高考物理一轮复习 5.1 功和功率课件 沪科版

(3)根据功能关系判断:物体的能量增加,外力做正功;物体的能量减少,
外力做负功。
第十四页，共35页。
14
考点(kǎo
diǎn)探
究
15
拓展训练 1(单选)如图所示,物体在水平拉力 F 的作
用下,沿粗糙的水平地面向右运动(
)
A.如果物体做加速直线运动,F 一定对物体做正功
B.如果物体做加速直线运动,F 有可能对物体做负功
(1)功的正负不但与力、位移及它们的夹角有关,而且与受其他的力及物体
做加速、减速运动有关。(
)
(2)公式 W=Flcos α 只能计算恒力的功,不能计算变力的功。(
(3)作用力和反作用力的功总是大小相等。(
)
(4)当 F 与 v 方向不同时,公式 P=Fv 也能使用。(
(5)机车的功率指的是合外力的功率。(
第五章
功和能 机械能
及其守恒定律
第一页，共35页。
考纲要求
权威解读
1.功和功率
Ⅱ
1.理解功、功率的概念;会分析机车启动的两种方式。
2.动能和动能定理
Ⅱ
2.熟练掌握动能定理,机械能守恒定律,并能在实际问
3.重力做功与重力
势能
题中熟练应用。
Ⅱ
能分析解决有关问题。
4.功能关系、机械
能守恒定律及其应
Ⅱ
4.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;功和能的关系一直是高考的“重中
用
5.探究动能定理
3.深刻理解功和能的对应关系,理解能量守恒定律,并
实
之重”,涉及这部分内容的考题不但题型全、分量
验
重,而且还经常有压轴题;考查最多的是动能定理和
机械能守恒定律,题目注重与生产、生活、科技相
6.验证机械能守恒
实
结合,且多数题目是与牛顿运动定律、平抛运动、
为瞬时功率。
②若 F 与 v 在同一条直线上时,有 P=Fv。
点(kǎo diǎn)一
考点(kǎo diǎn)二
考点(kǎo diǎn)三
第二十二页，共35页。
22
考点(kǎo
diǎn)探究
23
拓展训练 3(多选) 如图所示,一根不可伸长的轻绳两
端各系一个小球 a 和 b,跨在两根固定在同一高度的光滑水平细杆上,质量
(kǎo diǎn)一
考点(kǎo diǎn)二
考点(kǎo diǎn)三
第十八页，共35页。
考点(kǎo
diǎn)探究
19
拓展训练 2 如图所示,建筑工人通过滑轮装置将一质
量是 100 kg 的料车沿 30°角的斜面由底端匀速地拉到顶端,斜面长 L 是 4 m,
若不计滑轮的质量和各处的摩擦力,g 取 10 N/kg,求这一过程中:
类别
定义
计算公式
单位
力在一段时间内
平均
功率

做功的平均快慢
(1) =
程度,大小等于功
(2)=F,适用条件:F 为恒力,且 F 与平均
跟完成这些功所
速度共线

用时间的比值
瞬时
功率
力在某一时刻做
(1)P=Fv,适用条件:F 与瞬时速度 v 同向
功的快慢程度
(2)t→0,P= 为瞬时功率(不要求)


第六页，共35页。
瓦特
(W)
基础
( jīchǔ)梳
理
一
二
类别
额定功率
实际
功率
7
定义
计算公式
单位
最大 功率
动力机械工作时实际消耗的功率大小介于 零 和
额定功率 之间;
动力机械在正常条件下长时间工作的
汽车、火车等交通工具和各种起重机械发动机的功率(牵
引力的功率)与速度的关系:P=Fv
①当 P 一定时,要增加 F,必须减小 v,故汽车爬坡时,司机
C.如果物体做减速直线运动,F 一定对物体做负功
D.如果物体做匀速直线运动,F 一定不对物体做功
关闭
如果物体做加速直线运动,F的方向一定与运动方向一致,做正功,选项 A正确而 B
错误;如果物体做减速直线运动,当 F 的方向与运动方向一致时,F 做正功,当 F 的
关闭
方向与运动方向相反时,F 做负功,选项 C 错误;当物体做匀速直线运动时,F 的方
4
3. (单选)质量为 m 的木块放在光滑水平面上,在水平恒力 F 作用下从静止
开始运动,则运动时间 t 时 F 的功率是(
F2 t
A.
2m
F2 t2
B.
2m
F2 t
C.
m
)
F2 t2
D.
m
关闭
由牛顿第二定律得
C

