2017届高三物理一轮复习 第5章 机械能 第1讲 功 功率课件

考点三
机车启动的两种模型分析
1．模型一：以恒定功率启动
NO.1 梳理主干
牢固记忆
(1)动态过程
NO.2 题组训练 提升能力
考点三
NO.1 梳理主干
牢固记忆
(2)这一过程的速度—时间图象如图所示：
NO.2 题组训练 提升能力
考点三
NO.1 梳理主干
2．模型二：以恒定加速度启动 (1)动态过程
牢固记忆
考点一
反思提升
NO.1 梳理主干
功的计算方法 (1)恒力做功：
填准牢
NO.2 题组训练 提升能力
考点一
反思提升
(2)变力做功：
NO.1 梳理主干
填准记牢
1 2 1 2 ①用动能定理：W＝ mv2－ mv1. 2 2 ③将变力做功转化为恒力做功：
②当变力的功率P一定时，可用W＝Pt求功，如机车以恒功率启动时．
考点一
试题
解析
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填准记牢
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2．(2014· 高考新课标全国卷Ⅱ)一物体静 止在粗糙水平地面上．现用一大小为F1 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2v.对于上述两个过程，用 WF1、WF2分别表示拉力F1、F2所做的 功，Wf1、Wf2分别表示前后两次克服摩 擦力所做的功，则( C ) A．WF2＞4WF1，Wf2＞2Wf1 B．WF2＞4WF1，Wf2＝2Wf1 C．WF2＜4WF1，Wf2＝2Wf1 D．WF2＜4WF1，Wf2＜2Wf1
考点三
反思提升
机车启动模型中的三个重要关系
NO.1 梳理主干
(1)无论哪种启动过程，机车的最大速度都等于其匀速运动时的速 P P 度， 即 vm＝ ＝ (式中 Fmin 为最小牵引力， 其值等于阻力 F 阻)． Fmin F阻 (2)机车以恒定加速度启动的运动过程中，匀加速过程结束时，功 P P 率最大，速度不是最大，即 v＝F<vm＝ . F阻 (3)机车以恒定功率运行时，牵引力做的功 W＝Pt.由动能定理有 Pt －F 阻 x＝ΔEk.此式经常用于求解机车以恒定功率启动过程的位移 大小．
考点一
试题
解析
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填准记牢
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3.(多选)如图所示，长为L的木板水平放 置，在木板的A端放置一个质量为m的小物 块，现缓慢地抬高A端，使木板以左端为轴 转动，当木板转到与水平面的夹角为α时小 物块开始滑动，此时停止转动木板，小物 块滑到底端的速度为v，则在整个过程中， 下列说法正确的是( ACD ) 1 2 A．木板对小物块做功为 mv 2 B．摩擦力对小物块做功为mgLsin α C．支持力对小物块做功为mgLsin α 1 D．滑动摩擦力对小物块做功为 mv2－ 2 mgLsin α
第五章 | 机械能
考点内容 功和功率 动能和动能定理 重力做功与重力势能 功能关系、机械能守恒 定律及其应用
要求 Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ
命题规律
复习策略
实验五：探究动能定理
实验六：验证机械能守 恒定律
(1)功和功率的计算； (2)对动能定理、机 械能守恒定律、功 能关系的理解； (3)与牛顿第二定律 相结合考查运动情 况和功能关系； (4)与电磁学相结合， 考查安培力作用下 的功能关系
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当力的大小不变，而方向始终与运动方向相同或相反时，这类力的功 等于功和路程(不是位移)的乘积．如滑动摩擦力做功、空气阻力做功 等． (3)总功的计算： ①先求物体所受的合力，再求合力的功； ②先求每个力做的功，再求各功的代数和．
考点二
功率的计算
1．平均功率的计算方法
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考点二
试题
解析
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牢固记忆
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3．质量为m的物体静止在光滑水平面 上，从t＝0时刻开始受到水平力的作 用．力的大小F与时间t的关系如图所 示，力的方向保持不变，则( B ) 5F2 0t0 A．3t0时刻的瞬时功率为 m 15F2 0t0 B．3t0时刻的瞬时功率为 m C．在t＝0到3t0这段时间内， 23F2 0t0 水平力的平均功率为 4m D．在t＝0到3t0这段时间内， 25F2 0t0 水平力的平均功率为 8m
(3)5×105 W (4)4 s
(1)当牵引力等于阻力，即F＝Ff＝kmg 时火车的加速度为零，速度达到最大， 则 P P vm＝F＝kmg＝12 m/s. (2)当v1＝1 m/s<vm时，火车加速运动， P 牵引力F1＝ ＝6×105 N v1 F1－Ff 由牛顿第二定律知a1＝ m ＝1.1 m/s2. (3)当v＝36 km/h＝10 m/s时，火车匀速 运动，则发动机的实际功率为 P′＝Ffv＝5×105 W. (4)据牛顿第二定律得牵引力F′＝Ff＋ ma＝3×105 N 在此过程中，速度增大，发动机功率增 大．当功率为额定功率时速度大小为 P v′＝ ＝2 m/s F′ v′ 又因v′＝at，所以t＝ a ＝4 s.
