高考物理一轮复习第五章机械能第1讲功功率教案.doc
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1、- 1 - / 14【2019【2019 最新最新】精选高考物理一轮复习第五章机械能第精选高考物理一轮复习第五章机械能第 1 1 讲功讲功功率教案功率教案【研透全国卷】近几年高考既有对本章内容的单独考查,也有与牛顿运动定律、曲线运动、电磁学等内容相结合的综合考查,对本章单独考查的题目多为选择题.高考中将本章内容与其他知识相结合,与实际生产、生活和现代科技相结合进行命题的趋势较强,在复习中应侧重对基础知识的理解和应用.考点内容要求题型必考实验一、功和功率功和功率选择、计算二、动能定理及其应用动能和动能定理选择、计算重力做功与重力势能三、机械能守恒定律及其应用机械能守恒定律及其应用选择、计算四、功
2、能关系、能量守恒定律功能关系选择、计算1.实验内容探究动能定理验证机械能守恒定律2.命题形式填空第 1 讲 功 功率知识点一 功1.做功的两个必要条件: 和物体在力的方向上发生的 .2.公式:W ,适用于 做功,其中 为 F、l方向间夹角,l 为物体对地的位移.3.功的正负判断- 2 - / 14(1)90,力对物体做 功,或说物体克服该力做功.(3)90,力对物体不做功.答案:1.力 位移 2.Flcos 恒力 3.(1)正 (2)负知识点二 功率1.定义:功与完成这些功所用时间的 .2.物理意义:描述力对物体做功的 .3.公式(1)定义式:P ,P 为时间 t 内的 .(2)推论式:P .
3、( 为 F 与 v 的夹角)4.额定功率:机械正常工作时输出的 功率.5.实际功率:机械 时的功率,要求不能大于 功率.答案:1.比值 2.快慢 3.(1) 平均功率(2)Fvcos 4.最大 5.工作 额定(1)只要物体受力的同时又发生了位移,则一定有力对物体做功.( )(2)一个力对物体做了负功,则这个力一定阻碍物体的运动. ( )(3)作用力做负功时,反作用力一定做正功. ( )(4)力对物体做功的正负可由力和速度方向间的夹角决定. ( )(5)静摩擦力一定对物体不做功. ( )(6)由 PFv 可知,发动机输出功率一定时,机车的牵引力与运行速度的大小成反比. ( )(7)汽车上坡时换成
4、低挡位,其目的是减小速度得到较大的牵引- 3 - / 14力. ( )答案:(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)考点 恒力做功1.正、负功的判断方法判断依据 适用情况根据力和位移的方向的夹角判断常用于恒力做功的判断根据力和瞬时速度方向的夹角判断常用于质点做曲线运动根据功能关系或能量守恒定律判断常用于变力做功的判断2.计算功的方法(1)恒力做的功直接用 WFlcos 计算.(2)合外力做的功方法一:先求合外力 F 合,再用 W 合F 合 lcos 求功.方法二:先求各个力做的功 W1、W2、W3,再应用 W 合W1W2W3求合外力做的功.考向 1 功的正负的判断典例 1 (多选
5、)质量为 m 的物体静止在倾角为 的斜面上,斜面沿水平方向向右匀速移动了距离 s,如图所示,物体 m 相对斜面静止.则下列说法正确的是 ( )A.重力对物体 m 做正功B.合力对物体 m 做功为零C.摩擦力对物体 m 做负功 D.支持力对物体 m 做正功解析 分析物体受力,由于重力方向与位移方向垂直,重力不做功;支持力的方向与位移方向的夹角为锐角,做正功;摩擦力的方向与位移方向的夹角为钝角,做负功.选项 B、C、D 正确.- 4 - / 14答案 BCD考向 2 恒力做功的计算典例 2 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
