高三一輪復(fù)習(xí)課件：5.1功和功率

1、 122F3FFWFlcos ., 10222功是力的空累效它和位移相即： 在高中段，種方法只適用于恒力做功做正功，不做功，做功正功、功或不做功判方法有：用力和位移的角 判；用力和速度的角 判；用一能、功化判間積應(yīng)對(duì)應(yīng)階這當(dāng)時(shí)當(dāng)時(shí)當(dāng)時(shí)負(fù)負(fù)斷夾斷夾斷動(dòng)變斷3常見(jiàn)力做功的特點(diǎn)：重力(或電場(chǎng)力)做功和路徑無(wú)關(guān)，只與物體始末位置的高度差h(或電勢(shì)差)有關(guān)：Wmgh(或WqU)，當(dāng)末位置低于初位置時(shí)，W0，即重力做正功；反之則重力做負(fù)功滑動(dòng)摩擦力做功與路徑有關(guān)當(dāng)某物體在一固定平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)摩擦力做功的絕對(duì)值等于摩擦力與路程的乘積在彈性范圍內(nèi)，彈簧做功與始末狀態(tài)彈簧的形變量有關(guān)系 ,cos1123WP

2、ttPFvFvPF功率的物理意：功率是描述做功快慢的物理量功率的定式： 所求出的功率是的平均功率功率的算式： ，其中 是力與速度的角公式有種用法：求某一刻的瞬功率是刻的作用力大小， 取瞬值，的在刻的瞬功二、功率率；義義時(shí)間 內(nèi)計(jì)間夾該兩時(shí)時(shí)這時(shí)該時(shí)時(shí)對(duì)應(yīng)為該時(shí)時(shí)(2)當(dāng)v為某段位移(時(shí)間)內(nèi)的平均速度時(shí)，則要求這段位移(時(shí)間)內(nèi)F必須為恒力，對(duì)應(yīng)的P為F在該段時(shí)間內(nèi)的平均功率4重力的功率可表示為PGmgvy，即重力的瞬時(shí)功率等于重力和物體在該時(shí)刻的豎直分速度之積5額定功率：機(jī)器正常工作的功率一般在機(jī)器的銘牌上標(biāo)明6實(shí)際功率：機(jī)器實(shí)際工作時(shí)輸出的功率大小小于或等于額定功率 123=1 12WFl

3、WWWW.7PWWPcos 有用有用機(jī)械效率： ，小于 ，機(jī)械省力不省功有種方法求解先求出合力, 然后求功, 表式合力的功等于各分力所做功的代和，即然考不作定量算要求, 但因三、合力的是要求, 適安排一定的算于提高本功四、機(jī)的種方式容的知掌握是很有必要的總總總兩總達(dá)為數(shù)雖綱計(jì)為級(jí)動(dòng)車輛啟動(dòng)兩當(dāng)計(jì)對(duì)內(nèi)識(shí)還兩種方式以恒定功率啟動(dòng)以恒定加速度啟動(dòng)P-t圖和v-t圖OA段過(guò)程分析()PvFvFFam 阻阻不不變變()()1FFaFmPFvPFv 阻阻不不不不直直到到額額變變變變兩種方式以恒定功率啟動(dòng)以恒定加速度啟動(dòng)OA段運(yùn)動(dòng)性質(zhì)加速度減小的變加速直線運(yùn)動(dòng)勻加速直線運(yùn)動(dòng)，維持時(shí)間AB段過(guò)程分析0mFFa

4、PFv 阻阻阻阻PvFvFFam 阻阻額額兩種方式以恒定功率啟動(dòng)以恒定加速度啟動(dòng)AB段運(yùn)動(dòng)性質(zhì)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)以vm勻速直線運(yùn)動(dòng)加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)BC段無(wú)0,mmFFaPFvv 阻阻阻阻以以速速額額勻勻運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)(1)解決機(jī)車啟動(dòng)問(wèn)題，首先要弄清是哪種啟動(dòng)方式，然后采用分段處理法在勻加速階段常用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合分析，在非勻加速階段，一般用動(dòng)能定理求解(2)在機(jī)車的功率PFv中，F(xiàn)是指機(jī)車的牽引力，而不是車所受的合力一、功和功率的計(jì)算 例1、如圖511所示，質(zhì)量為m的物塊與傾角為的斜面體相對(duì)靜止，當(dāng)斜面體沿水平面向左勻速運(yùn)動(dòng)位移l時(shí)，求物塊所受重力、支持力、摩擦力做的功和合力做的功圖5-1-

5、1Nmgcosfmg sin .物斜面體速，所受合力零，受力分析如，所以， ，解析：塊隨勻運(yùn)動(dòng)為圖ffFNFGNWNlcosmNl,fl()fFg l sincos .Wf lcos()mgl sincos .WWWWW. 220重力與位移方向垂直，所以重力不做功，支持力與角（） 支持力做功摩擦力 與 的角， 做的功合力 做的功是各力做功（）的代和夾為靜夾為個(gè)數(shù) 12.N, 2222：根據(jù)功的定算功一定要明確力的大小、位移的大小和力與位移的角本重力與位移角，重力不做功，支持力 與位移的角（） 支持力做正功，摩擦力與位移的角（），摩擦摩擦力做功故一力是否做功，做正功是做功要具體分析合力的功一般用

