新课标2012届高考物理总复习配套课件5-1课时1 功 功率

高三总复习人教版·物理高三总复习人教版·物理内容要求功和功率Ⅱ动能和动能定理Ⅱ重力做功与重力势能Ⅱ功能关系、机械能守恒定律及其应用Ⅱ高三总复习人教版·物理本章内容是必修内容部分的重点内容，在2012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2012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．高三总复习人教版·物理1．复习本章内容应把重点放在Ⅱ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恒定律．高三总复习人教版·物理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．高三总复习人教版·物理(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＝F·v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．特别是对复杂过程整体使用动能定理．高三总复习人教版·物理(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．高三总复习人教版·物理课时1功功率高三总复习人教版·物理知识点一功——知识回顾——1．物理意义：功是描述力对效果的物理量，是过程量．2．做功的二要素：和的位移．3．定义：力和物体在力的方向上位移的乘积称为力对物体做的功．空间积累力力的方向上高三总复习人教版·物理4．计算式：W＝，F表示恒力的大小，l表示物体运动的位移，α为的夹角．5．特点：功是，α取值不同，功会出现正负，正功表示做功，负功表示做功，合力的功等于各分力分别做功的和．Flcosα力的方向与位移方向标量动力阻力代数高三总复习人教版·物理——要点深化——1．功的计算公式W＝Flcosα应用注意要点(1)W＝Flcosα是恒力做功的计算式，对变力做功的计算不适用．因此，每当使用W＝Flcosα计算功时，要先弄清是恒力做功还是变力做功．高三总复习人教版·物理(2)恒力做功多少只与F、l及二者夹角余弦有关，而与物体的加速度大小、速度大小、运动时间长短等都无关，即与物体的运动性质无关，同时还与有无其他力做功也无关．(3)公式W＝Flcosα中的l是物体相对地面的位移，而不是相对于和它接触的物体的位移．高三总复习人教版·物理2．合力做功的计算(1)合力做的功等于各力做功的代数和．即W合＝W1＋W2＋W3＋…(2)先求出物体受到的合力F合，再由W合＝F合lcosα求解，但应注意α应为合力与位移l的夹角，F合在运动过程中保持不变．高三总复习人教版·物理——基础自测——1．下列说法正确的是()A．当作用力做正功时，反作用力一定做负功B．当作用力不做功时，反作用力也不做功C．作用力与反作用力的功，一定大小相等，正负符号相反D．作用力做正功，反作用力也可能做正功高三总复习人教版·物理解析：要搞清作用力与反作用力的功，应从以下几个方面思考：①作用力与反作用力的关系，即作用力与反作用力作用在不同的物体上，大小相等方向相反．②作用力、反作用力所作用的物体的位移关系．③我们要明确，作用力、反作用力作用下的一对物体，可能向相反的方向运动，也可能向同一方向运动，也可能一个运动而另一个静止，还可能两物体都静止．高三总复习人教版·物理由功的公式W＝Flcosα，我们不难判断，当作用力做正功时，反作用力可以做正功、负功或不做功．当作用力不做功时，反作用力也可以做功．故A、B、C均错，只有D正确．一对相互作用力分别作用在不同的物体上，两个力的作用效果可以相同，也可以完全不同．答案：D高三总复习人教版·物理2．起重机以1m/s2的加速度将质量为1000kg的货物由静止开始匀加速向上提升，若g取10m/s2，则在1s内起重机对货物所做的功是()A．500JB．4500JC．5000JD．5500J高三总复习人教版·物理答案：D解析：货物的加速度向上，由牛顿第二定律有F－mg＝ma，起重机的拉力F＝mg＋ma＝11000N，货物的位移是x＝12at2＝0.5m，做功为5500J.高三总复习人教版·物理知识点二功率——知识回顾——1．公式(1)P＝，P为时间t内的．(2)P＝，α为F与v的夹角．①若v为平均速度，则P为，②若v为瞬时速度，则P为．平均功率Fvcosα平均功率瞬时功率Wt高三总复习人教版·物理2．物理意义：描述做功的，功率大则做功，功率小则做功．3．额定功率：机器工作的功率．一般在机器的铭牌上标明．4．实际功率：机器时输出的功率．要求额定功率．快慢快慢正常实际工作小于等于高三总复习人教版·物理——要点深化——1．对公式P＝Fv的认识当力F与位移l方向一致时，W＝Fl，代入功率定义式P＝Wt得P＝Flt＝Fv，即P＝Fv.此公式适用于力F和速度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和垂直于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P＝F1v.高三总复习人教版·物理(2)从P＝Fv可见：①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．②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．③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．