【物理】2018届一轮复习苏教版第5章第1节功和功率教案 11页

节次 考纲 命题规律 第1节　功和功率 功和功率Ⅱ ‎1.功和功率的计算；‎ ‎2．对动能定理、机械能守恒定律、功能关系的理解；‎ ‎3．与牛顿第二定律相结合考查运动情况和功能关系.‎ 第2节　动能定理 动能和动能定理Ⅱ 第3节　机械能守恒定律及其应用 重力势能Ⅱ 弹性势能Ⅰ 机械能守恒定律及其应用Ⅱ 第4节　功能关系　能量守恒定律 能量守恒Ⅰ 实验四　探究动能定理 实验五　验证机械能守恒定律 第1节　功和功率 知识点1　功 ‎1．做功的两个必要条件 力和物体在力的方向上发生的位移．‎ ‎2．公式 W＝Flcos α，适用于恒力做功，其中α为F、l方向间夹角，l为物体对地的位移．‎ ‎3．功的正负判断 夹角 功的正负 α<90°‎ 力对物体做正功 α>90°‎ 力对物体做负功，或者说物体克服这个力做了功 α＝90°‎ 力对物体不做功 知识点2　功率 ‎1．定义 功与完成这些功所用时间的比值．‎ ‎2．物理意义 描述做功的快慢．‎ ‎3．公式 ‎(1)P＝，P为时间t内的平均功率．‎ ‎(2)P＝Fvcos α(α为F与v的夹角)‎ ‎①v为平均速度，则P为平均功率．‎ ‎②v为瞬时速度，则P为瞬时功率．‎ ‎4．额定功率与实际功率 ‎(1)额定功率：动力机械正常工作时输出的最大功率．‎ ‎(2)实际功率：动力机械实际工作时输出的功率，要求小于或等于额定功率．‎ ‎1．正误判断 ‎(1)只要物体受力的同时又有位移发生，则一定有力对物体做功．(×)‎ ‎(2)一个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动．(√)‎ ‎(3)滑动摩擦力可能做负功，也可能做正功；静摩擦力对物体一定做负功．(×)‎ ‎(4)作用力做正功时，反作用力一定做负功．(×)‎ ‎(5)据P＝Fv可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比．(√)‎ ‎(6)汽车上坡的时候，司机必须换挡，其目的是减小速度，得到较小的牵引力．(×)‎ ‎2．(功的正负判断)(多选)在皮带传送装置中，皮带把物体P匀速带至高处，在此过程中，下述说法正确的是(　　)【导学号：96622077】‎ A．摩擦力对物体做正功 B．摩擦力对物体做负功 C．支持力对物体不做功 D．合外力对物体做正功 ‎【答案】　AC ‎3．(功的大小比较)如图511所示的a、b、c、d中，质量为M的物体甲受到相同的恒力F的作用，在力F作用下使物体甲在水平方向移动相同的位移．μ表示物体甲与水平面间的动摩擦因数，乙是随物体甲一起运动的小物块，比较物体甲移动的过程中力F对物体甲所做的功的大小(　　)‎ 图511‎ A．Wa最小　　　　 B．Wd最大 C．Wa>Wc D．四种情况一样大 ‎【答案】　D ‎4．(功率公式的理解)(多选)关于功率公式P＝和P＝Fv的说法正确的是(　　) 【导学号：96622078】‎ A．由P＝知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率 B．由P＝Fv既能求某一时刻的瞬时功率，也可以求平均功率 C．由P＝Fv知，随着汽车速度的增大，它的功率也可以无限制的增大 D．由P＝Fv知，当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比 ‎【答案】　BD ‎[核心精讲]‎ ‎1．判断力做功正负的三种方法 ‎(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°≤α＜90°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情况．‎ ‎2．功的计算 ‎(1)恒力做功：‎ ‎①直接用W＝Flcos α计算．不论物体做直线运动还是曲线运动，此式均适用．‎ ‎②公式W＝Flcos α中位移“l”的意义．‎ a．力对平动的物体(可看作质点)做功，“l”为物体上每一点的位移(即受力质点对地的位移)；‎ b．若受力物体发生转动或形变，则“l”应取作用点的位移；‎ c．“l”的取值一般以大地为参考系．‎ ‎(2)变力做功：‎ ‎①用动能定理：W＝mv－mv.‎ ‎②当变力的功率P一定时，可用W＝Pt求功，如机车恒功率启动时．‎ ‎③将变力做功转化为恒力做功：当力的大小不变，而方向始终与运动方向相同或相反时，这类力的功等于力和路程(不是位移)的乘积．如滑动摩擦力做功、空气阻力做功等．