2020年高考物理一輪復(fù)習(xí)課件：專題五-第1講-功和功率

專題五機(jī)械能考點(diǎn)內(nèi)容要求熱點(diǎn)考向1.功、功率Ⅱ1.功和功率的概念、動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律及能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是本專題的重點(diǎn)和難點(diǎn).抓住功是能量轉(zhuǎn)化的量度這條主線.2.加強(qiáng)功能關(guān)系與牛頓運(yùn)動(dòng)力學(xué)、平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)、動(dòng)量守恒定律和電磁學(xué)相結(jié)合的綜合問(wèn)題.2.動(dòng)能和動(dòng)能定理Ⅱ3.重力做功與重力勢(shì)能Ⅱ4.功能關(guān)系、機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用Ⅱ5.實(shí)驗(yàn)五：探究動(dòng)能定理—6.實(shí)驗(yàn)六：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律—第1講功和功率考點(diǎn)1功

1.定義：一個(gè)物體受到力的作用，如果在__________上發(fā)生了一段位移，就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做了功. 2.必要因素：力和物體在___________上發(fā)生的位移. 3.物理意義：功是能量轉(zhuǎn)化的________.4.計(jì)算公式力的方向力的方向量度(1)恒力F的方向與位移l的方向一致時(shí)：W＝_______.(2)恒力F的方向與位移l的方向成某一夾角α?xí)r：W＝________.FlFlcosα

5.功的正負(fù)正功負(fù)功克服不做功考點(diǎn)2功率1.功率：描述做功________的物理量.2.定義：功跟完成功所用________的比值叫做功率.3.功率的計(jì)算快慢時(shí)間

(1)P＝______，只能計(jì)算t時(shí)間內(nèi)的平均功率. (2)P＝__________.若v為平均速度，則P為平均功率；若v為瞬時(shí)速度，則P為瞬時(shí)功率；α表示_________________.Fv·cosαF與v的夾角

【基礎(chǔ)自測(cè)】

1.起重機(jī)以1m/s2

的加速度將質(zhì)量為1000kg的貨物由靜止開(kāi)始勻加速向上提升，若g取10m/s2，則在1s內(nèi)起重機(jī)對(duì)貨物所做的功是()A.500JB.4500JC.5000JD.5500J

解析：貨物的加速度向上，由牛頓第二定律有F－mg＝ma，

0.5m，做功為W＝Fl＝5500J，D正確.

答案：D

2.(多選)質(zhì)量為m的物體靜止在傾角為θ的斜面上，斜面沿水平方向向右勻速移動(dòng)了距離x，如圖5-1-1所示，物體m相對(duì))斜面靜止.則下列說(shuō)法正確的是( A.重力對(duì)物體m做正功 B.合力對(duì)物體m做功為零 C.摩擦力對(duì)物體m做負(fù)功 D.支持力對(duì)物體m做正功圖5-1-1

解析：物體的受力及位移如圖D29所示.支持力FN與位移x的夾角α<90°，故支持力做正功，D正確.重力垂直位移，故它不做功，A錯(cuò)誤.摩擦力Ff與x夾角β>90°，故摩擦力做負(fù)功，C正確.合力為零，合力不做功，B正確.圖D29答案：BCD

3.列車提速的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題是提高機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率.已知?jiǎng)蛩龠\(yùn)動(dòng)時(shí)，列車所受阻力與速度的二次方成正比，即f＝kv2.設(shè)提速前勻速運(yùn)動(dòng)的速度為80km/h，提速后勻速運(yùn)動(dòng)的速度為120km/h，則提速前與提速后機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率之比為()A.23B.49C.

827D.1681答案：C4.一小球以初速度v0

水平拋出，不計(jì)空氣阻力，小球在空中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中重力做功的功率P隨時(shí)間t變化的圖象是()ABCD答案：A熱點(diǎn)1功的正負(fù)判斷與恒力、合力做功的計(jì)算

[熱點(diǎn)歸納] 1.功的正負(fù)的判斷方法： (1)恒力做功的判斷：依據(jù)力與位移的夾角來(lái)判斷. (2)曲線運(yùn)動(dòng)中做功的判斷：依據(jù)F與v的方向夾角α來(lái)判斷，當(dāng)0°≤α<90°，力對(duì)物體做正功；90°<α≤180°，力對(duì)物體做負(fù)功；α＝90°，力對(duì)物體不做功. (3)依據(jù)能量變化來(lái)判斷：功是能量轉(zhuǎn)化的量度，若有能量轉(zhuǎn)化，則必有力對(duì)物體做功.2.恒力做功的計(jì)算方法：

(1)定義法：用力乘以力方向上的位移，比如重力做功就是用重力乘以重力方向上的位移，根據(jù)力和力的方向上位移的方向關(guān)系判斷功的正負(fù).

