《高三物理高考一轮复习五 功 功率 .ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三物理高考一轮复习五 功 功率 .ppt（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、机械能及其守恒定律 1 定义 力和物体在上的乘积称为力对物体做的功 2 公式 W 只适用于恒力做功的计算 位移 Fscos 力的方向 功功率 3 力做功的两个必要因素 力和的位移 4 功是 没有方向 但有正 负之分 正功 负功 的物理意义是什么 正功 负功 中的 号表示功的大小吗 提示 正功 表示该力作为动力对物体做功 负功 表示该力作为阻力对物体做功 表示 正功 负功 的 号不表示功的大小 力的方向上 标量 1 功的计算公式W Flcos 应用注意的要点 1 W Flcos 是恒力做功的计算式 对变力做功的计算不适用 因此 每当使用W Flcos 计算功时 要先弄清是恒力做功还是变力做功 2
2、 恒力做功多少只与F l及二者夹角余弦有关 而与物体的加速度大小 速度大小 运动时间长短等都无关 即与物体的运动性质无关 同时还与有无其他力做功也无关 3 公式W Flcos 中的l是物体相对地面的位移 而不是相对于和它接触的物体的位移 2 判断某一个力F对物体是否做功 做正功还是做负功方法有哪些 1 根据力的方向和位移的方向的夹角 判断功的正负 2 从能量角度入手 此法既适用于恒力做功 也适用于变力做功 关键应分析清楚能量转化情况 根据功是能量转化的量度 若有能量转化 则必有力对物体做功 3 看力F与物体运动速度的方向之间的夹角 的大小 若 90 则力F不做功 若 90 则力F做正功 若 9
3、0 则力F做负功 或者说物体克服力F做了功 此法常用于判断曲线运动中力做功的情况 1 某物体同时受到三个力作用而做匀减速直线运动 其中F1与加速度a的方向相同 F2与速度v的方向相同 F3与速度v的方向相反 则 A F1对物体做正功B F2对物体做正功C F3对物体做负功D 合外力对物体做负功解析 因物体做匀减速运动 a的方向与v的方向相反 故F1对物体做负功 A错 F2与速度v方向相同做正功 B正确 F3与v方向相反做负功 C正确 合外力的方向与运动方向相反做负功 故D正确 答案 BCD 2 起重机以1m s2的加速度将质量为1000kg的货物由静止开始匀加速向上提升 若g取10m s2 则
4、在1s内起重机对货物所做的功是 A 500JB 4500JC 5000JD 5500J解析 货物的加速度向上 由牛顿第二定律有F mg ma 起重机的拉力F mg ma 11000N 货物的位移是x at2 0 5m 做功为5500J 答案 D 1 定义 功跟完成这些功所用的比值 2 物理意义 描述做功的 3 公式 1 P P为时间t内的 2 P Fvcos 为F与v的夹角 v为平均速度 则P为 v为瞬时速度 则P为 时间 快慢 平均功率 平均功率 瞬时功率 对机车的功率P Fv式中F为机车的牵引力 还是机车的合外力 提示 F为机车的牵引力 并非机车的合外力 4 额定功率 机械时输出的功率 5
5、 实际功率 机械时输出的功率 要求小于等于 正常工作 最大 实际工作 额定功率 机动车辆启动的两种方式 方式 过程 答案 A 例1 图5 1 1一物体在水平面上 受恒定的水平拉力和摩擦力作用沿直线运动 已知在第1秒内合力对物体做的功为45J 在第1秒末撤去拉力 其v t图象如图5 1 1所示 g取10m s2 则 A 物体的质量为10kgB 物体与水平面间的动摩擦因数为0 2C 第1秒内摩擦力对物体做的功为60JD 第1秒内拉力对物体做的功为60J解析 由动能定理 45J mv2 2 第1秒末速度v 3m s 解出m 10kg 故A正确 撤去拉力后加速度的大小a m s2 1m s2 摩擦力F
