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1、,考点一正、负功的判断,考点二功的计算,考点三功率的分析与计算,考 点,第五章机械能及其守恒定律,高三物理一轮复习,第1节功和功率,一、功 1功的定义：力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积 2功的计算公式：W_ 特别提醒：只适用于恒力做功的计算 3力做功的两个必要因素： 力和物体在_发生的位移 4功是_，没有方向，但有正、负之分,教材梳理,Flcos ,力的方向上,标量,二、功率 1功率的定义：功跟完成这些功所用_的比值 2功率的物理意义：描述做功的_ 3功率的两个公式 (2)PFvcos (为F与v的夹角) v为平均速度，则P为_ v为瞬时速度，则P为_
2、,教材梳理,时间,快慢,平均功率,平均功率,瞬时功率,4额定功率：机械_时输出的_功率 5实际功率：机械_时输出的功率实际功率往往小于_,教材梳理,正常工作,实际工作,最大,额定功率,1根据力F的方向与位移l的方向间的夹角常用于恒力做功的情形.090做正功，90180做负功，90不做功 2根据力F的方向与速度v的方向间的夹角常用于曲线运动的情形,考点一正、负功的判断,考点阐释,3根据功能关系判断常用于两个相联系的物体间相互作用力做功的判断物体的能量增加，外力做正功；物体的能量减少，外力做负功,考点阐释,考点一正、负功的判断,1.如图所示，物体在水平拉力F的作用下，沿粗糙的水平地面向右运动()
3、A如果物体做加速直线运动，F一定对物体做正功 B如果物体做加速直线运动，F有可能对物体做负功 C如果物体做减速直线运动，F一定对物体做负功 D如果物体做匀速直线运动，F一定不对物体做功,如果物体做加速直线运动，F的方向一定与运动方向一致，做正功，选项A正确而B错误；如果物体做减速直线运动，当F的方向与运动方向一致时，F做正功，当F的方向与运动方向相反时，F做负功，选项C错误；当物体做匀速直线运动时，F的方向与运动方向相同，F做正功，选项D错误,题组设计,解析,答案,图片显/隐,A,考点一正、负功的判断,2.(多选)如右图所示，质量为m的物体置于倾角为的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为，在外力
4、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正确的是( ) 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,支持力方向垂直斜面向上， 故支持力一定做正功，而 摩擦力是否存在需要讨论， 若摩擦力恰好为零，此时 物体只受重力和支持力， 如图所示，此时加速度agtan ，当agtan ，摩擦力沿斜面向下，摩擦力与位移夹角小于90，则做正功；当agtan ，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,题组设计,解析,答案,图片显/隐,ACD,考点一正、负功的判断,1恒
5、力做功：直接用WFlcos 计算 2变力做功 (1)用动能定理WEk或功能关系求解此种方法不仅适用于变力做功，也适用于恒力做功 (2)根据WPt计算一段时间内做的功，此公式适用于功率恒定的情况 (3)根据力位移(Fx)图象的物理意义计算力对物体所做的功，如图中图线与x轴所围“面积”的代数和，即表示力F在这段位移所做的功,考点二功的计算,考点阐释,(4)滑动摩擦力及空气阻力做功要用力与路程的乘积来计算 (5)平均力法：如果参与做功的变力，其方向不变，而大小随位移线性变化，则可求出平均力，等效代入公式WFlcos 求解,考点阐释,考点二功的计算,3合外力做功 (1)先求合外力F合，再用W合F合lc
6、os 求功 (2)先求各个力做的功W1、W2、W3，再应用W合W1W2W3求总功 (3)动能定理求解,考点阐释,考点二功的计算,题组一恒力做功的计算 1(多选)如右图所示，用与水平方向成 角的力F，拉着质量为m的物体沿水平 地面匀速前进位移s，已知物体和地面 间的动摩擦因数为.则在此过程中F做 的功为(),题组设计,解析,答案,图片显/隐,AD,考点二功的计算,题组二变力做功的计算 2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F做的总功为(),题组设计,解析,答案,图片显