(2)計(jì)算式法：根據(jù)功的計(jì)算式W＝Fscosα，需要注意的是位移s為對(duì)地位移(嚴(yán)格講是力的作用點(diǎn)的位移)，α為力的方向與位移方向的夾角.3.合力做功的計(jì)算方法：(1)合力做的功等于各力做功的代數(shù)和，即W合＝W1＋W2＋W3＋….(2)先求出物體受到的合力F合，再由W合＝F合scos

α求解，但應(yīng)注意α應(yīng)為合力與位移s的夾角，F(xiàn)合在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持不變.考向1功的計(jì)算

【典題1】如圖5-1-2所示，質(zhì)量為m的小球用長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕繩懸掛于O點(diǎn)，用水平恒力F拉著小球從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到使輕繩與豎直方向成θ角的位置，求此過(guò)程中，各力對(duì)小球做的總功為(

)A.FLsinθB.mgL(1－cosθ)圖5-1-2C.FLsinθ－mgL(1－cosθ)D.FLsinθ－mgLcosθ

解析：如圖D30，小球在F方向的位移為CB，方向與F同向，則WF＝F·CB＝F·Lsinθ，小球在重力方向的位移為AC，方向與重力反向，則WG＝mg·AC·cos180°＝－mg·L(1－cosθ)，繩的拉力FT時(shí)刻與運(yùn)動(dòng)方向垂直，則WT＝0，故

W總＝WF＋WG＋WT＝FLsinθ－mgL(1－cosθ)，C正確.圖D30答案：C考向2正負(fù)功的判斷【典題2】(多選)如圖5-1-3所示，人站在自動(dòng)扶梯上不動(dòng)，)隨扶梯向上勻速運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是(

圖5-1-3A.重力對(duì)人做負(fù)功C.支持力對(duì)人做正功B.摩擦力對(duì)人做正功D.合力對(duì)人做功為零

解析：人隨電梯向上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)只受重力和豎直向上的支持力，所以重力做負(fù)功，支持力做正功，合力為零所以做功為零，A、C、D正確.答案：ACD熱點(diǎn)2功率的分析和計(jì)算

【典題3】如圖5-1-4所示，質(zhì)量為m＝2kg的木塊在傾角θ＝37°的斜面上由靜止開(kāi)始下滑，木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.5，已知：sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2，)則前2s內(nèi)重力的平均功率和2s末的瞬時(shí)功率分別為(

圖5-1-4A.48WC.24W24W12WB.24WD.12W48W24W答案：B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圖熱點(diǎn)3機(jī)車的啟動(dòng)運(yùn)行[熱點(diǎn)歸納]1.兩種啟動(dòng)方式的比較(續(xù)表)(續(xù)表)

【典題4】一列火車總質(zhì)量m＝500t，發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率P＝6×105W，在軌道上行駛時(shí)，軌道對(duì)列車的阻力f是車重的0.01倍.(g取10m/s2)(1)求列車在水平軌道上行駛的最大速度.

(2)在水平軌道上，發(fā)動(dòng)機(jī)以額定功率P工作，求當(dāng)行駛速度為v1＝1m/s和v2＝10m/s時(shí)，列車的瞬時(shí)加速度a1、a2

的大小.(3)列車在水平軌道上以36km/h的速度勻速行駛時(shí)，求發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率P′.(4)若列車從靜止開(kāi)始，保持0.5m/s2

的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，求這一過(guò)程維持的最長(zhǎng)時(shí)間.

【遷移拓展】(2018屆安徽蕪湖一模)一起重機(jī)的鋼繩由靜止開(kāi)始勻加速提起質(zhì)量為m的重物，當(dāng)重物的速度為v1

時(shí)，起重機(jī)的功率達(dá)到最大值P，之后起重機(jī)保持該功率不變，繼續(xù)提升重物，最后重物以最大速度v2

勻速上升，不計(jì)鋼繩重力.則整個(gè)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()示，若重物做勻加速直線運(yùn)動(dòng)其v-t圖象如圖D31中Ⅱ線所示，所以重物做變加速直線運(yùn)動(dòng)v-t圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積大于勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)v-t圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積，所以做變加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的位移大，而所用時(shí)間相同，故，D錯(cuò)誤.

