高考物理一輪復(fù)習(xí)第五章第1講功和功率教案新人教版

1、1111高考物理一輪復(fù)習(xí)第五章第1講功和功率教案新人教版考綱考情要求核心素養(yǎng)功和功率全國(guó)卷5年3考 高考指數(shù)*在n物理觀念功的概念，恒力和變力功的計(jì)算.功率的兩個(gè)計(jì)算公式P4和人分，能用P = 計(jì)算瞬時(shí)功率.科學(xué)思維A正、負(fù)功的判斷方法.A機(jī)車啟動(dòng)的兩種方式.考點(diǎn)1功的判斷與計(jì)算.功的正負(fù)的判斷方法 廠 00這a 90。，做正功動(dòng)力學(xué)法一Fe夾角為aI _ a = 90。,不做功運(yùn)動(dòng)學(xué)法一夾角為 |90。 a W 180。,做負(fù)功.恒力做功的計(jì)算方法3.合力做功的計(jì)算方法方法一先求合外力尸件，再用/Z = /Mcos a求功.適用于尸仆為恒力的過(guò)程方法二先求各個(gè)力做的功周、外 網(wǎng),再應(yīng)用/*=

2、;+危+居+求合力做的功考向1正負(fù)功的判斷1.（多選）如圖所示，粗糙的斜而在水平恒力的作用下向左勻速運(yùn)動(dòng)，一物塊置于斜面 上并與斜而保持相對(duì)靜止，下列說(shuō)法中正確的是（ACD ）A.斜而對(duì)物塊不做功B.斜而對(duì)地面的摩擦力做負(fù)功C.斜面對(duì)物塊的支持力做正功D.斜面對(duì)物塊的摩擦力做負(fù)功解析:斜面對(duì)物塊的作用力可以等效為一個(gè)力,根據(jù)平衡條件，這個(gè)力與重力大小相等， 方向相反，與位移的夾角為90 ,所以不做功，選項(xiàng)A正確：地面受到摩擦力作用，但沒(méi) 有位移，所以斜而對(duì)地面的摩擦力不做功，選項(xiàng)B錯(cuò)誤：斜面對(duì)物塊的支持力與位移方向的 夾角小于90 ,而斜面對(duì)物塊的摩擦力與位移方向的夾角大于90 ,所以選項(xiàng)C、

3、D正確.2.如圖所示，小物塊位于光滑的斜而上，斜面位于光滑的水平地而上，從地面上看， 在小物塊沿斜而下滑的過(guò)程中，斜而對(duì)小物塊的作用力（B ）A,垂直于接觸面，做功為零B.垂直于接觸而，做功不為零C.不垂直于接觸面，做功為零D.不垂直于接觸面，做功不為零解析：如圖所示，物塊初位置為4末位置為5片到6的位移為s,斜而對(duì)小物塊的作用力為 K,方向始終垂直于斜面向上，且從地面看，片與位移s方向的夾角為鈍角，氏做負(fù)功.故 選B.題后悟道是否做功的判斷：功是力對(duì)位移的積累效果，“積累”是逐漸聚集的意思，顯然，只具 有力或位移談不上積累，因而也沒(méi)有功，做功的過(guò)程也就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，所以還可以通過(guò)有沒(méi)有能

4、量轉(zhuǎn)化來(lái)判斷.考向2恒力功的計(jì)算3.如圖所示，質(zhì)量為s的物體在恒力尸的作用下從底端沿斜而向上一直勻速運(yùn)動(dòng)到頂 端后撤去尸，斜而高出，傾斜角為 心 現(xiàn)把物體放在頂端，發(fā)現(xiàn)物體在輕微擾動(dòng)后可勻速下 滑，重力加速度大小為樂(lè)則在上升過(guò)程中恒力尸做的功為（C ）/A. FhB. mghC. 2mghD.無(wú)法確定解析：把物體放在頂端，發(fā)現(xiàn)物體在輕微擾動(dòng)后可勻速下滑，則物體受力平衡，則有 A = s5sin化上滑過(guò)程中，物體也做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受力平衡，則有F= mgsin 3 +2砥sin ,則在上升過(guò)程中恒力尸做的功W=F- -=2.sin 0故選項(xiàng)C sm sm B正確.一木塊前端有一滑輪，繩的一端系在

