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2021高考物理一轮复习-第5章-机械能-第1讲-功-功率教案.doc
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1、2021高考物理一轮复习 第5章 机械能 第1讲 功 功率教案2021高考物理一轮复习 第5章 机械能 第1讲 功 功率教案年级:姓名:- 16 -第1讲功功率功1做功的两个要素(1)作用在物体上的力。(2)物体在力的方向上发生的位移。2功的物理意义:功是能量转化的量度。3公式:WFlcos_。(1)是力与位移方向之间的夹角(如图所示),l为物体对地的位移。(2)该公式只适用于恒力做功。4功的正负夹角功的正负00,力对物体做正功90180W0,力对物体做负功,也就是物体克服这个力做了功90W0,力对物体不做功,也就是力对物体做功为零功率1物理意义:描述力对物体做功的快慢。2公式(1)P,P为时
2、间t内的平均功率。(2)PFvcos ,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。3额定功率:机械正常工作时的最大功率。4实际功率:机械实际工作时的功率,要求不能大于额定功率。1(多选)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l,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BCD2(2020北京二中月考)下列叙述中正确的是()A一对作用力和反作用力做功之和一定为零B静摩擦力一定不做功C一对滑动摩擦力所做总功不可能为零D一对静摩擦力所做总功可能不为
3、零C本题考查作用力与反作用力、一对摩擦力做功问题。一对作用力和反作用力可能同时做正功或做负功,也可能一个做功另一个不做功,所以它们做功之和不一定为零,故A错误;静摩擦力同样能对物体做功,例如随水平传送带加速运动的物体所受的静摩擦力对物体做正功,故B错误;一对滑动摩擦力对相互作用的系统做的总功等于滑动摩擦力与相对位移的乘积,不可能为零,故C正确;一对静摩擦力作用的物体间无相对滑动,故位移始终相等,而二力大小相等,方向相反,因而做功之和为零,故D错误。3(多选)关于功率公式P和PFv的说法正确的是()A由P知,只要知道W和t就可求出任意时刻的功率B由PFv既能求某一时刻的瞬时功率,也可以求平均功率
4、C由PFv知,随着汽车速度增大,它的功率也可以无限增大D由PFv知,当汽车发动机功率一定时,牵引力与速度成反比BDP只适用于求平均功率,PFv虽是由前者推导得出,但可以用于求平均功率和瞬时功率,选项A错误,B正确;汽车运行时不能长时间超过额定功率,故随着汽车速度的增大,它的功率并不能无限制的增大,选项C错误;当功率一定时,速度越大,牵引力越小;速度越小,牵引力越大,故牵引力与速度成反比,选项D正确。4(多选)如图所示,将完全相同的四个小球1、2、3、4分别从同一高度由静止释放(图甲、丙、丁)和平抛(图乙),其中图丙、丁分别是倾角为45和60的光滑斜面,不计空气阻力,则下列对四种情况下相关物理量
5、的比较正确的是()A落地时间t1t2t343BD考点一功的分析与计算1功的正负的判断方法(1)恒力做功正负的判断:依据力与位移的夹角来判断。(2)曲线运动中做功正负的判断:依据F与v的方向的夹角来判断。090,力对物体做正功;90180,力对物体做负功;90,力对物体不做功。2恒力做功的计算方法3合力做功的计算方法方法一:先求合外力F合,再用W合F合lcos 求功。适用于F合为恒力的过程。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。(多选)如图所示,一个质量为m2.0 kg的物体放在倾角为37的固定斜面上,现用F30 N、平行于斜面的力拉物体使其由静止开始沿
6、斜面向上运动。已知物体与斜面之间的动摩擦因数0.50,斜面足够长,g取10 m/s2,sin 370.60,cos 370.80。物体运动2 s后,关于各力做功情况,下列说法中正确的是()A重力做功为120 JB摩擦力做功为80 JC拉力做功为100 JD物体所受的合力做功为100 JABD物体在斜面上运动时受到重力、拉力、摩擦力和支持力作用,根据牛顿第二定律a得a5.0 m/s2,由xat2得,物体在2 s内的位移为x522 m10.0 m,重力做功WGmgxsin 37210100.6 J120 J,选项A正确;拉力做的功为WFFx3010 J300 J,选项C错误;摩擦力做功为WFfFf