圖D31答案：B變力做功的計(jì)算方法

求力做功時(shí)，一定要注意分析是求恒力做的功還是變力做的功，如果是求變力做的功，看能否轉(zhuǎn)化為求恒力做功的問(wèn)題，不能轉(zhuǎn)化的，還可以借助微元法、圖象法、平均力法、功能關(guān)系等求解.考向1微元法

將物體的位移分割成許多小段，因小段很小，每一小段上作用在物體上的力可以視為恒力，這樣就將變力做功轉(zhuǎn)化為在無(wú)數(shù)多個(gè)無(wú)窮小的位移上的恒力所做元功的代數(shù)和.此法在中學(xué)階段，常應(yīng)用于求解大小不變、方向改變的變力做功問(wèn)題.

【典題5】如圖

5-1-5所示，在水平面上，有一彎曲的槽道

的拉力將一光滑小球從A點(diǎn)沿槽道拉至B點(diǎn)，若拉力F的方向)時(shí)刻與小球運(yùn)動(dòng)方向一致，則此過(guò)程中拉力所做的功為(

圖5-1-5忍別人所不能忍受的痛，吃別人所不能吃的苦，是為了收獲別人得不到的收獲！加油?。?！忍別人所不能忍受的痛，吃別人所不能吃的苦，是為了收獲別人得不到的收獲！加油?。?！忍別人所不能忍受的痛，吃別人所不能吃的苦，是為了收獲別人得不到的收獲！加油?。?！

保持健康心態(tài)，勇敢面對(duì)中考；合理飲食，合理睡眠；預(yù)祝金榜題名，萬(wàn)事如意！保持健康心態(tài)，勇敢面對(duì)中考；合理飲食，合理睡眠；預(yù)祝金榜題名，萬(wàn)事如意！加油！??！專業(yè)1

解析：因?yàn)镕的方向不斷改變，不能用W＝Fscosα求解，但由于拉力F的方向時(shí)刻與小球運(yùn)動(dòng)方向一致，可采用微元法，把小球的位移分割成許多的小段，在每一小段位移上作用在小球上的力F可視為恒力，F(xiàn)做的總功即為F在各個(gè)小段上做功答案：D忍別人所不能忍受的痛，吃別人所不能吃的苦，是為了收獲別人得不到的收獲！加油?。?！忍別人所不能忍受的痛，吃別人所不能吃的苦，是為了收獲別人得不到的收獲！加油?。?！忍別人所不能忍受的痛，吃別人所不能吃的苦，是為了收獲別人得不到的收獲！加油?。?！

保持健康心態(tài)，勇敢面對(duì)中考；合理飲食，合理睡眠；預(yù)祝金榜題名，萬(wàn)事如意！保持健康心態(tài)，勇敢面對(duì)中考；合理飲食，合理睡眠；預(yù)祝金榜題名，萬(wàn)事如意！加油?。?！專業(yè)1

【觸類旁通】(多選，2016年浙江寧波模擬)如圖5-1-6所示，擺球質(zhì)量為m，懸線的長(zhǎng)為L(zhǎng)，把懸線拉到水平位置后放手.設(shè)在擺球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中空氣阻力F阻的大小不變，)則下列說(shuō)法正確的是( A.重力做功為mgL

B.繩的拉力做功為0C.空氣阻力F阻做功為－mgL圖5-1-6答案：AB考向2轉(zhuǎn)換法

變力做功直接求解時(shí)，通常都比較復(fù)雜，但若通過(guò)轉(zhuǎn)換研究的對(duì)象，有時(shí)可化為恒力做功，用W＝Fscosα求解.此法常常應(yīng)用于輕繩通過(guò)定滑輪拉物體的問(wèn)題中.忍別人所不能忍受的痛，吃別人所不能吃的苦，是為了收獲別人得不到的收獲！加油?。?！忍別人所不能忍受的痛，吃別人所不能吃的苦，是為了收獲別人得不到的收獲！加油！?。∪虅e人所不能忍受的痛，吃別人所不能吃的苦，是為了收獲別人得不到的收獲！加油?。。?/p>

保持健康心態(tài)，勇敢面對(duì)中考；合理飲食，合理睡眠；預(yù)祝金榜題名，萬(wàn)事如意！保持健康心態(tài)，勇敢面對(duì)中考；合理飲食，合理睡眠；預(yù)祝金榜題名，萬(wàn)事如意！加油！！！專業(yè)1

