《2012高考总复习物理课件17 功 功率》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2012高考总复习物理课件17 功 功率（66页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 内容要求 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 及其应用本章内容是必修内容部分的重点内容，在 2011年的高考中涉及本部分内容出题的几率 非常大，考查的热点包括重力势能、机械能 守恒、动能定理、能量的转化和守恒定律等 ，而单一知识点命题的几率小综合性命题 的几率大 在2011年的高考中对本部分内容的考查以计 算题形式出现的可能性较大，应是与功能 关系知识、牛顿运动定律、圆周运动及平 抛运动(含类平抛)、电磁学等知识相联系的 综合应用1复习本章内容应把重点放在级要求的 内容中，即： (1)功和功率概念 (2)动能变化和动能定理 (3)机械能守恒定律与能的转化守
2、恒定律2复习本章内容时应 注意： 对本章的复习应 抓住功和能的关系这一基 本线索，通过“能量转化”把知识联 系在 一起 (1)求一个力做功及做功功率，应从恒力做功 、变力做功及功能关系、动能定理多角度进 行训练 ，并应进 一步使学生明确“功是能 量转化的量度”这一说法的内涵 (2)机动车 启动问题对 大多数同学而言是一 个难关，关键应让 学生通过复习明白公式P Fv的意义学会过程分析方法，对两种 启动方式进行详细 剖析是非常有必要的(3)动能定理的复习，首先使学生明确其物理 意义及应用步骤，强调必须具有所有外力 做功的总和才等于物体动能变化量，其次要 重视对 物理过程进行分析特别是对复杂 过程
3、整体使用动能定理 (4)对机械能守恒定律的三种表达形式，可通 过一组相对简单 的题目进行比较讲 解，使 学生真正理解三种形式的实质 是相同的，但 使用不同的形式解题在文字说明上应有所体 现，并注意选择 最简解法(5)机械能知识有非常强的综合性，大部分 试题 都与牛顿定律、圆周运动、动量守恒 、电磁学、热学知识相互联系，在指导学 生解答这类问题时 ，一定要让学生养成： 首先理清物理情景；其次建立物理模型，然 后把复杂的过程问题 ，分解成几个简单过 程；最后列规律方程并求解的好习惯 课时17 功 功率考点一 功的判断和计算 基础梳理 1物体受到力的作用，并在力的方向上发 生一段位移，就说明力对物体
4、做了功 功是力的空间积 累效应，它与位移相对应 ( 也和时间 相对应 )2计算方法有两种： (1)按照定义求功，即：WFlcos，其中 为F与l的夹角，F是力的大小，l是位移大小 这种方法也可以说成是：功等于恒力和沿 该恒力方向上的位移的乘积这种方法只适 用于恒力或平均力做功 (2)用动能定理WEk或功能关系求功当F 为变 力时，我们往往考虑用这种方法求功 这里求得的功是该过 程中外力对物体做 的总功(或者说是合外力做的功)这种方法的依据是功能关系：做功的过程就 是能量转化的过程，功是能量转化的量度 如果知道某一过程中动能变化的数值，那 么也就知道了该过 程中对应 的功的数值疑难详析1力是否对
5、物体做功及做功正负的判断(1)从功的定义判断做功的两个必要因素：一是作用在物体上的 力，二是物体在力的方向上通过的位移在 做功的过程中，一定要有力的作用；但有力 的作用，不一定对物体做了功(2)根据功的公式判断：看力F与物体的位移( 或速度)之间的夹角的大小(3)根据功能关系，由于功是能量的转化量度 ，所以可以由运动物体能量的转化来判断力 对物体的做功情况若有能量转化，则必有 力做功此法常用于两个相联系的物体做曲 线运动的情况2一对作用力和反作用力做功的特点 一对作用力和反作用力，可以两个力均不做 功；可以一个力做功，另一个力不做功；也 可以一个力做正功，另一个力做负功；也可 以两个力均做正功