a= ,而


2 t
v=at= ,故 P=Fv= ,选项


第十页，共35页。
C 正确。
PG=mgv
思路引导:①求解拉力的瞬时功率应用什么公式求解?
竖逐渐增大,小球上升过程中只有重力和拉力做功,而动能保持不变,根据
关闭
动能定理可知任意极短时间内两力做功代数和总为零,可推出两力功率大小关系
②从 A 到 B,力 F 与速度 v 夹角怎样变化?
PAF=PG=mgv 竖,即拉力的功率逐渐增大,选项 A 正确。
(jiě xī) (dá àn)
考点(kǎo
diǎn)探
究
规律总结判断正、负功的方法
(1)从力和位移方向之间的夹角来判断功的正负。0≤α<90°,做正
功;90°<α≤180°,做负功;α=90°,不做功。
(2)从力和速度的夹角大小判断:0≤α<90°,做正功;90°<α≤180°,做负
功;α=90°,不做功。
(1)正功:做功的力对物体的运动起推动作用,做功的效果是使物体的能
量增加。
(2)负功:做功的力对物体的运动起阻碍作用,做功的效果是使物体的能
量减少。
第十二页，共35页。
考点(kǎo
diǎn)探究
13
【例 1】
如图所示,物体静止在斜面上,现使物体与斜面相对静止地一起水平向
右匀速移动,则:(1)重力对物体
diǎn)探究
17
【例 2】人在 A 点拉着绳通过一定滑轮吊起质量 m=50 kg 的物体,如
图所示,开始绳与水平方向夹角为 60°,人匀速提起重物由 A 点沿水平方向
运动 2 m 到达 B 点,此时绳与水平方向成 30°角,求人对绳的拉力做了多少
功?(g 取 10 m/s2)
关闭
思路引导:①人对绳的拉力大小变化吗?能直接用公式 W=Flcos α 求绳
的因素。
2.公式:W=Flcos α,其中 F 是恒力,l 是位移,α 是力的方向和位移方向
的夹角。
3.单位:焦耳(J)。
第四页，共35页。
基础
( jīchǔ)梳
理
一
5
二
4.功是标量,没有方向,但有正负。根据 W=Flcos α 可知:
(1)当 0°≤α<90°时,力对物体做正功,是动力,物体获得能量。究
21
【例 3】(单选)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
关闭
C.先增大,后减小
D.先减小,后增大
由于小球做匀速率圆周运动,小球上升的过程中竖直方向分速度逐渐增大,则
关闭
1
(1)人拉绳子的力做的功。
(1)工人拉绳子的力:F=
mgsinθ
2
(2)物体的重力做的功。
工人将料车拉到斜面顶端时,拉绳子的长度:l=2L,
1
(3)物体受到的各力对物体做的总功。
根据公式 W=Flcosα 得 W1=2mgsinθ·2L=2000J。
(2)重力做功:W2=-mgh=-mgLsinθ=-2000J。
A
向与运动方向相同,F
做正功,选项 D 错误。
考点二
考点三
第十五页，共35页。
解析
解析
(jiě
xī)
答案
(dá àn)
答案
考点(kǎo
diǎn)探究
考点二 功的计算
1.恒力的功:直接用 W=Flcosα 计算。
2.合外力的功:
方法一:先求合外力 F 合,再用 W 合=F 合 lcosα 求功。
方法二:先求各个力做的功 W1、W2、W3…,再应用 W 合
因为人匀速提升物体,故物体处于平衡状态,可知绳上拉力 F=mg;
拉力做的功吗?
重物上升的高度 h 等于右侧绳子的伸长量 ΔL,由几何关系易求
②人对绳的拉力做的功与绳对物体的拉力做的功在数值上的关系是 关闭
ΔL=2( 3-1)m;
什么?
人对绳子的拉力做的功:W=FΔL=mgh=500×2(
3-1)J=732 J
)
)
)
关闭
(1)× (2)√
(3)×
(4)×
(5)×
答案
(dá àn)
8
答案
第八页，共35页。
基础(jīchǔ)
梳理
基础自测
1
2
3
4
2. (单选)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(
)
关闭
B
答案9
答案
(dá àn)
第九页，共35页。
基础( jīchǔ)
梳理
基础自测
1
2
3
定律
验
圆周运动以及电磁学等知识相结合的综合性试题,
能力要求较高。
第二页，共35页。
第一节
功和功率(gōnglǜ)
第三页，共35页。
基础
( jīchǔ)梳
理
一
二