【典題6】如圖5-1-7所示，固定的光滑豎直桿上套著一個(gè)滑塊，滑塊用輕繩系著繞過(guò)光滑的定滑輪O.現(xiàn)以大小不變的拉力F拉繩，使滑塊從A點(diǎn)起由靜止開(kāi)始上升.滑塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)速度最大.已知滑塊質(zhì)量為m，滑輪O到豎直桿的距離為d，∠OAO′＝37°，∠OCO′＝53°，重力加速度為g.求：(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8) (1)拉力F的大小.(2)滑塊由A到C過(guò)程中拉力F做的功.圖5-1-7

解：(1)對(duì)滑塊進(jìn)行受力分析，其到C點(diǎn)時(shí)速度最大，則此時(shí)其所受合力為零，正交分解滑塊在C點(diǎn)受到的拉力，根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件得

(2)根據(jù)能量轉(zhuǎn)換思想，拉力F對(duì)繩的端點(diǎn)做的功就等于繩的拉力F對(duì)滑塊做的功，有忍別人所不能忍受的痛，吃別人所不能吃的苦，是為了收獲別人得不到的收獲！加油?。?！忍別人所不能忍受的痛，吃別人所不能吃的苦，是為了收獲別人得不到的收獲！加油！！！忍別人所不能忍受的痛，吃別人所不能吃的苦，是為了收獲別人得不到的收獲！加油?。?！

保持健康心態(tài)，勇敢面對(duì)中考；合理飲食，合理睡眠；預(yù)祝金榜題名，萬(wàn)事如意！保持健康心態(tài)，勇敢面對(duì)中考；合理飲食，合理睡眠；預(yù)祝金榜題名，萬(wàn)事如意！加油?。?！專業(yè)1忍別人所不能忍受的痛，吃別人所不能吃的苦，是為了收獲別人得不到的收獲！加油！?。∪虅e人所不能忍受的痛，吃別人所不能吃的苦，是為了收獲別人得不到的收獲！加油！??！忍別人所不能忍受的痛，吃別人所不能吃的苦，是為了收獲別人得不到的收獲！加油?。?！

保持健康心態(tài)，勇敢面對(duì)中考；合理飲食，合理睡眠；預(yù)祝金榜題名，萬(wàn)事如意！保持健康心態(tài)，勇敢面對(duì)中考；合理飲食，合理睡眠；預(yù)祝金榜題名，萬(wàn)事如意！加油！??！專業(yè)1考向3圖象法

在F-x圖象中，圖線與x軸所圍“面積”的代數(shù)和就表示力F在這段位移所做的功，且位于x軸上方的“面積”為正，位于x軸下方的“面積”為負(fù)，但此方法只適用于便于求圖線所圍面積的情況(如三角形、矩形、圓等規(guī)則的幾何圖形).忍別人所不能忍受的痛，吃別人所不能吃的苦，是為了收獲別人得不到的收獲！加油！?。∪虅e人所不能忍受的痛，吃別人所不能吃的苦，是為了收獲別人得不到的收獲！加油?。?！忍別人所不能忍受的痛，吃別人所不能吃的苦，是為了收獲別人得不到的收獲！加油！?。?/p>

保持健康心態(tài)，勇敢面對(duì)中考；合理飲食，合理睡眠；預(yù)祝金榜題名，萬(wàn)事如意！保持健康心態(tài)，勇敢面對(duì)中考；合理飲食，合理睡眠；預(yù)祝金榜題名，萬(wàn)事如意！加油?。。I(yè)1【典題7】一物體所受的力F隨位移x變化的圖象如圖5-1-8所示，求在這一過(guò)程中，力F對(duì)物體做的功為(

)

圖5-1-8A.3JB.6JC.7JD.8J忍別人所不能忍受的痛，吃別人所不能吃的苦，是為了收獲別人得不到的收獲！加油?。?！忍別人所不能忍受的痛，吃別人所不能吃的苦，是為了收獲別人得不到的收獲！加油?。?！忍別人所不能忍受的痛，吃別人所不能吃的苦，是為了收獲別人得不到的收獲！加油?。?！

保持健康心態(tài)，勇敢面對(duì)中考；合理飲食，合理睡眠；預(yù)祝金榜題名，萬(wàn)事如意！保持健康心態(tài)，勇敢面對(duì)中考；合理飲食，合理睡眠；預(yù)祝金榜題名，萬(wàn)事如意！加油?。?！專業(yè)1

解析：力F對(duì)物體做的功等于x軸上方梯形“面積”所表示的正功與x軸下方三角形“面積”所表示的負(fù)功的代數(shù)和.力F對(duì)物體做的功為W＝