6、各力做功的代和求，因功是量，求代和如果先求合力再求功，本合力零，合力功也零義計(jì)時(shí)間夾題夾為夾為夾為負(fù)個(gè)還負(fù)個(gè)數(shù)來(lái)為標(biāo)數(shù)較簡(jiǎn)單則題為點(diǎn)為評(píng)變式訓(xùn)練1、質(zhì)量為m0.5kg的物體從高處以水平的初速度v05m/s拋出，在運(yùn)動(dòng)t2s內(nèi)重力對(duì)物體做的功是多少？這2s內(nèi)重力對(duì)物體做功的平均功率是多少？2s末，重力對(duì)物體做功的瞬時(shí)功率是多少？(g取10m/s2)yGytshgtmmWmgh.JWJPW.tstvgtm / stsP mgvW.221221102200 5 10202100502221000，物體在直方向下落的高度 ，所以有，平均功率 在 末物體在直方向的分速度 ，所以解析：瞬功率末內(nèi)豎豎時(shí)例2

7、、關(guān)于摩擦力做功的判斷正確的是()A一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功之和可以為0B一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功之和一定為負(fù)C一對(duì)靜摩擦力做功之和一定為0D一對(duì)靜摩擦力做功一定為負(fù)BC解析：因?yàn)橐粚?duì)靜摩擦力總是大小相等方向相反，且物體間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)所以做功之和為0，而一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功因?yàn)槲矬w有相對(duì)滑動(dòng)，所以做功之和為負(fù)變式訓(xùn)練2、關(guān)于一對(duì)作用力和反作用力做功的判斷正確的是()A一對(duì)作用力和反作用力做功之和可以為0B一對(duì)作用力和反作用力做功之和可以為負(fù)C一對(duì)作用力和反作用力做功之和可以為正D沒(méi)法確定ABC解析：關(guān)鍵要看物體的位移和這對(duì)作用力和反作用力的方向 二、機(jī)車啟動(dòng)問(wèn)題例3、一汽車的額定功率P06104W，質(zhì)量m5

8、103kg，在平直路面上行駛時(shí)阻力是車重的0.1倍若汽車從靜止開始以加速度a0.5m/s2做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，求：(1)汽車保持加速度不變的時(shí)間；(2)汽車實(shí)際功率隨時(shí)間變化的關(guān)系；(3)此后汽車運(yùn)動(dòng)所能達(dá)到的最大速度 tttFFvFfvFfmafmgPFvPv. mm(ga) 008 01汽始做加速，引力 和阻力恒定，速度增加，它的功率逐增大，直到等于定功率止；此后汽保持定功率不，速度增大，引力小，做加速度逐小的加速，直到引力等于阻解力止汽做加速直的引力，阻力，加速程中的最大速度，有 由以上各式可求得 析：車開勻運(yùn)動(dòng)牽隨著實(shí)際漸額為車額變牽變漸減運(yùn)動(dòng)牽為設(shè)車勻線運(yùn)動(dòng)時(shí)牽為為勻過(guò)為 / s， t

9、mvts.aPFv m(ga)at.Pvm / s.fFf 10161223加速程持的汽在加速直程中的功率與的系是汽到定功率后，保持定功率不，速度的增加，引力小，但只要引力大于阻力，汽就做加速，只是加速度要小，汽做加速度逐小的加速直直到引力 ，加速度零，汽所能 到的最大速度勻過(guò)續(xù)時(shí)間車勻線運(yùn)動(dòng)過(guò)實(shí)際時(shí)間關(guān)車達(dá)額將額變隨著牽減牽車運(yùn)動(dòng)減車漸減線運(yùn)動(dòng)牽變?yōu)檐囘_(dá)變式訓(xùn)練3、機(jī)車以以下兩種方式啟動(dòng)，且沿直線運(yùn)動(dòng)(設(shè)阻力不變)，方式：機(jī)車以不變的額定功率啟動(dòng)；方式：機(jī)車的啟動(dòng)功率先隨速度均勻增加，后保持額定功率不變，圖512中給出的四個(gè)圖象中，能夠正確反映機(jī)車的速度v隨時(shí)間t變化的是()A甲對(duì)應(yīng)方式，乙

10、對(duì)應(yīng)方式B乙對(duì)應(yīng)方式，丙對(duì)應(yīng)方式C甲對(duì)應(yīng)方式，丙對(duì)應(yīng)方式D丙對(duì)應(yīng)方式，丁對(duì)應(yīng)方式PFFfmavPfavmvmFfa 40方式中汽引力 ， ，汽加速度 不增大 而逐小，汽做加速度小的加速，直到 ， 解，析：額額車牽車隨斷漸減車減運(yùn)動(dòng)時(shí)FvavmmPv vvfFfmaP Fvfma vav atP PPPfvvm.mB ，然后以最大速度做速，乙方式中始 不， （ ）速度均增大，故 不， ，汽做加速直，直到 后功率不再增大，增大而逐小， 不增大而逐小，與方式后一段情相同故，丙額額額額勻運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)圖線開時(shí)變隨勻變車勻線運(yùn)動(dòng)隨漸減隨斷漸減運(yùn)動(dòng)況圖線選對(duì)應(yīng)點(diǎn)評(píng)：從本題解答中可以看出，動(dòng)力學(xué)知識(shí)在分析機(jī)車運(yùn)動(dòng)形式中起到重要的作用運(yùn)用牛頓第二定律分析時(shí)要意識(shí)到機(jī)車功率只是機(jī)車牽引力的功率而不是機(jī)車合外力的功率變式訓(xùn)練4、質(zhì)量為5103kg的汽車在t0時(shí)刻速度v010m/s，隨后以P6104W的額定功率沿平直公路繼續(xù)前進(jìn)，經(jīng)72s達(dá)到最大速度，設(shè)汽車受恒定阻