《2020版高考物理总复习 第五章 第1节 功 功率 动能定理课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020版高考物理总复习 第五章 第1节 功 功率 动能定理课件（63页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五章 机械能,高考导航,(教师备用),第1节 功 功率 动能定理,基础过关,考点研析,素养提升,基础过关 紧扣教材自主落实,一、功 1.定义:物体受到力的作用,并在 上发生了位移,这个力对物体做了功. 2.两个不可缺少的因素: 和 上发生的位移. 3.公式:W= .,基础知识,力的方向,力,力的方向,Flcos ,4.单位: ,1 J=1 Nm. 5.功的正负的意义 (1)功是 量,但有正负之分,正功表示动力对物体做功,负功表示 对物体做功. (2)一个力对物体做负功,往往说成是物体 这个力做功(取绝对值). 6.功的正负的确定 公式W=Flcos 中,为F与l的夹角. (1)若00,表示力
2、对物体做 功. (2)若=90,则W=0,表示力对物体 . (3)若90180,则W0,表示力对物体做 功.,焦耳,标,阻力,正,克服,不做功,负,二、功率 1.定义:功跟完成这些功所用 的比值. 2.物理意义:表示做功的 ,功率大表示力对物体做功 ,功率小表示力对物体做功 . 3.功率:是 量,只有 ,没有 .,时间,快慢,快,慢,标,大小,方向,平均功率,平均功率,瞬时功率,5.额定功率:机械 正常工作时的输出功率.一般在机械的铭牌上标明. 6.实际功率:机械 工作时输出的功率,要求小于等于额定功率.,长时间,实际,三、动能与动能定理 1.动能:物体由于 而具有的能. 2.动能表达式:Ek
3、= .,运动,3.动能定理 (1)内容:力在一个过程中对物体做的功,等于物体在这个过程中 . (2)表达式:W= . (3)物理意义: 的功是物体动能变化的量度. (4)适用条件 动能定理既适用于直线运动,也适用于 运动. 既适用于恒力做功,也适用于 做功. 力可以是各种性质的力,既可以同时作用,也可以 作用.,动能的变化,Ek2-Ek1,合外力,曲线,变力,分阶段,2al,Fl,过关巧练,1.思考判断 (1)只要物体受力且发生位移,则力对物体一定做功.( ),(2)发动机功率一定时,机车的牵引力与运行速度的大小成反比.( ) (3)某个力的功率一定随物体速度的增大而增大.( ) (4)一个物
4、体速度发生变化时,动能一定变化.( ) (5)如果合外力对物体做功为零,那么物体所受的合外力一定为零.( ) (6)物体的动能发生变化时其合力的功也一定变化.( ),2.在光滑的水平面上,用一水平拉力F使物体从静止开始移动x,平均功率为P,如果将水平拉力增加为4F,使同一物体从静止开始移动x,平均功率为( ) A.2P B.4P C.6P D.8P,D,3.人教版必修2P59T1改编如图所示,两个物体与水平地面间的动摩擦因数相等,它们的质量也相等.在(甲)图中用力F1拉物体,在(乙)图中用力F2推物体,夹角均为,两个物体都做匀速直线运动,通过相同的位移.设F1和F2对物体所做的功分别为W1和W
5、2,物体克服摩擦力做的功分别为W3和W4,下列判断正确的是( ) A.F1=F2 B.W1=W2 C.W3=W4 D.W1-W3=W2-W4,D,解析:由于物体做匀速直线运动,根据平衡条件知,两种情况下,摩擦力不相等,F1,F2不相等,它们做的功也不相等,A,B,C错误;根据动能定理得,W1-W3 =W2-W4,D正确.,考点研析 核心探究重难突破,考点一 功的分析与计算,1.常用方法:对于恒力做功利用W=Flcos ;对于变力做功可利用动能定理(W= Ek);对于机车恒定功率运动问题,牵引力的功W=Pt. 2.几种力做功比较 (1)重力、弹簧弹力、电场力、分子力做功与始、末位置有关,与路径无