一、功的概念
1.定义:物体受到力的作用,并在力的方向上发生一段位移,就说力对
物体做了功。可见,力和物体在力的方向上的位移,是做功的两个不可缺少
=W1+W2+W3+…。
3.变力的功:
(1)应用动能定理求解。
(2)用 W=Pt 求解,其中变力的功率 P 不变。
(3)常用方法还有转换法、微元法、图像法、平均力法等,求解时根据
条件灵活选择。
(kǎo diǎn)一
考点(kǎo diǎn)二
考点(kǎo diǎn)三
第十六页，共35页。
16
考点(kǎo
732J
考点一
考点三
第十七页，共35页。
解析(jiě
解析
xī)
答案
答案
(dá àn)
考点(kǎo
diǎn)探究
18
规律总结“功的计算”注意事项
(1)在求力做功时,首先区分是求某个力的功还是合外力的功,是求恒力
的功还是变力的功;
(2)若为求变力的功,则要考虑应用动能定理或将变力的功转化为恒力
的功进行求解。
W
t
2.求平均功率时应明确哪段时间,通常根据 P= 或 P=F·
vcos α 进行计算。
3.求瞬时功率应明确物体所处的时刻或位置,再确定该时刻或该位置的速
度,然后根据 P=Fvcos α 进行计算,注意 F、v 的方向关系。
考点(kǎo diǎn)一
考点(kǎo diǎn)二
考点(kǎo diǎn)三
(2)当 90°<α≤180°时,力对物体做负功(如-2 J,也称物体克服这个力做了
2 J 的功),是阻力,物体向外转移能量。
(3)当 α=90°时,力对物体不做功。
可见,正功、负功只表示对物体做功的力是动力或阻力,力对物体做功
引起能量的转化。
第五页，共35页。
基础(jīchǔ)
梳理
一
6
二
二、功率
为 3m 的 a 球置于地面上,质量为 m 的 b 球从水平位置静止释放,当 a 球对
地面压力刚好为零时,b 球摆过的角度为 θ,下列结论正确的是(
D.物体无论是加速、减速还是匀速,力 F 做的功一样多
关闭
BD
答案
11
答案
(dá àn)
第十一页，共35页。
考点(kǎo
diǎn)探究
12
考点一 正、负功的判断
1.功是标量,所以功的正负不表示方向,也不表示功的大小。比较功的大
小时,要看功的绝对值,绝对值大的做功多,绝对值小的做功少。
2.正、负功的含义
常换低挡降低速度来增大牵引力
②当 F 一定时,v 增加(如匀加速运动),则 P 也会增加,但这
样的过程是有限度的
③当 v 一定时,P 越大,F 就越大。如功率越大的起重机可
吊起的重物的质量越大
第七页，共35页。
瓦特
(W)
基础( jīchǔ)
梳理
基础自测
1
2
3
4
1.请判断下列表述是否正确,对不正确的表述,请说明原因。
解析
解析
(jiě
xī)
关闭
答案
10
答案
(dá àn)
基础( jīchǔ)
梳理
基础自测
1
2
3
4
4. (多选)
如图所示,用恒力 F 拉着质量为 m 的物体沿水平面从 A 移到 B 的过程中,
下列说法正确的是(
)
A.有摩擦力时比无摩擦力时合外力做的功多
B.有摩擦力时比无摩擦力时合外力做的功少
C.物体加速运动时 F 做的功比减速运动时 F 做的功多
考点一
考点二
解析
答案
解析
答案
(jiě xī) (dá àn)
第二十一页，共35页。
考点(kǎo
diǎn)探
究
规律总结功率问题注意事项
W
(1)利用P = t 求解,注意 t 为某一过程的总时间;
(2)利用 P=Fvcosα 求解时,
①若 v 为某一过程的平均速度时,P 为平均功率;若 v 为瞬时速度时,P
;(2)支持力对物体
;(3)摩擦力对物
体做正功。(选填“做正功”或“做负功”或“不做功”)
关闭
思路引导:①画出物体的受力示意图。
根据力和位移方向之间的夹角来判断功的正负。
②重力、支持力、摩擦力与位移 l 之间的夹角分别是什么角?
不做功 做负功 做正功
考点二
考点三
第十三页，共35页。
关闭
解析
答案
解析
答案
关闭
(3)由于料车在斜面上匀速运动,则料车所受的合力为
0,故 W 合=0。
(1)2000J
(2)-2000J (3)0
考点一
考点三
第十九页，共35页。
答案
解析
解析
答案
(jiě xī) (dá àn)
考点(kǎo
diǎn)探
究
20
考点三 平均功率和瞬时功率的计算
1.要明确求哪一个力的功率,或者求合力的功率。