高中物理必修2一輪復(fù)習(xí)詳細(xì)資料第5章第1課時(shí)

1、 考點(diǎn)內(nèi)容要求考綱解讀功和功率1.從近幾年高考來看，關(guān)于功和功率的考查，多以選擇題的形式出現(xiàn)，有時(shí)與電流及電磁感應(yīng)相結(jié)合命題2功和能的關(guān)系一直是高考的“重中之重”，是高考的熱點(diǎn)和重點(diǎn)，涉及這部分內(nèi)容的考題不但題型全、分量重，而且還經(jīng)常有壓軸題，考查最多的是動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律，且多數(shù)題目是與牛頓運(yùn)動(dòng)定律、平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)以及電磁學(xué)等知識(shí)相結(jié)合的綜合性試題3動(dòng)能定理及能量守恒定律仍將是高考考查的重點(diǎn)高考題注重與生產(chǎn)、生活、科技相結(jié)合，將對(duì)相關(guān)知識(shí)的考查放在一些與實(shí)際問題相結(jié)合的情境中去，能力要求不會(huì)降低.動(dòng)能和動(dòng)能定理重力做功與重力勢(shì)能功能關(guān)系、機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)：探究動(dòng)能定理實(shí)驗(yàn)

2、：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律第1課時(shí)功功率導(dǎo)學(xué)目標(biāo) 1.掌握功正負(fù)的判斷和計(jì)算功的方法.2.理解P和PFv的關(guān)系，并會(huì)運(yùn)用這兩式計(jì)算功率.3.掌握兩種機(jī)車啟動(dòng)的過程分析一、功基礎(chǔ)導(dǎo)引1圖1表示物體在力F的作用下在水平面上發(fā)生了一段位移l，分別計(jì)算這三種情形下力對(duì)物體做的功設(shè)這三種情形下力和位移的大小都相同：F10 N，l2 m角的大小如圖所示圖12用起重機(jī)把重量為2×104 N的物體勻速地提高了5 m，鋼繩的拉力做了多少功？重力做了多少功？物體克服重力做了多少功？這些力所做的總功是多少？知識(shí)梳理1功的定義：力對(duì)物體所做的功，等于力的大小、位移的大小、力與位移夾角的余弦這三者的乘積2功的計(jì)算公

3、式：W_.特別提醒只適用于恒力做功的計(jì)算3力做功的兩個(gè)必要因素：力和物體在_發(fā)生的位移4功是_，沒有方向，但有正、負(fù)之分：“正功”、“負(fù)功”的物理意義是什么？“正功”、“負(fù)功”中的“”、“”號(hào)表示功的大小嗎？二、功率基礎(chǔ)導(dǎo)引1運(yùn)動(dòng)員在某次體能訓(xùn)練中，用100 s的時(shí)間跑上了20 m高的高樓那么，與他登樓時(shí)的平均功率最接近的估測(cè)值是 ()A10 W B100 W C1 kW D10 kW2某型號(hào)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為60 kW，在水平路面上行駛時(shí)受到的阻力是1 800 N，求發(fā)動(dòng)機(jī)在額定功率下汽車勻速行駛的速度？在同樣的阻力下，如果以較低的速度54 km/h行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的實(shí)際功率是多少？知

4、識(shí)梳理1功率的定義：功跟完成這些功所用_的比值2功率的物理意義：描述做功的_3功率的兩個(gè)公式(1)P，P為時(shí)間t內(nèi)的_(2)PFvcos (為F與v的夾角)v為平均速度，則P為_ v為瞬時(shí)速度，則P為_4額定功率：機(jī)械_時(shí)輸出的_功率5實(shí)際功率：機(jī)械_時(shí)輸出的功率實(shí)際功率往往小于_：對(duì)機(jī)車的功率PFv，式中F為機(jī)車的牽引力，還是機(jī)車的合外力？考點(diǎn)一功的計(jì)算考點(diǎn)解讀1恒力做功的計(jì)算公式WFlcos ，其中F為恒力，l是物體相對(duì)地面的位移，而不是相對(duì)于和它接觸的物體的位移2變力做功的計(jì)算(1)用動(dòng)能定理WEk計(jì)算(2)當(dāng)變力做功的功率一定時(shí)，用功率和時(shí)間計(jì)算：WPt.(3)將變力做功轉(zhuǎn)化為恒力做功

