高考物理总复习第5章机械能第1节功功率市赛课公开课一等奖省名师优质课获奖课件.pptx

高三一轮总复习高三一轮总复习物物 理理1/55必修二必修二第五章机械能第五章机械能2/55考纲要求近三年命题分析备考策略功考查主要包括到恒力做功和变力做功求解功率考查要注意分清平均功率和瞬时功率，额定功率和实际功率动能定理应用考查是重中之重，利用动能定理求解变力做功问题机械能守恒定律考查，包括到守恒条件判断，单个物体机械能守恒，系统机械能守恒问题，合理选择研究对象是关键掌握常见功效关系，这里包括到了子弹打木块模型，传送带模型等，是能量观点解题关键思想能量守恒定律作为普遍定律应用非常广泛，合理分清能量组成是解题关键.功和功率新课标卷：第21题6分浙江卷：第17题6分新课标卷：第16题6分新课标卷：第17题6分天津卷：第10题16分浙江卷：第18题6分动能和动能定理新课标卷：第20题6分北京卷：第23题18分新课标卷：第17题6分北京卷：第23题18分浙江卷：第23题16分重力做功与重力势能没有单独命题功效关系、机械能守恒定律及其应用天津卷：第2题4分江苏卷：第9题4分北京卷：第22题16分新课标卷：第21题6分江苏卷：第9题4分天津卷：第5题6分3/55第一节功功率第一节功功率4/55栏目导航1 12 24 4基础知识基础知识整合整合热门考点研热门考点研析析考题随堂演练考题随堂演练3 3物理模型构物理模型构建建5/55基础知识整合6/55(多项选择)以下说法中正确是()A相互摩擦物体系统中摩擦力做功代数和不一定为零B一质点受两个力作用且处于平衡状态(静止或匀速)，这两个力在同一段时间内做功或者都为零，或者大小相等符号相反C在一样时间内，作用力和反作用力功大小不一定相等，但正负号一定相反D在一样时间内，作用力和反作用力功大小不一定相等，正负号也不一定相反【思绪引导】1.一对平衡力和一对相互作用力区分是什么？2回想功计算公式和功正负判断方法7/55【解析】本题考查了摩擦力做功、一对平衡力做功以及作用力和反作用力做功特点恒力做功等于力乘以在力方向上位移，一对静摩擦力作用系统，组成系统甲、乙物体间没有相对滑动，位移相等，依据功定义可知，静摩擦力对物体甲做正功，对物体乙做负功，做功代数和为零，一对滑动摩擦力作用系统，组成系统甲、乙物体间存在相对滑动，位移不等，滑动摩擦力对物体甲做正功，对物体乙做负功，做功代数和不为零，A选项正确；一对平衡力含有大小相等、方向相反、作用在同一物体上特征，故一对平衡力对物体要么不做功，要么一个做正功，另一个做负功，做功代数和为零，B选项正确；如上所述，一对静摩擦力或滑动摩擦力是一对相互作用力，相互作用力作用在不一样物体上，他们运动方式可能并不相同，假如一个物体移动，而另一个物体不移动话，一个做功，另一个就不做功，所以在一样时间内，作用力和反作用力功大小不一定相等，正负号也不一定相反，C选项错误，D选项正确8/55 功1定义：物体受到力作用、并在_上发生了一段位移，就说力对物体做了功2做功两个必要条件：力和物体在力方向上发生_3公式：W _，功单位是焦耳，符号是J.本式适合用于恒力做功，其中为F、l方向间夹角，l为物体对地位移知识点知识点1 力方向力方向位移位移Flcos9/554变力做功(2)图象法：力F与位移l围成图象面积，表示力做功(3)功率法：机车恒定功率行驶，牵引力做功可表示为W_.(4)转换法：变换研究对象，化变力做功为恒力做功(5)功效法：利用动能定理求解变力做功力随位移线性改变力随位移线性改变 Pt10/555协力做功求法(1)先求出协力，再求协力功，W合_.(2)求出各个力做功，再求代数和，W合 _(3)利用动能定理求协力功，W合 _.F合合lcosW1W2W3.Ek11/55 功率2瞬时功率：P_.3额定功率：机械正常工作时输出最大功率，机械在额定功率下工作，F和 v是相互制约4实际功率：机械实际工作时输出功率，P实Fv，式中力F和速度v都是同一时刻_，实际功率应_知识点知识点2Fvcos瞬时值瞬时值小于或等于额定功率小于或等于额定功率12/55尤其提醒1.