‎ ‎(3)合外力做的功：‎ 方法一：先求合外力F合，再用W合＝F合lcos α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＝W1＋W2＋W3＋…‎ 求合外力做的功．‎ ‎[题组通关]‎ ‎1．(多选)如图512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正确的是(　　)‎ 图512‎ 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 ACD　由功的计算公式W＝Flcos α可知，支持力方向垂直斜面向上，与位移方向的夹角小于90°，支持力一定做正功，故A正确；摩擦力是否存在需要讨论：当加速度较小时，摩擦力Ff沿斜面向上，即agtan θ，摩擦力沿斜面向下，做正功；当a＝gtan θ时，摩擦力不存在，不做功，故C、D正确，B错误．‎ ‎2．以一定的初速度竖直向上抛出一个小球，小球上升的最大高度为h，空气阻力的大小恒为F，则从抛出到落回到抛出点的过程中，空气阻力对小球做的功为(　　)【导学号：96622079】‎ A．0　　　　　　　 B．－Fh C．Fh D．－2Fh D　阻力与小球速度方向始终相反，故阻力一直做负功，W＝－Fh＋(－Fh)＝－2Fh，D正确．‎ ‎[名师微博]‎ 两点提醒：‎ ‎1．功的正负是由力和位移间的夹角大小决定的，与正方向的选取无关．‎ ‎2．恒力做功与物体的实际路径无关，等于力与物体在力方向上的位移的乘积，或等于位移与在位移方向上的力的乘积．‎ ‎[核心精讲]‎ ‎1．平均功率的计算 ‎(1)利用＝.‎ ‎(2)利用＝F·cos α，其中为物体运动的平均速度．‎ ‎2．瞬时功率的计算 ‎(1)利用公式P＝F·vcos α，其中v为t时刻的瞬时速度．‎ ‎(2)利用公式P＝F·vF，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P＝Fv·v，其中Fv为物体受的外力F在速度v方向上的分力．‎ ‎[题组通关]‎ ‎3．(多选)如图513所示，在外力作用下某质点运动的vt图象为正弦曲线．从图中可以判断(　　)‎ 图513‎ A．在0～t1时间内，外力的功率先增大后减小 B．在0～t1时间内，外力的功率逐渐为零 C．在t2时刻，外力的功率为零 D．在t3时刻，外力的功率最大 AC　t＝0时，v＝0，外力F≠0，外力的功率为零，t1时刻，质点的加速度为零，外力F为零，外力的功率为零，所以0～t1时间内，外力的功率先增大后减小，选项A正确，B错误；t2时刻速率为零，此时外力的功率为零，选项C正确；t3时刻，外力为零，外力的功率为零，选项D错误．‎ ‎4．(多选)(2017·淮安模拟)一质量为‎1 kg的质点静止于光滑水平面上，从t＝0时刻开始，受到水平外力F作用，如图514所示．下列判断正确的是(　　) 【导学号：96622080】‎ 图514‎ A．0～2 s内外力的平均功率是4 W B．第2 s内外力所做的功是4 J C．第2 s末外力的瞬时功率最大 D．第1 s末与第2 s末外力的瞬时功率之比为9∶4‎ AD　第1 s末质点的速度 v1＝t1＝×‎1 m/s＝‎3 m/s.‎ 第2 s末质点的速度 v2＝v1＋t2＝(3＋×1)m/s＝‎4 m/s.‎ 则第2 s内外力做功 W2＝mv－mv＝3.5 J ‎0～2 s内外力的平均功率 P＝＝W＝4 W.‎ 选项A正确，选项B错误；‎ 第1 s末外力的瞬时功率P1＝F1v1＝3×3 W＝9 W，‎ 第2 s末外力的瞬时功率P2＝F2v2＝1×4 W＝4 W，故P1∶P2＝9∶4，选项C错误，选项D正确．‎ ‎[核心精讲]‎ ‎1．两种启动方式的比较 两种方式 以恒定功率启动 以恒定加速度启动 Pt图和vt图 OA段 过程分析 v↑⇒F＝↓‎ ‎⇒a＝↓‎ a＝不变⇒‎ F不变P＝Fv↑直到P额＝Fv1‎ 运动性质 加速度减小的加速直线运动 匀加速直线运动，维持时间t0＝ AB段 过程分析 F＝F阻⇒a＝0⇒F阻＝ v↑⇒F＝↓⇒a＝↓‎ 运动性质 以vm匀速直线运动 加速度减小的加速运动 BC段 无 F＝F阻⇒a＝0⇒以vm＝匀速运动 ‎2.三个重要关系式 ‎(1)无论哪种启动过程，机车的最大速度都等于其匀速运动时的速度，即vm＝＝(式中Fmin为最小牵引力，其值等于阻力F阻)．‎ ‎(2)机车以恒定加速度启动的运动过程中，匀加速过程结束时，功率最大，速度不是最大，即v＝v1的情况，故不作分析．在t1时刻，发动机的功率突然由P1增大到P2，而瞬时速度未来得及变化，则由P＝Fv知牵引力突然增大，则汽车立即开始做加速运动有：－f＝ma2，同样，a2随v的增大而减小，直到a2＝0时开始匀速运动，故A正确、C错误．‎