6、关. (2)滑动摩擦力、空气阻力、安培力做功与路径有关. (3)摩擦力做功有以下特点: 单个摩擦力(包括静摩擦力和滑动摩擦力)可以做正功,也可以做负功,还可以不做功.,相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零;相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数和不为零,且总为负值. 相互作用的一对滑动摩擦力做功过程中会发生物体间机械能转移和机械能转化为内能,内能Q=Ffx相对.,【典例1】 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
7、所做的功,Wf1、Wf2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功,则( ) A.WF24WF1,Wf22Wf1 B.WF24WF1,Wf2=2Wf1 C.WF24WF1,Wf2=2Wf1 D.WF24WF1,Wf22Wf1,C,【针对训练】 (2019黑龙江哈尔滨模拟)如图所示,建筑工人通过滑轮装置将一质量是100 kg的料车沿=30角的斜面由底端匀速地拉到顶端,斜面长L是4 m,若不计滑轮的质量和各处的摩擦力,g取10 N/kg,求这一过程中:,(1)人拉绳子的力做的功;,答案:(1)2 000 J,(2)料车的重力做的功; (3)料车受到的合力对物体做的总功.,解析:(2)重力做功 W2=-mg
8、h=-mgLsin =-2 000 J. (3)由于料车在斜面上匀速运动,则料车所受的合力为0,故W合=0. 答案:(2)-2 000 J (3)0,考点二 功率的理解与计算,2.瞬时功率的计算方法 (1)利用公式P=Fvcos ,其中v为t时刻的瞬时速度. (2)利用公式P=FvF,其中vF为物体的速度v在力F方向上的分速度. (3)利用公式P=Fvv,其中Fv为物体受的外力F在速度v方向上的分力.,3.机车启动的两种方式 (1)两种方式的比较,【典例2】 (2019甘肃省重点中学协作体联考)某中学生对刚买来的一辆小型遥控车的性能进行研究.他让这辆小车在水平的地面上由静止开始沿直线运动,并将
9、小车运动的全过程通过传感器记录下来,通过数据处理得到如图所示的v-t图像.已知小车在02 s内做匀加速直线运动,211 s内小车牵引力的功率保持不变,811 s内小车做匀速直线运动,在11 s末切断小车动力,让小车自由滑动.已知小车质量m=1 kg,整个过程中小车受到的阻力大小不变.,答案:(1)16 W,(1)在211 s内小车牵引力的功率P是多大?,答案:(2)150 J,(2)在整个过程中牵引力所做的功为多少?,答案:(3)33 m,(3)小车在28 s内通过的距离是多少?,B,考点三 动能定理及其应用,1.应用动能定理的流程,2.应用动能定理的注意事项 (1)动能定理中的位移和速度必须
10、是相对于同一个参考系的,一般以地面或相对地面静止的物体为参考系. (2)应用动能定理的关键在于对研究对象进行准确的受力分析及运动过程分析,必要时画出运动过程的草图,借助草图理解物理过程之间的关系. (3)当物体的运动包含多个不同过程时,可分段应用动能定理求解;当所求解的问题不涉及中间的速度时,也可以全过程应用动能定理. (4)列动能定理方程时,必须明确各力做功的正、负,确实难以判断的先假定为正功,最后根据结果加以检验.,【典例3】 (2019广西南宁四中月考)如图所示,长为L=1 m的长木板水平放置,在木板的A端放置一个质量为m=1 kg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