5、右方固定處，水平穿過(guò)滑輪，另一端用恒力尸 拉住，保持兩股繩之間的夾角。不變，如圖所示，當(dāng)用力尸拉繩使木塊前進(jìn)S時(shí)，力尸對(duì) 木塊做的功（不計(jì)繩重和滑輪摩擦）是（B ）方法一：如圖所示，力尸作用點(diǎn)的位移】 = 2scos9，故拉力尸所做的功看尸2cos = 02/scos=2s（l + cos 夕）.乙方法二：可看成兩股繩都在對(duì)木塊做功 Fs+Fscos =6（l + cos ）,則選項(xiàng)B正確.題后悟道求解恒力做功的兩個(gè)注意（1）恒力做功的大小只與尸、人”這三個(gè)量有關(guān)，與物體是否還受其他力、物體運(yùn)動(dòng)的 速度、加速度等其他因素?zé)o關(guān)，也與物體運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān).（2）尸與1必須具有同時(shí)性，即2必須是力尸作

6、用過(guò)程中物體的位移.考向3求變力做功的常用方法方法1：利用微元法求變力做功將物體的位移分割成許多小段，四小段很小，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)個(gè)無(wú)窮小的位移上的恒力所做功的代數(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.（多選）如圖所示，小球質(zhì)量為m, 一不可伸長(zhǎng)的懸線長(zhǎng)為把懸線拉到水平位置后 放手，設(shè)小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中空氣阻力大小恒定，則小球從水平位置月到豎直位置6的過(guò)程 中，下列說(shuō)法正確的是（BD ）A.重力不做功.懸線的拉力不做功C.空氣阻力做功為一凡2D.空氣阻力做功為一:三nl解析：重力在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終不變，小球在重力方

7、向上的位移為1,所以能=儂3 故A錯(cuò)誤：因?yàn)槔在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與運(yùn)動(dòng)方向垂直，拉力不做功，故B正確：所做 的總功等于每個(gè)小弧段上后所做功的代數(shù)和，運(yùn)動(dòng)的弧長(zhǎng)為:方1，故阻力做的功為值=一及H）=一之居方1,故C錯(cuò)誤，D正確.方法2：用尸x圖象求變力做功在尸牙圖象中，圖線與x軸所圍“面積”的代數(shù)和就表示力尸在這段位移所做的功，且 位于x軸上方的“而積”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）.6.輕質(zhì)彈簧右端固定在墻上，左端與一質(zhì)量0=0.5 kg的物塊相連，如圖甲所示，彈 簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)，物塊靜止且與水平而間的動(dòng)摩擦因

8、數(shù)=0.2.以物塊所在處為原點(diǎn)，水 平向右為正方向建立X軸，現(xiàn)對(duì)物塊施加水平向右的外力凡尸隨X軸坐標(biāo)變化的情況如圖 乙所示，物塊運(yùn)動(dòng)至Y=0.4n）處時(shí)速度為零，則此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為（g取10wH）（ A ） TOC o 1-5 h z F/N 10_J 一診 5：7777/7777777777777777777777777777777770八二. *0.20.4 x/m甲乙A. 3. 1 J B. 3. 5 J C. 1.8 J D. 2. 0 J解析：物塊與水平而間的摩擦力為= 儂=1 N.現(xiàn)對(duì)物塊施加水平向右的外力尸， 由產(chǎn)x圖象與x軸所困而積表示功可知尸做功 f 5 J,克服摩擦力做

9、功法=屬*=0. 4 J.由 于物塊運(yùn)動(dòng)至*=0.4 m處時(shí)，速度為0,由功能關(guān)系可知，甲一網(wǎng)=瓦,此時(shí)彈簧的彈性勢(shì) 能為瓦=3.1 J,選項(xiàng)A正確.方法3： “轉(zhuǎn)化法”求變力做功通過(guò)轉(zhuǎn)換研究的對(duì)象，可將變力做功轉(zhuǎn)化為恒力做功，用lf-cos a求解，如輕繩通 過(guò)定滑輪拉動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中拉力做功問(wèn)題.ABC7.如圖所示，水平粗糙地而上的物體被繞過(guò)光滑定滑輪的輕繩系著，現(xiàn)以大小恒定的 拉力尸拉繩的另一端，使物體從4點(diǎn)起由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng).若從月點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至6點(diǎn)和從6點(diǎn)運(yùn)動(dòng) 至。點(diǎn)的過(guò)程中拉力尸做的功分別為兩、聯(lián)，圖中四=6。，且動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同，則在物 體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中（D ）A.摩擦力增大，#；聯(lián)B.