做功含有独立性，与运动状态无关，与其它力存在是否无关，比如物体在力F作用下沿力方向移动位移l，不论该物体是加速运动、减速运动还是匀速运动，地面是否光滑，受不受摩擦力作用，力F做功均为WFl.2.瞬时功率关系式：PFv.从关系式能够看出，汽车、火车等交通工具，当发动机功率P一定时，牵引力F与速度v成反比，要增大牵引力F就要减小速度v.13/55热门考点研析14/551.正功与负功判断功正、负判断功正、负判断考考 点点 115/552恒力和变力做功正负区分(1)恒力做功时，正功与负功判断看力与位移夹角(2)变力做功时，正功与负功判断看力与速度夹角3从能转化角度来进行判断判断相互联络两个物体之间相互作用力做功情况时，能够从能转化角度判断16/55 (多项选择)(届延安模拟)轻杆一端经过光滑铰链固定在地面上A点，另一端固定一个质量为m小球，最初杆处于水平地面上当杆在外力作用下由水平位置迟缓转到竖直位置过程中，以下关于小球说法正确是()例例 1 A所受弹力方向一定沿杆B所受弹力一直减小C所受协力不变D所受弹力一直做正功【思绪引导】1.杆迟缓转动，小球处于何种状态？2弹力是恒力吗？变力做功正负怎样判断？17/55【解析】杆迟缓转动，小球一直处于平衡状态，重力和杆对小球弹力等大反向，弹力方向竖直向上，A、B选项错误；协力一直为零，C选项正确；杆对球弹力是变力，变力做功正负判断看力与速度夹角，小球由水平方向运动到竖直方向过程中，力与速度夹角为锐角，弹力一直做正功，D选项正确【答案】CD【总结提升】功是标量，但有正、负，正功表示该力对物体运动起到促进作用，负功表示该力对物体运动起到妨碍作用，在进行功大小比较时，负号不参加比较18/55 有些人说在车厢内推车是没用，如图所表示，在沿水平地面运动汽车车厢中，人用力推车(人与车厢一直保持静止)，则当车在倒车时刹车过程中()A人对车做正功B人对车做负功C人对车不做功D车对人作用力方向水平向右针对训练针对训练119/55解析：车在倒车时刹车过程中，速度方向水平向右，加速度方向水平向左，人与车厢相对静止，则人含有水平向左加速度，依据牛顿第二定律可知，车厢对人协力水平向左，D选项错误；由牛顿第三定律可知，人对车厢协力水平向右，依据功正负判断方法可知，人对车厢做正功，A选项正确，B、C选项错误答案：A20/55计算功时，必须注意是恒力做功还是变力做功，对于恒力做功能够依据本身特点直接套用公式，比如重力、电场力、分子力做功与路径无关，只与初、末位置相关对于变力做功，一个主要思绪就是化变力为恒力功计算功计算考考 点点 221/551一类变力含有大小恒定，方向时刻改变特点，比如空气阻力，滑动摩擦力等，小球竖直向上抛出，空气阻力大小恒定，不论上升还是下降过程，方向时刻与相对运动方向相反，这么求解小球运动过程中克服空气阻力做功，能够用力乘以旅程表示；同理沿斜面上滑小物块，返回底端过程中，克服摩擦力做功等于摩擦力乘以旅程，这类力做功与位移无关，与路径相关2一类变力含有方向不变，大小随位移线性改变特点，比如弹簧弹力等，求解这类力做功，如前面所述，能够用平均值法或是图象法22/55 (年四川高考)严重雾霾天气，对国计民生已造成了严重影响，汽车尾气是形成雾霾首要污染源，“铁腕治污”已成为国家工作重点地铁列车可实现零排放，大力发展地铁，能够大大降低燃油公交车使用，降低汽车尾气排放若一地铁列车从甲站由静止开启后做直线运动，先匀加速运动20 s达最高速度72 km/h，再匀速运动80 s，接着匀减速运动15 s抵达乙站停住，设列车在匀加速运动阶段牵引力为1106 N，匀速运动阶段牵引力功率为6103 kW，忽略匀减速运动阶段牵引力所做功(1)求甲站到乙站距离；(2)假如燃油公交车运行中做功与该列车从甲站到乙站牵引力做功相同，求公交车排放气态污染物质量(燃油公交车每做1焦耳功排放气态污染物3106克)【思绪引导】1.列车在甲、乙两站做匀加速、匀速和匀减速直线运动，怎样依据运动学公式求解位移？2怎样求解牵引力做功？