步步高・2015高三物理总复习(江苏专用)【配套课件】：第5章 机械能及其守恒定律 第1课时 功

第五章机械能第1课时功功率第1课时功功率题组扣点课堂探究高考模拟题组答案1.B2.BD3.C考点梳理答案题组扣点一、1.(1)力(2)力的方向上2.Flcosα(1)位移(2)恒力(3)标3.(1)正(2)负二、1.比值做功的快慢2.(1)平均功率(2)①平均功率②瞬时功率第1课时功功率题组扣点课堂探究高考模拟考点一判断正、负功的方法1．恒力做功的判断：若物体做直线运动，则依据力与位移的夹角来判断．2．曲线运动中功的判断：若物体做曲线运动，则依据F与v的方向夹角来判断．当0°≤α90°时，力对物体做正功；当90°α≤180°时，力对物体做负功；当α＝90°时，力对物体不做功．3．依据能量变化来判断：根据功是能量转化的量度，若有能量转化，则必有力对物体做功．此法常用于判断两个相联系的物体之间的相互作用力做功的判断．课堂探究第1课时功功率题组扣点课堂探究高考模拟【例1】生活中有人常说在车厢内推车是没用的，如图1，在水平地面上运动的汽车车厢内一人用力推车，当车在倒车时刹车的过程中()A．人对车做正功B．人对车做负功C．人对车不做功D．车对人的作用力方向水平向右图1mgF车av车对人的作用力方向为斜向左上方，D错那么人对车的作用力方向斜向右下方，人对车的作用力与车运动位移方向成锐角，即人对车做正功FA课堂探究第1课时功功率题组扣点课堂探究高考模拟【突破训练1】如图2所示，质量为m的物体置于倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，在外力作用下，斜面以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体m与斜面体相对静止．则关于斜面对m的支持力和摩擦力的下列说法中错误的是()A．支持力一定做正功B．摩擦力一定做正功C．摩擦力可能不做功D．摩擦力可能做负功mgFNmaff若摩擦力恰好为零，物体只受重力和支持力，如图所示，此时加速度a＝gtanθ当agtanθ，摩擦力沿斜面向下，摩擦力与位移夹角小于90°，则做正功当agtanθ，摩擦力沿斜面向上，摩擦力与位移夹角大于90°，则做负功．综上所述，B是错误的B课堂探究图2第1课时功功率题组扣点课堂探究高考模拟考点二功的计算1．恒力做的功：直接用W＝Flcosα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lcosα求功．方法二：先求各个力做的功W1、W2、W3、……，再应用W合＝W1＋W2＋W3＋……求合外力做的功．3．变力做的功(1)应用动能定理求解．(2)应用W＝Pt求解，此法适用于变力的功率P不变．(3)将变力做功转化为恒力做功，此法适用于力的大小不变，方向与运动方向相同或相反，或力的方向不变，大小随位移均匀变化的情况．课堂探究第1课时功功率题组扣点课堂探究高考模拟【例2】一滑块在水平地面上沿直线滑行，t＝0时其速度为1m/s．从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力F，力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图3甲和乙所示，规定初速度的方向为正方向．求：(1)在第1秒内、第2秒内力F对滑块做的功W1、W2；(2)前两秒内力F的总功WF及滑块所受合力的功W．解析(1)第1秒内滑块的位移为l1＝0．5m，第2秒内滑块的位移为l2＝－0．5m．由W＝Flcosα可得，W1＝0．5JW2＝－1．5J．(2)前2秒内力F的总功WF＝W1＋W2＝－1J．由动能定理可求合力的功W＝12mv22－12mv21＝0．课堂探究图3第1课时功功率题组扣点课堂探究高考模拟【突破训练2】一质量为m的物体在水平恒力F的作用下沿水平面运动，在t0时刻撤去力F，其v－t图象如图4所示．已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，则下列关于力F的大小和力F做功W的大小关系式正确的是()A．F＝μmgB．F＝2μmgC．W＝μmgv0t0D．W＝32μmgv0t0知识链接1、由图象的斜率可求得加速度2、图象与坐标轴围成的面积表示位移，由力和位移可求功解析在t0时刻前，F－μmg＝mv0t0在t0时刻以后，－μmg＝－mv02t0，由以上两式可得F＝3μmg，因此选项A、B均不正确在0至t0时间内，W－μmg·12v0t0＝12mv20，在t0至3t0时间内，－μmg·12v0(2t0)＝－12mv20，因此力F做的功为W＝32μmgv0t0，选项C错误，选项D正确．×√××课堂探究D图4第1课时功功率题组扣点课堂探究高考模拟考点三功率的计算公式P＝Wt和P＝Fv的区别：(1)P＝Wt是功率的定义式，P＝Fv是功率的计算式．(2)平均功率的计算方法①利用P＝Wt．②利用P＝F·vcosα，其中v为物体运动的平均速度．(3)瞬时功率的计算方法①利用公式P＝Fvcosα，其中v为t时刻的瞬时速度．②P＝F·vF，其中vF为物体的速度v在力F方向上的分速度．③P＝Fv·v，其中Fv为物体受到的外力F在速度v方向上的分力．课堂探究第1课时功功率题组扣点课堂探究高考模拟【例3】质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t＝0时刻开始受到水平力的作用．力的大小F与时间t的关系如图5所示，力的方向保持不变，则()A．3t0时刻的瞬时功率为5F20t0mB．3t0时刻的瞬时功率为15F20t0mC．在t＝0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为23F20t04mD．在t＝0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为25F20t06m思路点拨已知F—t图象，可先求出0-t0上和2t0-3t0上的加速度，然后求出3t0时的速度，进而求得功率2t0时刻速度大小v2＝a1·2t0＝2F0mt03t0时刻的速度大小为v3＝v2＋a2t0＝F0m·2t0＋3F0m·t0＝5F0t0m3t0时刻力F＝3F0，所以瞬时功率P＝3F0·v3＝15F20t0m，A错，B对0～3t0时间段，水平力对物体做功W＝F0x1＋3F0x2＝F0×12·F0m(2t0)2＋3F0·v2＋v32t0＝25F20t202m，平均功率P＝Wt＝25F20t06m，C错，D对BD√×√×课堂探究图5第1课时功功率题组扣点课堂探究高考模拟课堂探究求力做功的功率时应注意的问题(1)首先要明确所求功率是平均功率还是瞬时功率，对应于某一过程的功率为平均功率，对应于某一时刻的功率为瞬时功率．