6、f ma 10N 又Ff mg 解出 0 1 故B错误 第1秒内物体的位移x 1 5m 第1秒内摩擦力对物体做的功W Ffx 15J 故C错误 第1秒内加速度a1 m s2 3m s2 设第1秒内拉力为F 则F Ff ma1 第1秒内拉力对物体做的功W Fx 60J 故D正确 答案 AD 1 常见的功的计算方法 1 恒力做功 对恒力作用下物体的运动 力对物体做的功用W Fxcos 求解 该公式可写成W F x cos F cos x 即功等于力与力方向上位移的乘积或功等于位移与位移方向上力的乘积 利用动能定理 2 变力做功 用动能定理W Ek或功能关系W E 即用能量的增量等效代换变力所做的功
7、 也可计算恒力功 当变力的功率P一定时 可用W Pt求功 如机车恒定功率启动时 将变力做功转化为恒力做功 3 总功的求法 总功等于合外力的功先求出物体所受各力的合力F合 再根据W总 F合xcos 计算总功 但应注意 应是合力与位移x的夹角 总功等于各力做功的代数和分别求出每一个力做的功 W1 F1x1cos 1 W2 F2x2cos 2 W3 F3x3cos 3 再把各个外力的功求代数和即 W总 W1 W2 W3 2 功的计算及正负判断思维流程 某一个力是否做功及做功的多少与物体的运动性质及有无其他力做功无关 1 1分别对放在粗糙水平面上的同一物体施一水平拉力和一斜向上的拉力使物体在这两种情况
8、下的加速度相同 当物体通过相同位移时 这两种情况下拉力的功和合力的功的正确关系是 A 拉力的功和合力的功分别相等B 拉力的功相等 斜向拉时合力的功大C 合力的功相等 斜向拉时拉力的功大D 合力的功相等 斜向拉时拉力的功小 解析 两种情况下加速度相等 合力相等 位移相等 所以合力的功相等 第一种情况拉力的功W1 F1x 第二种情况下拉力的功W2 F2xcos 由受力分析F1 Ff1 ma F2cos Ff2 ma Ff1 Ff2 则F1 F2cos 即W1 W2 即斜向拉时拉力的功小 答案 D 例2 如图5 1 2所示 水平传送带正以2m s的速度运行 两端水平距离l 8m 把一质量m 2kg的
9、一个物块轻轻放到传送带的A端 物块在传送带的带动下向右运动 若物块与传送带间的动摩擦因数 0 1 则把这个物块从A端传送到B端的过程中 不计物块的大小 g取10m s2 求摩擦力对物块做功的平均功率 图5 1 2 解析 物体刚放到传送带上时 由于与传送带有相对运动 物块受向右的滑动摩擦力 物块做加速运动 摩擦力对物块做功 求出物块在摩擦力作用下的位移和运动时间 物块受向右的摩擦力为 Ff mg 0 1 2 10N 2N 加速度为a g 0 1 10m s2 1m s2当物块与传送带相对静止时的位移为 x m 2m 摩擦力做功为 W Ffx 2 2J 4J 相对静止后物块与传送带之间无摩擦力 此
10、后物块匀速运动到B端 物块由A端到B端所用的时间为 则物块在被传送过程中所受摩擦力的平均功率为 答案 0 8W 在整个过程中 摩擦力做功的最大功率 解析 当物块在传送带上加速到与传送带速度相同时 摩擦力的功率最大 则Pm Ffv 2 2W 4W 答案 4W 计算功率的基本思路1 首先判断待求的功率是瞬时功率还是平均功率 2 1 平均功率的计算方法 利用 利用 2 瞬时功率的计算方法 P Fvcos v是t时刻的瞬时速度 2 1 2009 辽宁 宁夏 17 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5 1 3所示 力的方向保持不变 则 图5