5、3總功的計(jì)算：(1)先求物體所受的合外力，再求合外力的功；(2)先求每個(gè)力做的功，再求各力做功的代數(shù)和典例剖析例1如圖2所示，質(zhì)量為m的物體靜止在傾角為的斜面上，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，現(xiàn)使斜面水平向左勻速移動(dòng)距離l.圖2(1)摩擦力對(duì)物體做的功為(物體與斜面相對(duì)靜止) ()A0 Bmglcos Cmglsin cos Dmglsin cos (2)斜面對(duì)物體的彈力做的功為 ()A0 Bmglsin cos2 Cmglcos2 Dmglsin cos (3)重力對(duì)物體做的功為 ()A0 BmglCmgltan Dmglcos (4)斜面對(duì)物體做的功是多少？各力對(duì)物體所做的總功是多少？方法突

6、破求解恒力做功的流程圖 跟蹤訓(xùn)練1如圖3所示，水平路面上有一輛質(zhì)量為M的汽車，車廂中有一質(zhì)量為m的人正用力F向前推車廂圖3(1)當(dāng)車勻速向前行駛距離L的過程中，人推車的力做了多少功？人對(duì)車做了多少功？車對(duì)人做了多少功？(2)若車以加速度a向后行駛距離L的過程中，人推車的力做了多少功？人對(duì)車做了多少功？車對(duì)人做了多少功？考點(diǎn)二判斷功的正負(fù)考點(diǎn)解讀判斷正負(fù)功的方法(1)根據(jù)力的方向和位移的方向的夾角判斷功的正負(fù)(2)從能量角度入手，根據(jù)功是能量轉(zhuǎn)化的量度進(jìn)行判斷若有能量轉(zhuǎn)化，則必有力對(duì)物體做功此法既適用于恒力做功，也適用于變力做功(3)看力F與物體運(yùn)動(dòng)速度方向之間的夾角的大小若90°，則

7、力F不做功；若<90°，則力F做正功；若>90°，則力F做負(fù)功(或者說物體克服力F做功)此法常用于判斷曲線運(yùn)動(dòng)中力做功的情況典例剖析圖4例2如圖4所示，小物體位于光滑斜面上，斜面位于光滑的水平地面上從地面上看，在小物體沿斜面下滑過程中，斜面對(duì)物體的作用力 ()A不垂直接觸面，做功為零B垂直接觸面，做功為零C垂直接觸面，做功不為零D不垂直接觸面，做功不為零跟蹤訓(xùn)練2物體在合外力作用下做直線運(yùn)動(dòng)的vt圖象如圖5所示下列表述正確的是 ()A在01 s內(nèi)，合外力做正功圖5B在02 s內(nèi)，合外力總是做負(fù)功C在12 s內(nèi)，合外力不做功D在03 s內(nèi)，合外力總是做正功考點(diǎn)三功

8、率的兩個(gè)公式P和PFv的區(qū)別考點(diǎn)解讀1P是功率的定義式，PFv是功率的計(jì)算式2在計(jì)算中，P只能計(jì)算平均值，而PFv能計(jì)算平均值和瞬時(shí)值(1)若v是瞬時(shí)值，則計(jì)算出的功率是瞬時(shí)值(2)若v是平均值，則計(jì)算出的功率是平均值3應(yīng)用公式PFv時(shí)需注意(1)F與v方向在同一直線上時(shí)：PFv.(2)F與v方向有一夾角時(shí)：PFvcos .典例剖析圖6例3 如圖6所示，水平傳送帶正以v2 m/s的速度運(yùn)行，兩端水平距離l8 m，把一質(zhì)量m2 kg的物塊輕輕放到傳送 帶的A端，物塊在傳送帶的帶動(dòng)下向右運(yùn)動(dòng)若物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.1，不計(jì)物塊的大小，g取10 m/s2，則把這例4 個(gè)物塊從A端傳送到B端的