6、或均做负功一对互为作 用力和反作用力的摩擦力做的总功可能为零 (静摩擦力)、可能为负 (滑动摩擦力)，但不 可能为正3摩擦力做功的特点 (1)一对静摩擦力的净功总等于零 因为一对静摩擦力总是等值反向的，且两 物体间没有相对运动，位移相等，所以它 们做的功总是等值的，但一正一负，总功 为零这个结论 在各种情况下都是成立的 (2)一对滑动摩擦力的净功总为负值 ，且W净fs 滑动摩擦力是物体间发 生相对运动产 生的 ，滑动摩擦力的方向既可以与物体的运动方 向相同，也可以相反所以滑动摩擦力对物 体可以做负功，可以做正功，也可以不做功 一对滑动摩擦力的净功：W净fs(s为 两物体间的相对位移)，即一对滑
7、动摩擦力 做功的代数和总为负值 (这可以由动能定理 来证明)，此结论对 各种情况都是正确的 一对滑动摩擦力的净功为负值 的物理意义 是：系统的一部分机械能以滑动摩擦力做功 的形式转化为内能(热能)，即通常所说的“ 摩擦生热”而这一对滑动摩擦力的净功， 就是在这一过程中能量转化的量度深化拓展 在许多物理问题 中，常需要计算各力的总 功怎样求解总功呢？ (1)可以先求合力，然后再直接应用功的公式 求解 (2)由合力与分力的等效替代关系知，合力与 分力做的功也是可以等效替代的一个物体 在几个力的作用下发生位移时，这几个力做 的总功也为各力做功的代数和即：W合 W1W2W3考点二 功率 基础梳理 概念
8、：功率是指物体在单位时间 内所做的功 ，即功率是表示做功快慢的物理量 表达式：(1)功率的定义式：P ，所求出 的功率是一段时间 t内的平均功率(2)功率的计算式：PFvcos，其中是力与 速度间的夹角 基本特征：公式PFvcos有两种用法： 求某一时刻的瞬时功率这时 F是该时 刻 的作用力大小，v取瞬时值 ，对应 的P为F在 该时 刻的瞬时功率； 当v为某段位移(时间 )内的平均速度时， 则要求这段位移(时间 )内F必须为 恒力，对 应的P为F在该段时间 内的平均功率疑难详析 对公式PFv的认识 当力F与位移l方向一致时，WFl，代入功 率定义式P 得P Fv，即PFv. 公式适用于力F和速
9、度v方向一致的情况 (1)当力F与速度v不在一条直线上时，可以 将力F分解为沿v方向上的力F1和垂直v方向 上的力F2，由于F2不做功，故力F的功率与 分力F1的功率相同，可得PF1v.(2)从PFv可见： 当P一定时，要增加F，必须减小v，故汽 车爬坡时，司机常换低挡降低速度来增大 牵引力 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 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(3)平均功率和瞬时功率的计算 平均功率：常应用P 计算在时间 t内的平 均功率，有时也应用PFv计算，不过v应 是在时间 t内的平均速度 瞬时功率：常应用PF
10、v计算某一瞬间的功 率，不过v应是该瞬间的速度当时间 t无限 小时，P 也是瞬时功率深化拓展怎样理解额定功率和实际功率 额定功率是发动 机正常工作时的最大功率 ，通常都在铭牌上标明机器工作时都要受 额定功率的限制，发动 机实际 工作时的输 出功率(即实际 功率)，可以小于额定功率， 有时实际 功率也会略大于额定功率，但不 允许长时间 超过额 定功率比如说汽车上发动 机输出的功率不能无限 制地增大，所以汽车上坡时，司机要用“换 挡”的办法减小速度，来得到较大的牵引 力；在平直公路上，汽车受到的阻力较小， 这时 就可以使用高速挡，在发动 机功率相 同的情况下可以使汽车获 得较高的速度 然而，在发动