11、1 3 A 3t0时刻的瞬时功率为B 3t0时刻的瞬时功率为C 在t 0到3t0这段时间内 水平力的平均功率为D 在t 0到3t0这段时间内 水平力的平均功率为 解析 在0 2t0时间内 物体的加速度a1 2t0时刻的速度v1 a12t0 位移x1 2t0 3t0时间内 加速度a2 3t0时刻的速度v2 v1 a2t0 2t0 3t0时间内的位移x2 所以3t0时刻的瞬时功率P 3F0v2 B对A错 3t0内的平均功率 D对C错 答案 BD 例3 一辆汽车保持功率不变驶上一斜坡 其牵引力逐渐增大 阻力保持不变 则在汽车驶上斜坡的过程中 A 加速度逐渐增大B 速度逐渐增大C 加速度逐渐减小D 速
12、度逐渐减小解析 由P F v可知 汽车的牵引力逐渐增大 其上坡的速度逐渐减小 汽车的加速度方向沿坡向下 由牛顿第二定律得 mgsin Ff F ma 随F增大 a逐渐减小 综上所述 C D正确 A B错误 答案 CD 不管对哪种启动方式 机动车的功率均是指牵引力的功率 对启动过程的分析也都是用分段分析法 并且将牛顿第二定律和运动学公式相结合进行综合分析 有时也应用动能定理求解 3 1 2010 龙岩调研 如图5 1 4在雄壮的 中国人民解放军进行曲 中 胡锦涛主席乘国产红旗牌检阅车 穿过天安门城楼 经过金水桥 驶上长安街 检阅了44个精神抖擞 装备精良的地面方队 若胡锦涛主席乘坐的国产红旗牌检
13、阅车的额定功率为P 检阅车匀速行进时所受阻力为Ff 在时间t内匀速通过总长为L的44个精神抖擞 装备精良的地面方队 由此可知 图5 1 4 A 在时间t内检阅车的发动机实际做功为PtB 检阅车匀速行进的速度为C 检阅车匀速行进时地面对车轮的摩擦力为滑动摩擦力D 检阅车的实际功率为解析 在检阅车检阅时 在水平道路上行进速度很慢 发动机的实际功率一定小于额定功率 在时间t内检阅车的发动机实际做功一定小于Pt 选项A错误 由P Ffv计算出的速度为检阅车的最大速度 检阅车匀速行进的速度一定小于 选项B错误 检阅车匀速行进时地面对车轮的摩擦力为静摩擦力 选项C错误 检阅车匀速行进的速度为v 牵引力F等
14、于阻力Ff 检阅车的实际功率为P Fv 选项D正确 答案 D 如图5 1 5所示 木板可绕固定水平轴O转动 木板从水平位置OA缓慢转到OB位置 木板上的物块始终相对于木板静止 在这一过程中 物块的重力势能增加了2J 用FN表示物块受到的支持力 用Ff表示物块受到的摩擦力 在此过程中 以下判断正确的是 图5 1 5 A FN和Ff对物块都不做功B FN对物块做功为2J Ff对物块不做功C FN对物块不做功 Ff对物块做功为2JD FN和Ff对物块所做功的代数和为0 错因分析 错解1受物块在斜面上运动的思维定式的影响 认为支持力不做功 摩擦力做功 错选C 错解2对物块受力分析不充分 认为物块缓慢移动 FN和Ff对物块所做功的代数和为0 错选D 解析 由做功的条件可知 只要有力 并且物块沿力的方向有位移 那么该力就对物块做功 由受力分析知 支持力FN做正功 但摩擦力Ff方向始终和速度方向垂直 所以摩擦力不做功 由动能定理WN mgh 0 故支持力FN做功为mgh 答案 B 正确解答 求力对物体做功问题首先从做功的条件判断力对物体是否做功及做功的正负 一般可以从力和位移的方向关系 恒力做功情况 或力和速度的方向关系 变力做功情况 入手进行分析 求解变力做功 动能定理是最常用的方法 题后反思