11、转到与水平面的夹角为=30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=2 m/s,则在整个过程中( ) A.木板对小物块做功为5 J B.摩擦力对小物块做功为5 J C.支持力对小物块做功为0 D.小物块克服摩擦力做功为3 J,D,误区警示,(1)三点警示 动能是状态量,v是瞬时速度而不是平均速度.,动能只有正值,与速度方向无关. 动能定理表达式是标量式,不能在某个方向上应用. (2)对“力”“功”的提醒 区别“内力”“外力”的关键是分析施力物体为系统内物体还是系统外物体. “功”是外力对物体做的总功,即各力做功的代数和.,1.动能定理的应用(2019山东省实验中学月考)(多
12、选)如图,固定板AB倾角 =60,板BC水平,AB,BC长度均为L,小物块从A处由静止释放,恰好滑到C处停下来.若调整BC使其向上倾斜,倾角不超过90,小物块从A处由静止滑下再沿BC上滑,上滑距离与BC倾角有关.不计B处机械能损失,各接触面动摩擦因数均为,小物块沿BC上滑的最小距离为x,则( ),题组训练,AC,2.动能定理图像的结合(2019河北石家庄模拟)刹车距离是衡量汽车安全性能的重要参数之一.如图所示的图线1,2分别为甲、乙两辆汽车在紧急刹车过程中的刹车距离l与刹车前的车速v的关系曲线,已知紧急刹车过程中车与地面间是滑动摩擦.据此可知,下列说法中正确的是( ) A.甲车的刹车距离随刹车
13、前的车速v变化快,甲车的刹车性能好 B.乙车与地面间的动摩擦因数较大,乙车的刹车性能好 C.以相同的车速开始刹车,甲车先停下来,甲车的刹车性能好 D.甲车的刹车距离随刹车前的车速v变化快,甲车与地面间的动摩擦因数较大,B,考点四 应用动能定理解决多过程问题,1.首先选择合适的研究过程可使问题得以简化.当物体的运动过程包含几个运动性质不同的子过程时,可以选择一个、几个或部分子过程作为研究过程. 2.当选择全部子过程作为研究过程,涉及重力、大小恒定的阻力或摩擦力做功时,要注意运用它们的做功特点: (1)重力的功取决于物体的初、末位置,与路径无关; (2)大小恒定的阻力或摩擦力的功等于力的大小和路程
14、的乘积. 3.专注过程与过程 的连接状态的受 力特征与运动特征(比如速度、加速度或位移). 4.列整体(或分过程)的动能定理方程.,【典例4】 如图(甲)所示,长为4 m的水平轨道AB与半径为R=0.6 m的竖直半圆弧轨道BC在B处相连接,有一质量为1 kg的滑块(大小不计),从A处由静止开始受水平向右的力F作用,F的大小随位移变化的关系如图(乙)所示,滑块与AB间的动摩擦因数为=0.25,与BC间的动摩擦因数未知,取g=10 m/s2.求: (1)滑块到达B处时的速度大小; (2)滑块在水平轨道AB上运动前2 m过程所用的时间; (3)若到达B点时撤去力F,滑块沿半圆弧轨道内侧上滑,并恰好能
15、到达最高点C,则滑块在半圆弧轨道上克服摩擦力所做的功是多少?,审题指导,1.在不同倾角的斜面上运动的多过程(多选)如图所示,斜面AB和水平面BC是由同一板材上截下的两段,在B处用小圆弧连接.将小铁块(可视为质点)从A处由静止释放后,它沿斜面向下滑行,进入平面,最终静止于P处.若从该板材上再截下较长的一段,搁置在A,P之间,构成一个新的斜面,再将铁块放回A处,并轻推一下使之沿新斜面向下滑动.关于此情况下铁块的运动情况,下列描述正确的是( ) A.铁块一定能够到达P点 B.铁块的初速度必须足够大才能到达P点 C.铁块能否到达P点与铁块质量有关 D.铁块能否到达P点与铁块质量无关,题组训练,AD,2.直线运动与圆周运动的组合(2018安徽合肥二中期中)如图所示,质量为m=0.1 kg的小球,用长l=0.4 m的细线与固定在圆心处的力传感器相连,小球和传感器的大小均忽略不计.当在最低点A处给小球6 m/s的初速度时,恰能运动至最高点B,空气阻力大小恒定.(g取 10 m/s2)求:,答案:(1)10 N (2)0.8 J,(1)小球在A处时传感器的示数; (2)小球从A点运动至B点过程中克服空气阻力做的功;,答案:(3)见解析,素养提升 学科素养演练提升,核心素养,【物理方法
