高考物理总复习冲A方案第11讲功和功率教案新人教版

高考物理总复习冲A方案第11讲功和功率教案新人教版【知识总览】

【考点探究】

考点1功(c)

·条目解析

1.定义:如果一个物体受到力的作用,并在力的方向上发生了位移,那么这个力就对物体做了功.

2.公式:W=Fl cos α,功是标量.

3.判断力是否做功及做功正负的方法

(1)看力F的方向与位移l的方向间的夹角α——常用于恒力做功的情形.

(2)看力F的方向与速度v的方向间的夹角α——常用于曲线运动的情形.

·典型例题

例1如图11-1所示,小明用力拉车使车水平前进,下列说法正确的是()

图11-1

A.重力做了正功

B.拉力不做功

C.地面的支持力做了正功

D.地面的摩擦力做了负功

变式[2019·海宁中学月考]如图11-2所示,一物体分别沿轨道AO和BO由静止滑下,若物体与轨道间的动摩擦因数相同,斜面保持静止,物体克服滑动摩擦力做的功分别为W1和W2,则两个功的大小关系正确的是()

图11-2

A.W1>W2

B.W1=W2

C.W1

D.无法比较

[要点总结] (1)关于公式W=Fl cos α的说明:①只适用于恒力做功;②F和l对应于同一个物体;③某力做的功仅由F、l和α决定,与其他力是否存在以及物体的运动情况都无关.

(2)功有正负,但功是标量,计算合力做的功时,可以分别求出各分力做的功,再求其代数和.

考点2功率的简单应用(c)

·条目解析

1.物理意义:功率是表示做功快慢的物理量.

2.定义:功W与完成这些功所用时间t的比值.

3.定义式:P=.

说明:功率有平均功率与瞬时功率之分,利用公式P=计算的是一段时间内的平均功率.利用公式P=Fv计算时,若v是瞬时速度,则计算的是某时刻的瞬时功率;若v是平均速度,则计算的是一段时间内的平均功率.

4.单位:在国际单位制中,功率的单位是瓦特,简称瓦,符号是W.1 W=1 J/s,1 kW=103 W.

·典型例题

例2质量为3 kg的物体从高45 m处自由落下,那么在下落的过程中(g取10 m/s2) ()

A.前2 s内重力做功的功率为150 W

B.前2 s内重力做功的功率为675 W

C.第2 s末重力做功的功率为600 W

D.第2 s末重力做功的功率为900 W

变式[2019·宁波期末]2016年中国组合宫金杰、钟天使在里约奥运场地自行车女子团体竞速决赛中击败俄罗斯队夺冠,实现中国自行车项目奥运金牌“零的突破”.在某次训练中,宫金

杰的最大速度达到了50 km/h,已知在此速度下所受阻力约为总重力的,则此刻宫金杰做功的功率约为()

图11-3

A.1 W

B.10 W

C.100 W

D.1000 W

[要点总结] 计算功率应注意以下问题:(1)分清是求瞬时功率还是求平均功率.(2)平均功率一般选用公式P=,瞬时功率则选用公式P=Fv,但要注意F与v方向应在一条直线上.

考点3定性分析机车启动问题

·条目解析

1.模型一:以恒定功率启动

(1)动态过程

图11-4

(2)这一过程的速度—时间图像如图11-5所示:

图11-5

2.模型二:以恒定加速度启动

(1)动态过程

图11-6

(2)这一过程的速度—时间图像如图11-7所示:

图11-7

·典型例题

例3[2019·鄞州中学模拟]某电动汽车电池组储存的能量为90 kW·h,以90 km/h的速度匀速行驶的续航总里程为400 km.假设汽车行驶时受到的阻力与其速度的二次方成正比,则()

A.该车以90 km/h的速度匀速行驶时的输出功率约为30 kW

B.该车以90 km/h的速度匀速行驶时的牵引力约为700 N

C.该车以108 km/h的速度匀速行驶时的输出功率约为35 kW

D.该车以108 km/h的速度匀速行驶时的牵引力约为810 N

变式中国的高铁技术居世界领先地位.通常,列车受到的阻力与速度的二次方成正比,即

f=kv2.列车要跑得快,必须用大功率的机车牵引.若列车以120 km/h的速度匀速行驶时机车的功率为P,则该列车以240 km/h的速度匀速行驶时机车的功率为()

A.2P

B. 4P

C.8P

D.16P

考点4 重力做功与重力势能(c)

·条目解析

1.重力做功的大小与物体的运动状态无关,与物体是否受其他力无关.

2.重力做功,一定会引起重力势能变化.

3.重力势能是标量,但有正负,其意义表示物体的重力势能比它在参考平面的重力势能大还是小.

4.W G=-ΔE p中的负号表示重力做的功与重力势能变化的绝对值相等,符号相反.

·典型例题

例4[2019·临安中学模拟]如图11-8所示,跳水运动员从离开跳台到入水的过程中,他的重心先上升后下降.在这一过程中,关于运动员的重力势能,下列说法中正确的是()

图11-8

A.一直变大

B.一直变小

C.先变大后变小

D.先变小后变大

考点5弹力做功与弹性势能(b)

·题组演练

例5如图11-9所示的几个运动过程中,物体的弹性势能增大的是()

图11-9

A.如图甲所示,撑竿跳高的运动员上升至离竿的过程,竿的弹性势能

B.如图乙所示,人拉长弹簧的过程,弹簧的弹性势能

C.如图丙所示,模型飞机用橡皮筋发射出去的过程,橡皮筋的弹性势能

D.如图丁所示,小球被处于压缩状态的弹簧向上弹起的过程,弹簧的弹性势能

变式如图11-10所示是弹簧门的一角,依靠弹簧形变后储存的弹性势能自动将打开的门关闭.当弹簧门打开时,弹簧的弹力对外做功,弹性势能;当弹簧门关闭时,弹簧的弹力对外做功,弹性势能.