7、/隐,C,考点二功的计算,题组三总功的计算 3一滑块在水平地面上沿直线滑行，t0时其速度为1 m/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甲和乙所示，规定初速度的方向为正方向求：,题组设计,考点二功的计算,(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.,(1)第1秒内滑块的位移为l10.5 m，第2秒内滑块的位移为l20.5 m. 由WFlcos 可得， W10.5 J W21.5 J. (2)前2秒内力F的总功WFW1W21 J. 由动能定理可求合力的功,题组设计,解析,答案,(
8、1)0.5 J1.5 J(2)1 J0,考点二功的计算,1平均功率的计算 2瞬时功率的计算 (1)利用公式PFvcos ，其中v为t时刻的瞬时速度 (2)利用公式PFvF，其中vF为物体的速度v在力F方向上的分速度 (3)利用公式PFvv，其中Fv为物体受的外力F在速度v方向上的分力,考点三功率的分析与计算,考点阐释,1.如图所示，细线的一端固定于O点，另一端系一小球在水平拉力作用下，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,法一：数学解析法 因小球速率不变，所以小球以O点为圆心 做匀速圆周运动，
9、受力如图所示 设绳与竖直方向的夹角为，则在切线方向 上应有：mgsin Fcos ，拉力F的瞬时功 率PFvcos mgvsin .小球从A运动到B 的过程中，拉力的瞬时功率随的增大而增大，A正确 法二：转化法求解 因小球的动能始终不变，故拉力F的瞬时功率就等于克服重力做功的瞬时功率，即PPGmgvcos(90)mgvsin .小球从A运动到B的过程中，拉力的瞬时功率随的增大而增大，A正确,题组设计,解析,答案,图片显/隐,A,考点三功率的分析与计算,2(2015大庆质量检测)(多选)光滑水平面上质量为m1 kg的物体在水平拉力F的作用下从静止开始运动，如图甲所示，若力F随时间的变化情况如图乙
10、所示，则下列说法正确的是() A拉力在前2 s内和后4 s内做的功之比为11 B拉力在前2 s内和后4 s内做的功之比为13 C拉力在4 s末和6 s末做功的功率之比为23 D拉力在前2 s内和后4 s内做功的功率之比为23,题组设计,答案,图片显/隐,BD,考点三功率的分析与计算,题组设计,解析,考点三功率的分析与计算,题组设计,解析,考点三功率的分析与计算,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方向间的夹角对结果的影响,易误警示,考点三功率的分析与计算,本节
11、课重在功、功率的分析与计算学习中要注意“两个区分”、“两点说明” 1两个区分 (1)区分恒力做功还是变力做功，恒力做功直接用定义式计算，变力做功则用其它方式,名师微点拨,2两点说明 (1)一对作用力和反作用力在同一段时间内做的总功可能为正、可能为负，也可能为零 (2)一对相互作用的摩擦力做的总功可能为零(静摩擦力)、可能为负(滑动摩擦力)，但不可能为正,机车启动模型 【模型概述】 物体在牵引力(受功率和速度制约)作用下，从静止开始克服一定的阻力，加速度不变或变化，最终加速度等于零，速度达到最大值 【模型特征】 (1)以恒定功率启动的方式： 动态过程：,思维建模,这一过程的速度时间图象如下图所示
12、：,思维建模,(2)以恒定加速度启动的方式： 动态过程：,思维建模,这一过程的速度时间图象如下图所示：,思维建模,【重要关系】 (3)机车以恒定功率启动时，牵引力做的功WPt.由动能定理得：PtF阻xEk.此式经常用于求解机车以恒定功率启动过程的位移大小,思维建模,(1)求该汽车的额定功率； (2)该汽车由静止开始运动，经过35 s达到最大速度40 m/s，求其在BC段的位移,思维建模,图片显/隐,(1)由图线分析可知：图线AB表示牵引力F不变，即F8 000 N，阻力Ff不变，汽车由静止开始做匀加速直线运动；图线BC的斜率表示汽车的功率P不变，达到额定功率后，汽车所受牵引力逐渐减小，汽车做加速度减小的变加速直线运动，直至达到最大速度40 m/s，此后汽车做匀速直线运动 由图可知：当最大速度vmax40 m/s时， 牵引力为Fmin2 000 N 由平衡条件得FfFmin可得Ff2 000 N 由公式PFminvmax得额定功率P8104 W.,思维建模,解析,思维建模,解析,答案,(1)8104 W(2)75 m,