《湖南人教版新课标高中总复习（第1轮）物理：第5章_第1讲_功_功率 (3)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《湖南人教版新课标高中总复习（第1轮）物理：第5章_第1讲_功_功率 (3)（56页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 内 容要求说明 功和功率 动能和动能定理 重力做功与重力势能 功能关系、机械能守恒定律及应 用 实验：验证机械能守恒定律 功和能的概念是物理学中重要的基本概念能的转化和守恒定律是自然 界中最重要、最普遍、最基本的客观规律 功和能量转化的关系不仅为解决力学问题开辟了一条新的重要途径，同 时它也是分析解决电磁学、热学等领域中的问题的重要依据运用能量的观点 分析解决有关问题时，可以不涉及过程中力的作用细节，关心的只是过程中的 能量转化的关系和过程的始末状态，这往往更能把握住问题的实质，使解决问 题的思路变得简捷，并且能解决一些用牛顿定律无法解决的问题 高考对本章考查的热点包括功和功率、动能定理，机
2、械能守恒定 律、能的转化和守恒定律考查的特点是灵活性强、综合面大，能力 要求高如变力功的求法以及本章知识与牛顿运动定律、圆周运动及 电磁学、热学知识的综合应用等等涉及本章知识的命题不仅年年有 、题型全、分量重，而且多年的高考压轴题均与本章的功、能知识有 关 近几年高考命题明显加大了功与能的命题力度特别是上 海卷、广东卷、新课程卷尤为突出，对基本概念的考查主要是针 对功和功率的计算，对基本规律的考查主要针对动能定理、功能 关系及机械能守恒定律的应用高考考查本章的题型较全面，难 度从易到难几乎都有，而且本章知识常以生产、生活、科技为背 景，结合牛顿运动定律、曲线运动知识、电磁学等内容考查，题 目的
3、综合性较强、难度较大 1复习中要抓住功是能量变化的量度这条主线，多方面多角度理解功 的概念 功和功率的分析和计算是高考考查的一个重点，对考生能力要求比较高 ，解决此类问题必须抓准物理实质，建立相关物理模型 2动能定理是一条适用范围很广的物理规律 解题的优越性很多，特别是涉及变力做功的问题历年高考对本章知识 的考查以考查该定理的试题为最多，在不同题型、不同难度的试题中都对该定 理有相当分量的考查复习中动能定理还应注意结合牛顿定律的应用 3考查本章功、能知识，大量的试题是综合性较强的问题 对于功、能知识与牛顿运动定律、圆周运动及电磁学等知识相联 系的综合应用，有的题目难度很大，要解答此类题目，必须
4、有扎实的基 础知识和熟练地解决实际问题的能力，要能够正确分析问题所涉及的物 理过程，对作用过程复杂的问题要能够正确合理地把全过程划分为若干 阶段，正确分析各阶段的物理实质，弄清各阶段所遵循的规律及各阶段 间的联系 要做到以上这些，必须重视基础知识的复习和基本能力的培养 ，不能一味地做难题，要把复习重点放在全面地巩固基础知识、运用 基础知识解决基本物理问题的能力培养上只有基础知识扎实了，基 本能力培养起来了，才能解决难度较大、综合性较强的问题 4机械能守恒定律在力学中的地位是显而易见的，在复习中 要最大限度地发挥它的作用 机械能守恒定律的守恒条件只会背书上的原话用处不大，而应了解它 所包容的多种
5、情况，多通过一些实例进行分析和判断机械能是否守恒以及多 个物体组成的系统是否机械能守恒同时，守恒定律公式表达式的选取问题 ，是一个长期被忽视的问题选择EkEp列方程式，在不少题目中所带来 的不仅是省略参考平面的好处，更重要的是给分析和列方程式带来很大的方 便，在有些问题中，如按EkEp恒量列方程则较方便 （1） 功 机械能 机械能 （2） 功能关系 （3） 机械能 一、功 1功的定义 物体受到 力 的作用，并且在力的方向上发生了一段 位移 ，就叫力对物体做了功 2做功的两个必要因素 (1)作用在物体上的 力 ；(2)物体在 力的方向上发生了位移 . 3功的计算公式 WFlcos ，为F与l方向
6、间的夹角，单位 “J”，1J1Nm 4功的正负 (1)若/2，WF 0 ，力F对物体不做功若00，力F对物体做 正 功若/2，WF0，力F对物体做 负 功 (2)功是标量：功的正负不表示方向，正功表示 动力做功 ，负功 表示 阻力做功 ，功的多少看绝对值大小 5功的意义 功是力对空间的积累量，功是 能量转化的量度 . 6功是过程量，即做功必定对应一个过程(位移)，应明确 是哪个力在哪一过程中的功 二、功率 1功率是描述力做功 快慢 的物理量，是功与所用时间的 比值 2功率的定义式 PW/t ，导出公式PFvcos.其中是F 与v的夹角 说明：定义式中求出的是平均功率，若功率一直不变，同时 也是
7、瞬时功率 导出式中若v为平均速度，则P为平均功率；若v为瞬时速度 ，则P为瞬时功率，式中为力F与物体速度v之间的夹角 3功率是标量 4功率的单位为瓦(W)、千瓦(kW)，其换算关系为：1kW 1000W. 5从功率“PW/t”可以得出计算功的另一种方法 WPt .“kWh”是功的单位，它与“J”的换算关系为： 1kWh3.6106J . 6额定功率：任何机械都有一个长时间正常工作而不损坏机械的 最大输出功率，这个最大输出功率叫做机械的额定功率 7实际功率：机械工作时的功率叫做实际功率，实际功率可以 小于或等于 额定功率 8重力的功率可表示为PGmgvy，即重力的瞬时功率等于重力和 物体在该时刻