例例 2 23/55(2)列车匀加速阶段牵引力做功，W1Fx12108 J，匀速阶段牵引力做功，W2Pt24.8108 J，做功为W1W26.8108 J，燃油公交车每做1焦耳功排放气态污染物3109 kg，解得排放污染物质量为M2.04 kg.【答案】(1)1 950 m(2)2.04 kg24/55【总结提升】1在求力做功时，首先区分是求恒力功还是变力功，是求某个力功还是合外力功2假如是求变力做功，要优先考虑应用动能定理或将变力功转化为恒力功进行求解25/55 (多项选择)(年浙江高考)我国科学家正在研制航母舰载机使用电磁弹射器，舰载机总质量为3.0104 kg，设起飞过程中发动机推力恒为1.0105 N，弹射器有效作用长度为100 m，推力恒定，要求舰载机在水平弹射结束时速度大小到达80 m/s.弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和，假设所受阻力为总推力20%，则()A弹射器推力大小为1.1106 NB弹射器对舰载机所做功为1.1108 JC弹射器对舰载机做功平均功率为8.8107 WD舰载机在弹射过程中加速度大小为32 m/s2针对训练针对训练226/55答案：ABD27/55计算功率时，要明确所求是瞬时功率还是平均功率，求瞬时功率要确定是哪一时刻或哪一位置，求平均功率时要确定是哪段时间内平均功率包括到图象问题时，要注意图象物理意义，依据图象求解加速度，确定力改变规律，尤其注意速度时间图象中拐点，对应着力突变点功率计算功率计算考考 点点 328/55 物体放在水平地面上，在水平拉力作用下，沿水平方向运动，在06 s内其速度与时间关系图象和拉力功率与时间关系图象如图所表示，由图象能够求得物体质量为多少？(取g10 m/s2)【思绪引导】1.02 s内，物体做匀加速直线运动，怎样依据速度时间图象确定加速度？22 s6 s内，物体做匀速直线运动，怎样依据功率时间图象求解拉力？例例 3 29/55【答案】1 kg30/55【总结提升】功率求解注意点1首先要明确所求功率是平均功率还是瞬时功率，对应于某一过程功率为平均功率，对应于某一时刻功率为瞬时功率2求功率大小时要注意F与v方向夹角对结果影响3用PFvcos求平均功率时，应轻易求得，如求匀变速直线运动中某力平均功率31/55 (年海南高考)假设摩托艇受到阻力大小正比于它速率，假如摩托艇发动机输出功率变为原来2倍，则摩托艇最大速率变为原来()A4倍 B2倍答案：D针对训练针对训练332/55物理模型构建33/55机车开启模型机车开启问题在高考中出现几率并不是太高，不过该知识比较综合，既包括到了功率计算，又考查功效关系求解变力做功，同时兼顾了匀变速运动规律以及牛顿运动定律等知识34/551处理这类问题关键是明确两种开启方式(1)恒定功率P开启：机车先做加速度减小加速运动，后做匀速运动，速度图象以下：35/55(2)恒定加速度a开启，机车先做加速度恒定匀加速运动，到达额定功率后，做加速度减小加速运动，最终做匀速运动，速度图象如右：36/552机车开启模型注意点(1)机车到达额定功率后，做加速度减小加速运动，牵引力是变力，计算牵引力做功问题时，不能利用力乘以位移，能够依据公式WPt求解(3)机车功率就是牵引力功率，公式PFv中F是机车牵引力，不是机车受到协力37/553机车开启变形题高考对本部分考查形式灵活多变，同学们在学习知识时，不要死记公式和结论，一定要掌握解题思绪和解题方法(1)比如把机车行驶情景由水平面改为倾斜斜面，这么在求解机车行驶最大速度时，会出现两种情况38/5539/55 (年新课标卷)一汽车在平直公路上行驶从某时刻开始计时，发动机功率P随时间t改变如图所表示假定汽车所受阻力大小f恒定不变以下描述该汽车速度v随时间t改变图线中，可能正确是()例例 4 40/55【思绪引导】1.分析功率时间图象，找出对应速度随时间改变关系2汽车功率改变瞬间，速度能够突变吗？