9、過程中，摩擦力對(duì)物塊做功的平均功率是多少？1 s時(shí)，摩擦力對(duì)物體做功的功率是多少？皮帶克服摩擦力做功的功率是多少？方法歸納計(jì)算功率的基本思路：1首先判斷待求的功率是瞬時(shí)功率還是平均功率2(1)平均功率的計(jì)算方法利用.利用Fcos .(2)瞬時(shí)功率的計(jì)算方法PFvcos ，v是t時(shí)刻的瞬時(shí)速度跟蹤訓(xùn)練3質(zhì)量為m的物體靜止在光滑水平面上，從t0時(shí)刻開始受到水平力的作用力的大小F與時(shí)間t的關(guān)系如圖7所示， 力的方向保持不變，則 ()圖7A3t0時(shí)刻的瞬時(shí)功率為B3t0時(shí)刻的瞬時(shí)功率為C在t0到3t0這段時(shí)間內(nèi)，水平力的平均功率為D在t0到3t0這段時(shí)間內(nèi)，水平力的平均功率為考點(diǎn)四機(jī)動(dòng)車兩種啟動(dòng)方式考

10、點(diǎn)解讀對(duì)機(jī)動(dòng)車等交通工具，在啟動(dòng)的時(shí)候，通常有兩種啟動(dòng)方式，即以恒定功率啟動(dòng)和以恒定加速度啟動(dòng)現(xiàn)比較如下：兩種方式以恒定功率啟動(dòng)以恒定加速度啟動(dòng)Pt圖和vt圖OA段過程分析vFaa不變F不變PFv直到P額Fv1運(yùn)動(dòng)性質(zhì)加速度減小的加速直線運(yùn)動(dòng)勻加速直線運(yùn)動(dòng)，維持時(shí)間t0AB段過程分析FF阻a0F阻vFa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FF阻a0以vm勻速運(yùn)動(dòng)特別提醒圖表中的v1為機(jī)車以恒定加速度啟動(dòng)時(shí)勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度，而vm為機(jī)車以額定功率運(yùn)動(dòng)時(shí)所能達(dá)到的最大速度典例剖析圖8例4在檢測(cè)某種汽車性能的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量為3×103 kg的汽車由靜止開始沿平直公路行駛，

11、達(dá)到的最大速度為40 m/s，利用傳感器測(cè)得此過程中不同時(shí)刻該汽車的牽引力F與對(duì)應(yīng)速度v，并描繪出如圖8所示的F圖象(圖線ABC為汽車由靜止到最大速度的全過程，AB、BO均為直線)假設(shè)該汽車行駛中所受的阻力恒定，根據(jù)圖線ABC，求：(1)該汽車的額定功率；(2)該汽車由靜止開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過35 s達(dá)到最大速度40 m/s，求其在BC段的位移跟蹤訓(xùn)練4質(zhì)量為m的汽車在平直路面上啟動(dòng)，啟動(dòng)過程的速度時(shí)間圖象如圖9所示從t1時(shí)刻起汽車的功率保持不變，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中汽車所受阻力恒為Ff，則 ()A0t1時(shí)間內(nèi)，汽車的牽引力等于m圖9Bt1t2時(shí)間內(nèi)，汽車的功率等于(mFf)v1C汽車運(yùn)動(dòng)的最大速度v2(

12、1)v1Dt1t2時(shí)間內(nèi)，汽車的平均速度小于13.求變力做功的方法例5某力F10 N作用于半徑R1 m的轉(zhuǎn)盤的邊緣上，力F的大小保持不變，但方向始終保持與作用點(diǎn)的切線方向一致，則轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中這個(gè)力F做的總功應(yīng)為 ()A0 B20 J C10 J D20 J例6用鐵錘將一鐵釘擊入木塊，設(shè)木塊對(duì)鐵釘?shù)淖枇εc鐵釘進(jìn)入木塊內(nèi)的深度成正比鐵錘擊打第一次后，能把鐵釘擊入木塊內(nèi)1 cm.則擊打第二次后，能擊入多少深度？(設(shè)鐵錘每次做功相等)方法提煉求變力功的幾種方法1微元法當(dāng)物體在變力的作用下做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，若力的方向與物體運(yùn)動(dòng)的切線方向之間的夾角不變，且力與位移的方向同步變化時(shí)，可用微元法將曲線分成無限