8、的竖直分速度之积 1如何判断力是否做功？ 解答：(1)看力F与位移l的夹角，若/2，W0；若 00；若/2，W0. (2)看力F与速度v的夹角，若/2，W0；若00；若/2，Wv2时，物体相对传送带向左运动，物体受到的滑动摩擦 力方向向右，则物体先做匀加速运动直到速度达到v1，再做匀速运动 ，故传送带对物体先做正功后不做功，B选项正确 答案：ABD 方法点拨：(1)判断力做功的正负问题 ，关键要明确判断哪个力对 哪个物体做功，根据具体问题选择 合适的方法(2)若传送带以与图示 方法相反的方向匀速转动，则传送带对物体做功的情况又如何？ 变式训练1:如图5 1 4所示，A、B叠放着，A用绳系在固定
9、的墙上 ，用力F拉着B向右移动，则下列说法中正确的是(A未脱离B)( ) A拉力F对B做正功 B绳的拉力对A不做功 CB给A的摩擦力对A做正功 DA给B的摩擦力对B做负功 解析：A物体始终静止，作用在A上的力不做功作用在B 上的力F与位移方向相同，故对B做正功A对B的摩擦力与位移 方向相反，故对B做负功 答案：ABD 2功的计算 例2：如图5 1 5所示，质量为m的物体沿倾角为的粗糙斜面 下滑了一段距离l，物体与斜面间的动摩擦因数为，试求物体所受 各力在下滑过程中对物体所做的功，及这些力所做的总功 解析：物体下滑过程中受重力G、弹力F1、滑动摩擦力F2作用，如图 5 1 5所示 重力做功 WG
10、lcos(90)mglsin 弹力做功 W1F1lcos900 摩擦力做功为 W2F2lcos180mglcos 外力对物体所做的总功为 W总WW1W2 mglsinmglcos mgl(sincos) 方法点拨：在遇到求功的问题时，一定要注意分析是求恒力 做功还是变力做功，如果是求变力做的功，看能否转化为恒力做 功的问题，不能转化的还可以借助动能定理和能量守恒定律来求 解合外力的功要根据题意选择合适的方法进行求解 变式训练2：如图5 1 6所示，质量为m的小球用长L的细线悬挂 而静止在竖直位置在下列三种情况下，分别用水平拉力F将小球拉 到细线与竖直方向成角的位置在此过程中，拉力F做的功各是多
11、少 ？ (1)用F缓慢地拉；( ) (2)F为恒力；( ) (3)若F为恒力，而且拉到该位置时小球的速度刚好为零( ) 可供选择的答案有 AFLcos BFLsin CFL(1cos) DmgL(1cos) 解析：(1)若用F缓慢地拉，则显然F为变力，只能用动能定理求解 F做的功等于该过程克服重力做的功选D. (2)若F为恒力，则可以直接按定义求功选B. (3)若F为恒力，而且拉到该位置时小球的速度刚好为零，那么按定 义直接求功和按动能定理求功都是正确的选B、D. 答案：(1) D (2) B (3) BD 变式训练3：(2010大理模拟)如图5 1 7甲所示，滑轮质量、摩擦 均不计，质量为2
12、kg的物体在F作用下由静止开始向上做匀加速运动， 其速度随时间的变化关系如图乙所示，由此可知(g取10m/s2)( ) A物体加速度大小为2m/s2 BF的大小为21N C4s末F的功率大小为42W D4s内F做功的平均功率为42W 答案：C 4机车启动问题的计算 例4：汽车发动机的额定功率为60kW，汽车的质量为5t，汽车在水平 路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，g10m/s2. (1)汽车保持额定功率不变从静止启动后，汽车所能达到的最大速度 是多大？当汽车的加速度为2m/s2时速度多大？当汽车的速度为6m/s时 的加速度是多大？ (2)若汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度做匀加
13、速直线运动，这 一过程能维持多长时间？ 解析：汽车运动中所受的阻力大小为 F0.1mg0.1510310N5103N (1)汽车保持额定功率启动时，做加速度逐渐减小的加速运动，当 加速度减小到零时，速度达到最大 当a0时速度最大，所以，此时汽车的牵引力为F1F 5103N 方法点拨：在分析汽车启动问题时，首先要明白是恒定功率启动还 是匀加速启动，匀加速启动时要分析清楚发动机的功率是否达到额定功率 ，达到额定功率后汽车做恒定功率运动，牵引力随速度的增大而减小，不 能再用匀变速直线运动的规律求解了 变式训练4:(2010上海理综)纯电动概念车E1是中国馆的镇馆之 宝之一若E1概念车的总质量为920kg，在16s内从静止加速到 100km/h(即27.8m/s)，受到恒定的阻力为1500N，假设它做匀加速直线 运动，其动力系统提供的牵引力为_ N当E1概念车以最高 时速120km/h(即33.3m/s)做匀速直线运动时，其动力系统输出的功率为 _kW. 3.1103 50