7、xmgcos 37x0.52100.810 J80 J,选项B正确;支持力做功WNFNxcos 900,合外力做的功WWFWNWGWFf300 J120 J80 J100 J,选项D正确。1.(人教版必修2改编)如图所示,质量为m的小车在与竖直方向成角的恒定拉力F作用下,沿水平地面向左运动一段距离l。在此过程中,小车受到的阻力大小恒为Ff,重力加速度为g,则()A拉力对小车做功为Flcos B支持力对小车做功为Flsin C阻力对小车做功为FflD重力对小车做功为mglC2(2017全国卷14)如图,一光滑大圆环固定在桌面上,环面位于竖直平面内,在大圆环上套着一个小环。小环由大圆环的最高点从静
8、止开始下滑,在小环下滑的过程中,大圆环对它的作用力()A一直不做功B.一直做正功C始终指向大圆环圆心 D.始终背离大圆环圆心A光滑大圆环对小环只有弹力作用。弹力方向沿大圆环的半径方向(下滑过程先背离圆心,后指向圆心),与小环的速度方向始终垂直,不做功。故选A。3(2020宁夏银川一中月考)(多选)如图所示,水平路面上有一辆质量为m0的汽车,车厢中有一质量为m的人正用恒力F向前推车厢,在车以加速度a向前加速行驶距离L的过程中,下列说法正确的是()A人对车的推力F做的功为FLB人对车做的功为maLC车对人的摩擦力做的功为(Fma)LD车对人的作用力大小为maAC人对车的推力为F,在力F方向上车行驶
9、了L,则推力F做的功为FL,故A正确;在水平方向上,由牛顿第二定律可知车对人的力向左,大小为ma,则人对车水平方向上的作用力大小为ma,方向向右;车向左运动了L,故人对车做的功为maL,故B错误;竖直方向车对人的作用力大小为mg,则车对人的作用力F,故D错误;人在水平方向受到F的反作用力和车对人向左的摩擦力,则FfFma,FfmaF,则车对人的摩擦力做的功为(Fma)L,故C正确。考点二变力做功的计算方法方法以例说法应用动能定理用力F把小球从A处缓慢拉到B处,F做功为WF,则有:WFmgl(1cos )0,得WFmgl(1cos )微元法质量为m的木块在水平面内做圆周运动,运动一周克服摩擦力做
10、功WFfFfx1Ffx2Ffx3Ff(x1x2x3)Ff2R平均力法弹簧由伸长x1被继续拉至伸长x2的过程中,克服弹力做功W(x2x1)图象法一水平拉力F0拉着一物体在水平面上运动的位移为x0,图线与横轴所围面积表示拉力所做的功,WF0x0动能定理求变力的功(2015海南单科4)如图,一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置,轨道两端等高,质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下,滑到最低点Q时,对轨道的正压力为2mg,重力加速度大小为g。质点自P滑到Q的过程中,克服摩擦力所做的功为()A.mgRB.mgRC.mgR D.mgRC在Q点质点受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力,两力的合力充当向心力,
11、所以有FNmgm,FN2mg,联立解得v,下滑过程中,根据动能定理可得mgRWfmv2,解得WfmgR,所以克服摩擦力做功mgR,C正确。微元法求变力的功(多选)如图所示,在一半径为R6 m的圆弧形桥面的底端A,某人把一质量为m8 kg的物块(可看成质点)用大小始终为F75 N的拉力从底端缓慢拉到桥面顶端B(圆弧AB在同一竖直平面内),拉力的方向始终与物块在该点的切线成37角,整个圆弧桥面所对的圆心角为120,g取10 m/s2,sin 370.6,cos 370.8。在这一过程中,下列说法正确的是()A重力做功240 J B.支持力做功为0C拉力F做功约为376.8 J D.摩擦力做功约为1
12、36.8 JBC物块重力做的功WGmgR(1cos 60)240 J,故A错误,支持力始终与运动方向垂直,支持力不做功,故B正确;将圆弧分成很多小段l1、l2ln,拉力在每一小段上做的功为W1、W2Wn,拉力F大小不变,方向始终与物块在该点的切线成37角,则W1Fl1cos 37,W2Fl2cos 37WnFlncos 37,WFW1W2WnFcos 37(l1l2ln)Fcos 372R376.8 J,故C正确;因物块在拉力F作用下缓慢移动,动能不变,由动能定理得WFWGWf00,解得WfWFWG376.8 J240 J136.8 J,故D错误。平均力法求变力的功(多选)如图所示,A、B质量
13、分别为m和M,B系在固定于墙上的水平轻弹簧的另一端,并置于光滑的水平面上,弹簧的劲度系数为k,将B向右拉离平衡位置x后,无初速度释放,在以后的运动中A、B保持相对静止,则在弹簧恢复原长的过程中()AA受到的摩擦力最大值为BA受到的摩擦力最大值为C摩擦力对A做功为D摩擦力对A做功为BD刚释放时,A、B加速度最大,以整体为研究对象,根据牛顿第二定律得kx(Mm)am,解得am,此时A受到的摩擦力最大,对A根据牛顿第二定律得Ffmmam,故A错误,B正确;在弹簧恢复原长的过程中,A受的摩擦力随位移增大而线性减小到零,所以摩擦力对A做的功为Wx,故C错误,D正确。图象法求变力的功轻质弹簧右端固定在墙上
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