的的速速度度大大小小v随随时时间间t的的变变化化关关系系如如图图13所所示示，其其中中图图线线分分别别描描述述两两次次不不同同的的提提升升过过程程，它它们们变变速速阶阶段段加加速速度度的的大大小小都都相相同同

24、；两两次次提提升升的的高高度度相相同同，提提升升的的质质量量相相等等。不不考考虑虑摩摩擦擦阻阻力力和和空空气气阻阻力力。对对于于第第次次和和第第次次提提升升过过程程()A.矿车矿车上升所用的上升所用的时间时间之比之比为为45B.电电机的最大机的最大牵牵引力之比引力之比为为21C.电电机机输输出的最大功率之比出的最大功率之比为为21D.电电机所做的功之比机所做的功之比为为45图图1338创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点答案答案AC39创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点1.模型一以恒定功率启动模型一以恒定功率启动(1)动态过动态过程程机车启动问题机车启动问题4

25、0创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点(2)这这一一过过程的程的Pt图图象和象和vt图图象如象如图图14所示。所示。图图1441创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点2.模型二以恒定加速度启动模型二以恒定加速度启动(1)动态过动态过程程42创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点(2)这这一一过过程的程的Pt图图象和象和vt图图象如象如图图15所示。所示。图图1543创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点3.三个重要关系式三个重要关系式44创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点【例例5】(多多选选)一一辆辆CRH2型型动动车

26、车组组的的总总质质量量M2.0105kg，额额定定输输出出功功率率为为4800kW。假假设设该该动动车车组组在在水水平平轨轨道道上上运运动动时时的的最最大大速速度度为为270km/h，受受到到的的阻力阻力Ff与速度与速度v满满足足Ffkv，g取取10m/s2。下列。下列说说法正确的是法正确的是()A.该动车组该动车组以最大速度行以最大速度行驶时驶时的的牵牵引力引力为为6.4104NB.从从题题中中给给出的数据可算出出的数据可算出k1.0103Ns/mC.当匀速行当匀速行驶驶的速度的速度为为最大速度一半最大速度一半时时，动车组动车组受到的阻力受到的阻力为为1.6104ND.当匀速行当匀速行驶驶的

27、速度的速度为为最大速度一半最大速度一半时时，动车组动车组的的输输出功率出功率为为1200kW45创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点答案答案AD46创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点1.快快艇艇在在运运动动中中受受到到的的阻阻力力与与速速度度平平方方成成正正比比(即即fkv2)。若若油油箱箱中中有有20L燃燃油油，当当快快艇艇以以10m/s匀匀速速行行驶驶时时，还还能能行行驶驶40km，假假设设快快艇艇发发动动机机的的效效率率保保持持不不变变，则则快艇以快艇以20m/s匀速行匀速行驶时驶时，还还能行能行驶驶()A.80kmB.40kmC.10kmD.5km47

28、创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点答案答案C48创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点2.动动车车组组是是几几节节自自带带动动力力的的车车辆辆(动动车车)加加几几节节不不带带动动力力的的车车辆辆(拖拖车车)编编成成一一组组，如如图图16所所示示。假假设设动动车车组组运运行行过过程程中中受受到到的的阻阻力力与与其其所所受受重重力力成成正正比比，每每节节动动车车与与拖拖车车的的质质量量都都相相等等，每每节节动动车车的的额额定定功功率率都都相相等等。若若1节节动动车车加加4节节拖拖车车编编成成的的动动车车组组的的最最大大速速度度为为120km/h，则则3节节动动车车加

29、加7节节拖拖车车编编成成的的动动车车组组的的最最大大速速度度为为()图图16A.140km/hB.160km/hC.180km/hD.200km/h49创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点答案答案C50创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点3.质质量量为为1.0103kg的的汽汽车车，沿沿倾倾角角为为30的的斜斜坡坡由由静静止止开开始始运运动动，汽汽车车在在运运动动过过程程中中所所受受摩摩擦擦阻阻力力大大小小恒恒为为2000N，汽汽车车发发动动机机的的额额定定输输出出功功率率为为5.6104W，开开始始时时以以a1m/s2的加速度做匀加速运的加速度做匀加速运动动(

30、g取取10m/s2)。求：。求：(1)汽汽车车做匀加速运做匀加速运动动的的时间时间t1；(2)汽汽车车所能达到的最大速率；所能达到的最大速率；(3)若若斜斜坡坡长长143.5m，且且认认为为汽汽车车到到达达坡坡顶顶之之前前，已已达达到到最最大大速速率率，则则汽汽车车从从坡坡底底到坡到坡顶顶需多需多长时间长时间？51创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点解析解析(1)由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得Fmgsin30Ffma设匀加速过程的末速度为设匀加速过程的末速度为v，则有，则有PFvvat1解得解得t17s。(2)当达到最大速度当达到最大速度vm时，时，a0，则有则有P(mgsin30Ff)vm解得解得vm8m/s。52创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点又有又有xx1x2解得解得t215s故汽车运动的总时间为故汽车运动的总时间为tt1t222s。答案答案(1)7s(2)8m/s(3)22s53本节内容结束