10、摩擦力減小，做醫(yī)C.摩擦力增大，#；醫(yī)D.摩擦力減小，G醫(yī)解析：mg物體受力如圖所示，由平衡條件得氏+代in =mg，滑動(dòng)摩擦力Ft= 氏=（貼一 后in。)，物體從月向0運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中細(xì)繩與水平方向夾角。增大，所以滑動(dòng)摩擦力減小, 由于物體被繞過(guò)光滑定滑輪的輕繩系著，拉力為恒力，所以拉力做的功等于細(xì)繩對(duì)物體所做 的功，根據(jù)功的計(jì)算式 ELcos0增大，尸不變，在相同位移上拉力尸做的功減小， 故D正確，A、B、C錯(cuò)誤.考點(diǎn)2功率的分析和計(jì)算火深化理解乙-.公式產(chǎn)的區(qū)別是功率的定義式，尸=凡是功率的計(jì)算式.平均功率的計(jì)算方法 W(1)利用產(chǎn)=7.利用了=尸；cos*其中工為物體運(yùn)動(dòng)的平均速度.瞬時(shí)

11、功率的計(jì)算方法(1)利用公式尸eos*其中丫為,時(shí)刻的瞬時(shí)速度.(2)?=尸修，其中y為物體的速度丫在力尸方向上的分速度.(3)F=A%其中汽為物體受到的外力尸在速度/方向上的分力.:典例1 (2019 江西南昌模擬)(多選)質(zhì)量為m的物體靜止在光滑水平而上，從t =0時(shí)刻開(kāi)始受到水平力的作用.力的大小尸與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示,力的方向保持不變， 則()F TOC o 1-5 h z 3F01：尸。ijII1I111 2ro 3ro tA. 3。時(shí)刻的瞬時(shí)功率為運(yùn) m RB.3f。時(shí)刻的瞬時(shí)功率為也也 mC.在=0到3益這段時(shí)間內(nèi)，水平力的平均功率為軍”D.在=0到3久這段時(shí)間內(nèi)，水平力的平均

12、功率為等20222審題指導(dǎo)根據(jù)題意和F- t圖象做出廣圖象再進(jìn)行計(jì)算，注意平均功率和瞬時(shí)功率 的計(jì)算式不同.【解析】 根據(jù)F-1圖線，在02a時(shí)間內(nèi)的加速度,=2，2備時(shí)刻的速度匕=a,-2右 m TOC o 1-5 h z =把h02備時(shí)間內(nèi)位移岳=92&=且百,故02&時(shí)間內(nèi)水平力做的功尸大乂=號(hào) mmm在2玄3名時(shí)間內(nèi)的加速度比=，3備時(shí)刻的速度為=畛+也e。=空配 故3to時(shí)刻的瞬時(shí) mm.1 5月 to .、 , . . . Vz + Vzi Fo to .i Ar I 功率A = 3代%=,在2友3打時(shí)間內(nèi)位移系=F友=F-，故2備36時(shí)間內(nèi)水mZAm平力做的功危=3用生=2等，因

13、此在03&時(shí)間內(nèi)的平均功率-與竺之故從D正確.【答案】BD.如圖，一長(zhǎng)為的輕桿一端固定在光滑較鏈上，另一端固定一質(zhì)量為m的小球. 水平向右的拉力作用于桿的中點(diǎn)，使桿以角速度切勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)桿與水平方向夾角為60 時(shí)，拉力的功率為（C ）A. mgL（口C. 3乙解析：由能的轉(zhuǎn)化與守恒可知：拉力的功率等于克服重力的功率，仔=汽=儂=勿gvcos60，,）L,故選 C.乙.跳繩運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量m=50 kg, 1 min跳A-180次.假設(shè)每次跳躍中，腳與地面的接觸 時(shí)間占跳躍一次所需時(shí)間的2/5,試估算該運(yùn)動(dòng)員跳繩時(shí)克服重力做功的平均功率為多大？解析：跳躍的周期片照s=1 s,loU o31每個(gè)周期內(nèi)在