13、個(gè)小段，每一個(gè)小段可認(rèn)為是恒力做功，總功即為各個(gè)小段做功的代數(shù)和2平均力法如果參與做功的變力，其方向不變，而大小隨位移線性變化，則可求出平均力等效代入公式Wlcos 求解3圖象法如果參與做功的變力方向與位移方向始終一致而大小隨位移變化，我們可作出該力隨位移變化的圖象那么圖線與坐標(biāo)軸所圍成的面積，即為變力做的功4功率法用WPt求恒定功率下的變力(如汽車、輪船的牽引力)做功圖10跟蹤訓(xùn)練5如圖10所示，某人用大小不變的力F拉著放在光滑水平面上的物體，開始時(shí)與物體相連接的繩與水平面間的夾角是，當(dāng)拉力F作用一段時(shí)間后，繩與水平面間的夾角為.已知圖中的高度是h，求繩的拉力FT對(duì)物體所做的功假定繩的質(zhì)量、

14、滑輪質(zhì)量及繩與滑輪間的摩擦不計(jì)A組功的判斷與計(jì)算1物體沿直線運(yùn)動(dòng)的vt關(guān)系如圖11所示，已知在第1秒內(nèi)合外力對(duì)物體做的功為W，則 ()圖11A從第1秒末到第3秒末合外力做功為4WB從第3秒末到第5秒末合外力做功為2WC從第5秒末到第7秒末合外力做功為WD從第3秒末到第4秒末合外力做功為0.75W2一人乘電梯從1樓到20樓，在此過程中經(jīng)歷了先加速、后勻速、再減速的運(yùn)動(dòng)過程，則電梯支持力對(duì)人做功情況是 ()A加速時(shí)做正功，勻速時(shí)不做功，減速時(shí)做負(fù)功B加速時(shí)做正功，勻速和減速時(shí)做負(fù)功C加速和勻速時(shí)做正功，減速時(shí)做負(fù)功D始終做正功圖123. 如圖12所示，木板質(zhì)量為M，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，小木塊(可視為質(zhì)點(diǎn))的

15、質(zhì)量為m，水平地面光滑一根不計(jì)質(zhì)量的輕繩通過定滑輪分別與木板和小木塊連接，小木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，開始時(shí)小木塊靜止在木板左端現(xiàn)用水平向右的力將小木塊拉至木板右端，拉力至少做功為 ()A. B2mgL CmgL D(Mm)gLB組功率的計(jì)算及分析圖134 如圖13所示，汽車通過輕質(zhì)光滑的定滑輪，將一個(gè)質(zhì)量為m的物體從井中拉出，繩與汽車連接點(diǎn)距滑輪頂點(diǎn)高 A，開始時(shí)物體靜止，滑輪兩側(cè)的繩都豎直繃緊，汽車以v向右勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到跟汽車連接的細(xì)繩與水平方向的夾角為30°，則 ()A從開始到繩與水平方向的夾角為30°時(shí)，拉力做功mghB從開始到繩與水平方向的夾角為30°

16、;時(shí)，拉力做功mghmv2C在繩與水平方向的夾角為30°時(shí)，拉力功率為mgvD在繩與水平方向的夾角為30°時(shí)，拉力功率小于mgv5汽車以額定功率在平直公路上勻速行駛，在t1時(shí)刻司機(jī)減小了油門，使汽車的功率立即減小一半，并保持該功率繼續(xù)行駛，到t2時(shí)刻汽車又開始做勻速直線運(yùn)動(dòng)(設(shè)整個(gè)過程中汽車所受的阻力不變)，則在t1t2的這段時(shí)間內(nèi) ()A汽車的加速度逐漸減小 B汽車的加速度逐漸增大C汽車的速度逐漸減小 D汽車的速度逐漸增大課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練(限時(shí)：45分鐘)一、選擇題圖11如圖1所示，木板OA水平放置，長(zhǎng)為L(zhǎng)，在A處放置一個(gè)質(zhì)量為m的物體，現(xiàn)繞O點(diǎn)緩慢抬高A端，直到當(dāng)木板轉(zhuǎn)到與

17、水平面成 角時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)(位置A)這時(shí)物體受到一個(gè)微小的干擾便開始 緩慢勻速下滑，物體回到O點(diǎn)，在整個(gè)過程中 ()A支持力對(duì)物體做的總功為mgLsin B摩擦力對(duì)物體做的總功為零C木板對(duì)物體做的總功為零D木板對(duì)物體做的總功為正功2豎直上拋一球，球又落回原處，已知空氣阻力的大小正比于球的速度，則下列說法中正確的是 ()A球在上升過程中克服重力做的功大于下降過程中重力做的功B球在上升過程中克服重力做的功等于下降過程中重力做的功C球在上升過程中克服重力做功的平均功率大于下降過程中重力做功的平均功率D球在上升過程中克服重力做功的平均功率等于下降過程中重力做功的平均功率3一輛汽車以功率P1在平直公路上勻速