(2)求功率大小时要注意F与v方向间的夹角α对结果的影响．(3)用P＝Fvcosα求平均功率时，v应容易求得，如求匀变速直线运动中某力的平均功率．第1课时功功率题组扣点课堂探究高考模拟【突破训练3】一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物，当重物的速度为v1时，起重机的有用功率达到最大值P，以后起重机保持该功率不变，继续提升重物，直到以最大速度v2匀速上升为止，则整个过程中，下列说法不正确的是()A．钢绳的最大拉力为Pv1B．钢绳的最大拉力为Pv2C．重物的最大速度为v2＝PmgD．重物做匀加速直线运动的时间为mv21P－mgv1知识链接匀加速运动过程的拉力为最大拉力，F1＝Pv1，A正确，B错误达到最大速度v2时，拉力F2＝mg，所以v2＝PF2＝Pmg，C正确重物做匀加速运动的加速度a＝F1－mgm＝Pv1－mgm＝Pmv1－g匀加速运动时间t1＝v1a＝mv21P－mgv1，D正确√×√√B课堂探究第1课时功功率题组扣点课堂探究高考模拟1．(2013·全国新课标Ⅰ·21)2012年11月，“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功．图6(a)为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图．飞机着舰并成功钩住阻拦索后，飞机的动力系统立即关闭．阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力，使飞机在甲板上短距离滑行后停止．某次降落，以飞机着舰为计时零点，飞机在t＝0．4s时恰好钩住阻拦索中间位置，其着舰到停止的速度—时间图线如图(b)所示．假如无阻拦索，飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为1000m．已知航母始终静止，重力加速度的大小为g．则()A．从着舰到停止，飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的110B．在0．4s～2．5s时间内，阻拦索的张力几乎不随时间变化速度时间图线与时间轴所围的面积表示飞机的位移大小位移大小约为x＝70×0．4m＋702×2．6m＝119m，约为无阻拦索时的110，A正确.加速度恒定，合力恒定在0．4s～2．5s时间内，飞机所受阻拦索的张力的合力几乎不变，但由于两力方向的变化，阻拦索的张力要逐渐减小，B错误.高考题组12模拟题组34√×高考模拟图6第1课时功功率题组扣点课堂探究高考模拟1．(2013·全国新课标Ⅰ·21)2012年11月，“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功．图6(a)为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图．飞机着舰并成功钩住阻拦索后，飞机的动力系统立即关闭．阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力，使飞机在甲板上短距离滑行后停止．某次降落，以飞机着舰为计时零点，飞机在t＝0．4s时恰好钩住阻拦索中间位置，其着舰到停止的速度—时间图线如图(b)所示．假如无阻拦索，飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为1000m．已知航母始终静止，重力加速度的大小为g．则()C．在滑行过程中，飞行员所承受的加速度大小会超过2．5gD．在0．4s～2．5s时间内，阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变该段时间内加速度约为a＝68－102.5－0.4m/s2≈27.6m/s22．5g，C正确.在0．4s～2．5s时间内，阻拦系统对飞机做功的功率P＝F合·v，随着v的减小，功率P减小，D错误．高考题组12模拟题组34√×高考模拟图6AC第1课时功功率题组扣点课堂探究高考模拟2．(2012·江苏单科·3)如图7所示，细线的一端固定于O点，另一端系一小球．在水平拉力F作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点．在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是()A．逐渐增大B．逐渐减小C．先增大，后减小D．先减小，后增大A图7高考题组12模拟题组34高考模拟第1课时功功率题组扣点课堂探究高考模拟3．某兴趣小组的同学研究一辆电动小车的性能．他们让小车在平直的水平轨道上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，得到了如图8所示的v－t图象(2s～6s时间段内的图线为曲线，其余时间段的图线均为直线)．已知在2s～8s时间段内小车的功率保持不变，在8s末让小车无动力自由滑行．小车质量为1．5kg，设整个过程中小车所受阻力大小不变．则下列判断正确的是()A．小车在运动过程中所受的阻力大小为3NB．小车在2s～6s的过程中发动机的功率为3WC．小车的牵引力做的总功为54JD．小车在整个过程中运动的位移为21m图8AD高考题组12模拟题组34高考模拟第1课时功功率题组扣点课堂探究高考模拟4．一辆汽车在水平路面上以速度v0匀速行驶时，发动机的功率为P，牵引力为F0．从t1时刻起汽车开上一个倾角为θ的坡路，若汽车功率保持不变，水平路面与坡路路况相同，汽车经过一段时间的变速运动后又进入匀速运动状态，则下面关于汽车速度v、牵引力F与时间t的关系图象正确的是()解析当汽车开上坡路时，速度减小，由P＝Fv可知牵引力F增大，对斜面上的汽车受力分析可知，合力方向向下，由牛顿第二定律得：mgsinθ＋Ff－F＝ma，因F增大，故加速度减小，v－t图象中曲线斜率减小，故A、C选项正确．高考题组12模拟题组34AC高考模拟第1课时功功率题组扣点课堂探究高考模拟再见