高三总复习人教版·物理(3)平均功率和瞬时功率的计算平均功率：常应用P＝Wt计算在时间t内的平均功率，有时也应用P＝Fv计算，不过v应是在时间t内的平均速度．瞬时功率：常应用P＝Fv计算某一瞬时的功率，不过v应是该瞬时的速度．当时间t无限小时，P＝Wt也是瞬时功率．高三总复习人教版·物理2．机车的两种启动方式①机车以恒定的功率启动机车以恒定的功率启动时，若运动过程中其所受阻力F阻不变，其所受的F牵及a、v的变化情况可表示如下：高三总复习人教版·物理即机车启动后先做加速度逐渐减小的加速运动，再做匀速运动．其v－t图象如图1所示．图1高三总复习人教版·物理②机车从静止匀加速启动机车以恒定的加速度启动时，开始牵引力不变，当其速度增大到一定值v时，其功率达到最大值，下面的过程与上述①一样．在此过程中，其牵引力功率、牵引力、加速度及速度的变化情况可表示如下：高三总复习人教版·物理即机车启动后先做匀加速运动，后做加速度逐渐减小的加速运动，再做匀速运动．其v－t图象如图2所示．图2高三总复习人教版·物理注意：匀加速结束时机车的速度并不是最后的最大速度．因此时FF阻，之后还要在功率不变的情况下变加速一段时间才达到最后的最大速度vmax.高三总复习人教版·物理——基础自测——1．(2009·辽宁、宁夏卷)水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为μ(0μ1)．现对木箱施加一拉力F，使木箱做匀速直线运动．设F的方向与水平面夹角为θ，如图3，在θ从0逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度保持不变，则()A．F先减小后增大B．F一直增大C．F的功率减小D．F的功率不变图3高三总复习人教版·物理答案：AC解析：木箱在F作用下向右匀速运动的过程中，受4个力作用而平衡．即Fcosθ＝μ(mg－Fsinθ)，解得：F＝μmgcosθ＋μsinθ，F有极值，所以A对B错；F的功率P＝Fvcosθ＝μmgv1＋μtanθ，所以C对D错．高三总复习人教版·物理2．(2011·聊城模拟)质量为m的汽车，其发动机的额定功率是P.当它匀速沿倾角θ的盘山公路(实为斜面)向山顶行驶时，受到的摩擦阻力为车重的k倍．那么，该汽车行驶的最大速度vm应是()A.PmgsinθB.Pmg(sinθ＋kcosθ)C.Pmg(sinθ＋k)D.Psinθmg(sinθ＋k)高三总复习人教版·物理答案：C解析：由题意知汽车受的摩擦阻力Ff＝kmg，由牛顿第二定律得：Pv－mgsinθ－Ff＝ma，当a＝0时，汽车行驶的速度为最大速度，有：Pvm－mgsinθ－Ff＝0，得vm＝Pmg(sinθ＋k)，故C正确．高三总复习人教版·物理题型一恒力做功的计算[例1]如图4所示，质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，物体与斜面的动摩擦因数为μ.现使斜面水平向左匀速移动距离l，求：(1)物体所受各力对物体所做的功各为多少？(2)斜面对物体做的功是多少？(3)各力对物体所做的总功是多少？图4高三总复习人教版·物理[解析]应正确理解功的概念，有力作用在物体上和在力的方向上发生位移是功的两个必不可少的因素．(1)由功的表达式W＝F·lcosθ，则Wf＝f·lcosθ＝mglsinθcosθWF＝F·lcos(π2＋θ)＝－mglsinθcosθWG＝mglcosπ2＝0J.高三总复习人教版·物理(2)求斜面对物体做的功，即求斜面对物体施的力做的总功W＝WF＋Wf＝0J.(3)求总功是求各力功的代数和W总＝WF＋Wf＋WG＝0J.[答案](1)Wf＝mglsinθcosθ，WF＝－mglsinθcosθ，WG＝0J(2)0J(3)0J高三总复习人教版·物理题后反思利用公式求恒力做功时应注意1．位移s为对地位移(严格讲是力的作用点的位移)．2．合力的功等于分力做功的代数和．高三总复习人教版·物理变式1—1在光滑的水平地面上有质量为M的长木板A(如图5所示)，平板上放一质量为m的物体B，A、B之间的动摩擦因数为μ.今在物体B上加一水平恒力F.B和A发生相对滑动，经过时间t.求：(1)摩擦力对A所做的功．(2)摩擦力对B所做的功．图5高三总复习人教版·物理解析：(1)平板A在滑动摩擦力作用下，向右做匀加速直线运动，经过时间t，A的位移为lA＝12aAt2＝12·FfMt2＝μmgt22M因为摩擦力Ff的方向和位移lA的方向相同，即摩擦力对A做正功，其大小为Wf＝FflA＝(μmgt)22M.高三总复习人教版·物理(2)物体B在水平恒力F和摩擦力的合力作用下向右做匀加速直线运动，B的位移为lB＝12aBt2＝12·F－Ffmt2＝(F－μmg)t22m摩擦力Ff的方向和位移lB的方向相反，所以Ff对B做负功，即Wf＝FflB＝－μmglB＝－μg(F－μmg)t22.高三总复习人教版·物理答案：(1)(μmgt)22M(2)－μg(F－μmg)t22高三总复习人教版·物理题型二变力做功的计算[例2]如图6所示，一质量为m＝2.0kg的物体从半径为R＝5.0m的圆弧的A端，在拉力作用下沿圆弧缓慢运动到B端(圆弧AB在竖直平面内)．拉力F大小不变始终为15N，方向始终与物体在该点的切线成37°角．圆弧所对应的圆心角为60°，BO边为竖直方向，g取10m/s2.图6高三总复习人教版·物理求这一过程中：(1)拉力F做的功．(2)重力mg做的功．(3)圆弧面对物体的支持力FN做的功．(4)圆弧面对物体的摩擦力Ff做的功．高三总复习人教版·物理高三总复习人教版·物理(2)重力mg做的功WG＝－mgR(1－cos60°)＝－50J.(3)物体受的支持力FN始终与物体的运动方向垂直，所以WFN＝0.(4)因物体在拉力F作用下缓慢移动，动能不变，由动能定理知：WF＋WG＋W