6、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 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,Wf22Wf1C.WF2.根据功的计算公式 WFl,可知 Wf1Wf2,WF1WF2,故选项 C 正确,选项 A、B、D 错误.答案 C求解恒力做功的两个关键(1)恒力做功大小只与 F、l、 这三个量有关.与物体是否还受其他力、物体运动的速度、加速度等其他因素无关,也与物体运动的路径无关.(2)F 与 l 必须具备同时性,即 l 必须是力 F
7、 作用过程中物体的位移.考点 变力功的计算- 5 - / 14变力做功不能应用公式 WFlcos 计算,它有一些特殊的计算方法,除了应用动能定理间接求法之外,还有以下几种常用的直接求法.考向 1 利用“微元法”求变力的功物体的位移分割成许多小段,因小段很小,每一小段上作用在物体上的力可以视为恒力,这样就将变力做功转化为在无数多个无穷小的位移上的恒力所做元功的代数和.此方法在中学阶段常应用于求解大小不变、方向改变的变力做功问题.典例 3 (多选)如图所示,摆球质量为 m,悬线的长为 L,把悬线拉到水平位置后放手.设在摆球从 A 点运动到 B 点的过程中空气阻力 F 阻的大小不变,则下列说法正确的
8、是 ( )A.重力做功为 mgLB.绳的拉力做功为 0C.空气阻力 F 阻做功为mgLD.空气阻力 F 阻做功为F 阻 L解题指导 空气阻力的方向总与速度方向相反,是变力,但大小不变,将运动过程分成无数小段,每一小段看做直线,这样就将变力做功问题转化成了恒力做功问题.解析 小球下落过程中,重力做功为 mgL,A 正确;绳的拉力始终与速度方向垂直,接力做功为 0,B 正确;空气阻力 F 阻大小不变,方向始终与速度方向相反,故空气阻力 F 阻做功为F阻L,C 错误,D 正确.答案 ABD考向 2 化变力为恒力求变力做功变力做功直接求解时,通常都比较复杂,但若通过转换研究的对- 6 - / 14象,
9、有时可化为恒力做功,用 WFlcos 求解.此方法常常应用于轻绳通过定滑轮拉物体的问题中.典例 4 如图所示,固定的光滑竖直杆上套着一个滑块,用轻绳系着滑块绕过光滑的定滑轮,以大小恒定的拉力 F 拉绳,使滑块从A 点起由静止开始上升.若从 A 点上升至 B 点和从 B 点上升至 C 点的过程中拉力 F 做的功分别为 W1 和 W2,滑块经 B、C 两点的动能分别为EkB 和 EkC,图中 ABBC,则( )A.W1W2 B.W1lBC,故 W1W2,A 正确.答案 A考向 3 利用 Fx 图象求变力的功在 Fx 图象中,图线与 x 轴所围“面积”的代数和就表示力 F 在这段位移所做的功,且位于
10、 x 轴上方的“面积”为正,位于 x 轴下方的“面积”为负,但此方法只适用于便于求图线所围面积的情况(如三角形、矩形、圆等规则的几何图形).典例 5 如图甲所示,静止于光滑水平面上坐标原点处的小物块,在水平拉力 F 作用下,沿 x 轴方向运动,拉力 F 随物块所在位置坐标 x 的变化关系如图乙所示,图线为半圆.则小物块运动到 x0 处时- 7 - / 14F 做的总功为( )甲 乙A.0 B.Fmx0 C.Fmx0 D.x20解析 F 为变力,根据 Fx 图象包围的面积在数值上等于 F 做的总功来计算.图线为半圆,由图线可知在数值上 Fmx0,故WF2mFmx0Fmx0.答案 C变式 1 (2
11、017甘肃兰州一中冲刺模拟)如图甲所示,质量为4 kg 的物体在水平推力作用下开始运动,推力大小 F 随位移大小 x 变化的情况如图乙所示,物体与地面间的动摩擦因数为 0.5,取g10 m/s2.则 ( )甲 乙A.物体先做加速运动,推力撤去才开始做减速运动B.运动过程中推力做的功为 200 JC.物体在运动中的加速度先变小后不变D.因推力是变力,无法确定推力做功的大小答案:B 解析:滑动摩擦力 Ffmg20 N,物体先加速,当推力减小到 20 N 时,加速度减小为零,之后推力逐渐减小,物体做加速度增大的减速运动,当推力减小为零后做匀减速运动,选项A、C 错误;Fx 图象的面积表示推力做的功,
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