考点二
试题
解析
1.如图所示，细线的一端固定于O点，另
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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( A )
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A．逐渐增大
B.逐渐减小
C．先增大，后减小 D.先减小，后增大
因小球速率不变，所以小球 以 O 点为圆心做匀速圆周 运动，受力如图所示．设绳 与竖直方向的夹角为 θ，则 在切线方向上应有 mgsin θ ＝Fcos θ，拉力 F 的瞬时功 率 P＝Fvcos θ＝mgvsin θ. 小球从 A 运 动到 B 的过 程中，拉力 的瞬时功率 随 θ 的增大 而增大，A 正确．
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了功． (3)α＝90° ，力对物体不做功．
考点一
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2．功的计算 (1)用公式 W＝F·lcos α 计算． ①α 是力与 位移 方向之间的夹角，l 为物体对地的位移． ②该公式只适用于 恒力 做功． ③功是 标 (选填“标”或“矢”)量． (2)应用动能定理计算．
2t0时刻的速度大小v2＝a1· 2t0＝ 2F0 m t0,3t0时刻的速度大小为v3＝ F0 3 F0 v2＋a2t0＝ m · 2t0＋ m · t0＝ 5F0t0 m ，3t0时刻力F＝3F0，所以 15F2 0t0 瞬时功率P＝3F0· v3＝ m ，A 错误，B正确；0～3t0时间段 内，水平力对物体做功W＝ 1 F0 F0x1＋3F0x2＝F0× ·m (2t0)2＋ 2 2 v2＋v3 25F2 0t0 3F0· t＝ ，平均功 2 0 2m W 25F2 0t0 率P＝ t ＝ ，C、D错误． 6m
在抬高A端的过程中，小物块受 到的摩擦力为静摩擦力，其方向 和小物块的运动方向时刻垂直， 故在抬高阶段，摩擦力并不做 功，这样在抬高小物块的过程 中，由动能定理得WN＋WG＝ 0，即WN－mgLsin α＝0，所以 WN＝mgLsin α.在小物块下滑的 过程中，支持力不做功，滑动摩 擦力和重力做功，由动能定理 1 1 得：WG＋Wf＝ mv2，即Wf＝ 2 2 mv2－mgLsin α，B错，C、D正 确．在整个过程中，设木板对小 物块做的功为W，对小物块在整 1 个过程由动能定理得W＝ mv2， 2 A正确．
因物体均做匀变速直线 运动，由运动学公式得 前后两个过程的平均速 度是2倍关系，那么位移 x＝ v t也是2倍关系，若 Wf1＝Ffx，则Wf2＝Ff· 2x 故Wf2＝2Wf1；由动能定 1 理WF1－Ffx＝ mv2和 2 1 WF2－Ff· 2x＝ m(2v)2得 2 WF2＝4WF1－ 2Ffx<4WF1，C正确．
考点二
试题
解析
2．(多选)位于水平面上的物体在水平恒
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牢固记忆
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物体在恒力F1作用下做 力F1作用下，做速度为v1的匀速运动．若 匀速运动，则F1＝ μmg；在恒力F2的作用 作用力变为斜向上的恒力F2，物体做速 下匀速运动，则F2cos θ 度为v2的匀速运动，且F1与F2功率相同， ＝μ(mg－F · 2 sin θ)，即 则可能有( BD ) F2(cos θ＋μsin θ)＝F1.由 于F1和F2的功率相同， 则F1v1＝F2v2cos θ，则 v2 cos θ＋μsin θ ＝ ＝1＋ A．F2＝F1，v1＞v2 B.F2＝F1，v1＜v2 v1 cos θ C．F2＞F1，v1＞v2 D.F2＜F1，v1＜v2 μtan θ，所以v2＞v1，而 F1和F2的大小关系无法 确定．
车厢向右做匀减速运动，即 a、v方向相反，加速度a向 左，且人与车厢具有相同的 加速度．对人受力分析，受 到重力和车厢对人的作用 力，则车厢对人的作用力方 向为斜向左上方，与位移方 向成钝角，所以车厢对人做 负功，C错误，D正确．人 对车厢的作用力方向斜向右 下方，人对车厢的作用力与 车厢位移方向成锐角，人对 车厢做正功(或由动能定理， 人的动能减小，故车对人做 负功，人对车做正功来判 断)，A、B错误．
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牢固记忆
(2)这一过程的速度—时间图象如图所示：
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考点三
试题
解析
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v↑ 1. (2015· 高考全国卷Ⅱ)一汽车在平直公路 ――→ 上行驶．从某时刻开始计时，发动机的 由P＝Fv F－f＝ma a＝0时 功率P随时间t的变化如图所示．假定汽车 所受阻力的大小f恒定不变．下列描述该 F↓ ――→ a↓ ――→ 汽车的速度v随时间t变化的图线中，可能 P vmax＝ f ，因速度不能突 正确的是( A ) 变，故A正确，B、C、 D错误．