14、空中停留的時(shí)間LT=W s. 運(yùn)動(dòng)員跳起時(shí)視為豎直上拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)起跳初速度為死,2 %1由e1=-儲(chǔ)% =每次跳躍人克服重力做的功為人=/W=25 J, N ow 25克服重力做功的平均功率為戶=了=： W=75 W.3答案：75 W題后悟道對(duì)平均功率和瞬時(shí)功率的進(jìn)一步理解(1)平均功率對(duì)應(yīng)的是一段時(shí)間或一個(gè)過(guò)程，并且同一物體在不同時(shí)間段的平均功率一 般不同.求解瞬時(shí)功率用公式尸&COS, V cos 可理解為沿力方向的分速度，cos。 可理解為沿速度方向的分力.考點(diǎn)3機(jī)動(dòng)車啟動(dòng)問(wèn)題.以恒定功率啟動(dòng) 動(dòng)態(tài)過(guò)程加整度逐漸減小一勻速直線運(yùn)動(dòng)一J的變加速運(yùn)動(dòng)l刁迷旦我心切這一過(guò)程的尸圖象和片t圖象如圖

15、所示:VA BOVA BO.以恒定加速度啟動(dòng) (D動(dòng)態(tài)過(guò)程(2)這一過(guò)程的尸圖象和rt圖象如圖所示:一汽車在平直公路上行駛.從某時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率尸隨時(shí)間下的變化如圖所示.假設(shè)汽車所受阻力的大小三恒定不變.下列描述該汽車的速度V 隨時(shí)間f變化的圖線中，可能正確的是()尸 2.；。與/2 1V TOC o 1-5 h z O。12tof12 tCD審題指導(dǎo)機(jī)車的輸出功率可以突變，速度不能突變.【解析】 發(fā)動(dòng)機(jī)功率為A且汽車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，n=；發(fā)動(dòng)機(jī)功率為R且汽車勻速運(yùn) AF F.動(dòng)時(shí)，吆=嚏某時(shí)刻開(kāi)始，若玲匕，由氏及一1可知，汽車先做加速度逐漸減小 Am的加速運(yùn)動(dòng)，直至速度達(dá)到:在七時(shí)刻，

16、功率突然變大，牽引力突然變大，之后牽引力 逐漸減至三，該階段汽車也是做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，直至速度達(dá)到心故只有選項(xiàng) A符合要求.【答案】A對(duì)訓(xùn) （2019 江西贛中南五校模擬）（多選）質(zhì)量為0的汽車在平直路而上啟動(dòng)，啟動(dòng)過(guò)程 的速度一時(shí)間圖象如圖所示.從已時(shí)刻起汽車的功率保持不變，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中汽車所受 阻力恒為昂貝卜BC ）A. 0乙時(shí)間內(nèi)，汽車的牽引力做功的大小等于汽車動(dòng)能的增加量B.七治時(shí)間內(nèi)，汽車的功率等于(/+后)也C.汽車運(yùn)動(dòng)的最大速度也=(等+1)匕D. &時(shí)間內(nèi)，汽車的平均速度等于要解析:0tx時(shí)間內(nèi)，汽車加速度由牛頓第二定律Ff=ma,解得產(chǎn)=片+三.個(gè) 右時(shí)間內(nèi)，汽車

17、的功率尸尸%=(看+凡)匕，選項(xiàng)B正確：由人三匕可得汽車運(yùn)動(dòng)的最大速 度吆=5=(箸+1)%選項(xiàng)C正確；根據(jù)動(dòng)能定理，七時(shí)間內(nèi)，汽車的牽引力做功的大 小減去克服阻力做功等于汽車動(dòng)能的增加量，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；心仁時(shí)間內(nèi)，汽車的平均速度 大于上手，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.4.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為60 k肌汽車的質(zhì)量為5X10, kg,汽車在水平路而上行駛 時(shí)，阻力是車重力的0.1倍(取10 m/s)，試求：(1)若汽車保持額定功率不變從靜止啟動(dòng)，汽車所能達(dá)到的最大速度是多大？當(dāng)汽車的 加速度為2 m/s二時(shí)速度是多大？(2)若汽車從靜止開(kāi)始，保持以0.5 m/s，的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，這一過(guò)程能維持 多長(zhǎng)時(shí)間？解析：汽車運(yùn)動(dòng)中所受阻力大小為A=0. 1/1)(1)當(dāng)a=0時(shí)速度最大，牽引力等于E的大小，則最大速度聯(lián)立解得仁=12 m/s.設(shè)汽車加速度為2 m/s二時(shí)牽引力為比，由牛頓第二定律得凡一片此時(shí)汽車速度v產(chǎn)冬)聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得n=4 m/s.(2)當(dāng)汽車以加速度a =0.5 m/s二勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)牽引力為底 由牛頓第二定律得凡一代=ma汽車勻加速過(guò)程所能達(dá)到的最大速度%=! rz%聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得t=16 s.a答案：