11、 机功率一定时，通过减小速 度提高牵引力或通过减小牵引力而提高速度 ，效果都是有限的所以，要提高速度和增 大牵引力，必须提高发动 机的额定功率， 这就是高速火车、汽车和大型舰船需要大 功率发动 机的原因考点三 机车启动的两种方式 1以恒定的功率启动图1汽车从静止开始以恒定的功率启动，开始时 由于速度很小，由公式PFv和FFfma得 ： Ffma. 由于P恒定，随着v的增大，F必将减小，a也 必将减小故汽车做加速度不断减小的加速 运动，直到FFf，a0，这时 v达到最大值 vm .可见以恒定功率启动时 的加速 度一定不是恒定的 这种加速过程发动 机做的功只能用WPt计 算，不能用WFl计算(因为
12、F为变 力)这 种运动模式的速度 时间图 象如图1所示2以恒定的牵引力启动汽车从静止开始以恒定的牵引力启动，由于牵引力恒定，根据牛顿第二运动定律：FFfma可知：加速度肯定也恒定(因此也常 说是以恒定的加速度起动)汽车的瞬时速度vat.汽车的瞬时功率PtFvFat，因此汽车的瞬时功率将随着时间 的推移而不断增大但是，由于实 际功率不能超过其额定功率，所以，汽车 的匀加速直线运动只能维持到实际 功率等 于其额定功率时为 止此时，汽车的速度 已达到其匀加速直线运动阶 段的最大速度 vm，vm0. 答案：C图123(2008江苏高考)如图12所示，粗糙的斜 面与光滑的水平面相连接，滑块沿水平面以 速
13、度v0运动设滑块运动到A点的时刻为t 0，距A点的水平距离为x，水平速度为vx.由 于v0不同，从A点到B点的几种可能的运动图 象如下列选项 所示，其中表示摩擦力做功最 大的是 ( )解析：A图象表示物体从A点做平抛一直到落 在x轴上，(水平方向匀速运动)不受摩擦力作 用；B图象表示物体从A点做平抛运动落在斜 面上又弹起后再落在x轴上(水平方向两种匀 速运动)，也是不受摩擦力作用；C图象表示 平抛运动(水平方向速度不变)不受摩擦力作 用；D图象表示物体沿斜面加速运动 mgsinf，受到摩擦力作用，所以摩擦力做 功最多的是D项 答案：D图13 4(2008宁夏高考)一滑块在水平地面上沿 直线滑行
14、，t0时其速度为1 m/s.从此刻开 始在滑块运动方向上再施加一水平作用力F ，力F和滑块的速度v随时间 的变化规律分 别如图a和图b所示设在第1秒内、第2秒内 、第3秒内力F对滑块做的功分别为 W1、W2 、W3，则以下关系式正确的是( )解析：本题考查的知识点是速度图象、功的 计算由b图知01 s内滑块做匀减速运动， 位移x111/2 m0.5 m,12 s内做匀加速运 动，位移x211/2 m0.5 m,23 s内做匀速 运动，位移x311 m1 m由功的公式W Fx，得01 s内W10.5 W,12 s内W2 1.5 W,23 s内W32 W，所以W3W2W1， 故选项B正确 答案：B
15、5(2008重庆高考)滑板运动是一项非常刺 激的水上运动，研究表明，在进行滑板运动 时，水对滑板的作用力FN垂直于板面，大小 为kv2，其中v为滑板速率(水可视为 静止) 某次运动中，在水平牵引力作用下，当滑板 和水面的夹角37时(图14)，滑板做匀速 直线运动，相应的k54 kg/m，人和滑板的 总质 量为108 kg，试求(重力加速度g取10 m/s2，sin 37取，忽略空气阻力)：图14(1)水平牵引力的大小； (2)滑板的速率； (3)水平牵引力的功率图15解析：(1)以滑板和运动员为研究对象，其受 力如图15所示由共点力平衡条件可得 FNcosmg FNsinF 由、联立，得F810 N. (2)FNmg/cos FNkv2 得v 5 m/s. (3)水平牵引力的功率PFv4050 W. 答案：(1)810 N (2)5 m/s (3)4050 W