18、行駛，若駕駛員突然減小油門，使汽車的功率減小為P2并繼續(xù)行駛?cè)粽麄€(gè)過程中阻力恒定不變，此后汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力將 ()A保持不變 B不斷減小C先減小，后保持不變 D先增大，后保持不變圖24用起重機(jī)提升貨物，貨物上升過程中的vt圖象如圖2所示，在t3 s到t5 s內(nèi)，重力對(duì)貨物做的功為W1、繩索拉力對(duì)貨物做的功為W2、貨物所受合力做的功為W3，則 ()AW1>0 BW2<0 CW2>0 DW3<05放在粗糙水平面上的物體受到水平拉力的作用，在06 s內(nèi)其速度與時(shí)間的圖象和該拉力的功率與時(shí)間的圖象分別如圖3甲、乙所示下列說法正確的是 ()甲乙圖3A06 s內(nèi)物體的位移大小為3

19、0 mB06 s內(nèi)拉力做的功為70 JC合外力在06 s內(nèi)做的功與02 s內(nèi)做的功相等D滑動(dòng)摩擦力的大小為5 N圖46如圖4所示為某中學(xué)科技小組制作的利用太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)小車的裝置當(dāng)太陽(yáng)光照射到小車上方的光電板時(shí)，光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)小車前進(jìn)若質(zhì)量為m的小車在平直的水泥路上從靜止開始沿直線加速行駛，經(jīng)過時(shí)間t前進(jìn)的距離為s，且速度達(dá)到最大值vm.設(shè)這一過程中電動(dòng)機(jī)的功率恒為P，小車所受阻力恒為F，那么這段時(shí)間內(nèi) ()A小車做勻加速運(yùn)動(dòng)B小車受到的牽引力逐漸增大C小車受到的合外力所做的功為PtD小車受到的牽引力做的功為Fsmv7機(jī)車從靜止開始沿平直軌道做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所受的阻力始終不變，在

20、此過程中，下列說法正確的是 ()A機(jī)車輸出功率逐漸增大B機(jī)車輸出功率不變C在任意兩相等的時(shí)間內(nèi)，機(jī)車動(dòng)能變化相等D在任意兩相等的時(shí)間內(nèi)，機(jī)車速度變化的大小相等8運(yùn)動(dòng)員跳傘將經(jīng)歷加速下降和減速下降兩個(gè)過程，將人和傘看成一個(gè)系統(tǒng)，在這兩個(gè)過程中，下列說法正確的是 ()A阻力對(duì)系統(tǒng)始終做負(fù)功B系統(tǒng)受到的合外力始終向下C重力做功使系統(tǒng)的重力勢(shì)能增加D任意相等的時(shí)間內(nèi)重力做的功相等9.如圖5所示，在外力作用下某質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的vt圖象為正弦曲線，從圖中可以判斷，以下說法錯(cuò)誤的是 ()A在0t2時(shí)間內(nèi)，外力做正功B在t1t2時(shí)間內(nèi)，外力的功率先增大后減小圖5C在t3時(shí)刻，外力的功率最大D在t1t3時(shí)間內(nèi)，外力做

21、的總功為0圖610.如圖6所示，A、B疊放著，A用繩系在固定的墻上，用力F將B 拉著右移用FT、FAB和FBA分別表示繩子的拉力、A對(duì)B的摩擦力和B對(duì)A的摩擦力，則下列敘述中正確的是 ()AF做正功，F(xiàn)AB做負(fù)功，F(xiàn)BA做正功，F(xiàn)T不做功BF和FBA做正功，F(xiàn)AB和FT做負(fù)功CF做正功，其他力都不做功DF做正功，F(xiàn)AB做負(fù)功，F(xiàn)BA和FT都不做功二、非選擇題11質(zhì)量m3 kg的物體，受到與斜面平行向下的拉力F10 N，沿固定斜面下滑距離l2 m，斜面傾角30°，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù).求各力對(duì)物體所做的功以及力對(duì)物體所做的總功(g取10 m/s2)121.3 L夏利N3轎車發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率為63 kW，汽車滿載質(zhì)量為1 225 kg，最高車速是165 k