【答案】A41/55 有一辆新奇电动汽车，总质量为1 000 kg，行驶中，该车速度在14 m/s至20 m/s范围内可保持恒定功率20 kW不变，一位同学坐在驾驶员旁观察车内里程表和速度表，统计了该车在位移120 m至400 m范围内做直线运动时一组数据以下依据上面数据回答以下问题(设汽车在上述范围内受到阻力大小不变)(1)估算该汽车受到阻力为多大？(2)在位移120 m至320 m过程中牵引力所做功约为多大？(3)在位移120 m至320 m过程中所花时间是多少？(4)位移为120 m时加速度为多大？针对训练针对训练4s/m120160200240280320360400v/ms114.516.518.019.019.720.020.020.042/55答案：(1)1 000 N(2)294 875 J(3)14.74 s(4)0.379 m/s243/55考题随堂演练44/551(届天水市秦安县月考)如图，质量分别为M和m两物块(均可视为质点，且M m)分别在一样大小恒力作用下，沿水平面由静止开始做直线运动，两力与水平面夹角相同，两物块经过位移相同设此过程中F1对M做功为W1，F2对m做功为W2，则()A不论水平面光滑是否，都有W1W2B若水平面光滑，则W1W2C若水平面粗糙，则W1W2D若水平面粗糙，则W1W245/55解析：功是力与力方向上位移乘积，WFscos，题干中两种情况下，力大小，方向和物体运动位移均相等，故不论水平面光滑是否，都有W1W2，A选项正确答案：A46/552(届鄂豫晋冀陕五省第二次联考)如图甲所表示，某女士第一次站立在台阶式自动扶梯上，扶梯将她送上楼，第二次如图乙所表示，该女士乘相同自动扶梯同时，她还相对于扶梯匀速向上走，两次抵达同一高度两次自动扶梯匀速运动速度相同，以下关于两次自动扶梯牵引力做功和功率说法正确是()A两次牵引力做功相同，牵引力功率第一次较大B牵引力做功第一次较大，两次牵引力功率相同C牵引力做功第一次较大，功率也是第一次大D两次牵引力做功相同，功率也相同47/55解析：功等于力和力方向上经过距离乘积，两种情况力大小相同，但扶梯牵引力移动距离不一样，两次扶梯运客所做功不一样，第一次扶梯运动距离长，牵引力做功多；功率等于力与力方向上速度乘积，两种情况下均做匀速运动，力大小相同，扶梯移动速度也相同，牵引力功率相同，B选项正确答案：B48/553.(多项选择)(届衡水中学调研)一辆小汽车在水平路面上由静止开启，在前5 s内做匀加速直线运动，5 s末到达额定功率，之后保持以额定功率运动其vt图象如图所表示已知汽车质量为m2103 kg，汽车受到地面阻力为车重0.1倍，则以下说法正确是()A汽车在前5 s内牵引力为4103 NB汽车在前5 s内牵引力为6103 NC汽车额定功率为40 kWD汽车最大速度为30 m/s49/55答案：BD50/55A两物块抵达底端时速度相同B两物块运动到底端过程中重力做功相同C两物块抵达底端时动能相同D两物块抵达底端时，乙重力做功瞬时功率大于甲重力做功瞬时功率51/55解析：两物体抵达底端速度方向不一样，故速度不一样，A选项错误；两物块质量大小未知，故抵达底端时动能不等，C选项错误；两物块运动到底端过程中，下落高度相同，但质量大小不确定，重力做功大小不确定，故B选项错误；两物块抵达底端时，甲重力与速度方向垂直，瞬时功率为零，乙重力做功瞬时功率大于甲重力做功瞬时功率，故D选项正确答案：D52/555质量为M长木板静止在光滑水平地面上，如图所表示，一个质量为m滑块以某一初速度沿木板表面从A端滑向B点在木板上前进了L，而木板前进了s.若滑块与木板间动摩擦因数为，这整个过程中木板与滑块之间一直有摩擦力求：(1)木板与滑块之间摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力？(2)摩擦力对滑块所做功多大？(3)摩擦力对木板所做功多大？53/55解析：(1)滑块与木板含有相对运动，滑块与木板间摩擦力为滑动摩擦力(2)分析题意可知，滑块位移为Ls，依据做功公式得，Wf1mg(sL)(3)木板位移为s，摩擦力对木板做功Wf2mgs.答案：(1)滑动摩擦力(2)mg(sL)(3)mgs54/55课时强化作业十八55/55