(通用版)2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 第27課時(shí) 功和功率(雙基落實(shí)課)講義(含解析).doc
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考 綱 要 求考 情 分 析功和功率1.命題規(guī)律近幾年高考對(duì)該部分內(nèi)容既有單獨(dú)考查,也有與牛頓運(yùn)動(dòng)定律、曲線運(yùn)動(dòng)、電磁學(xué)等內(nèi)容相結(jié)合的綜合考查,對(duì)該部分內(nèi)容單獨(dú)考查的題目多為選擇題。2.考查熱點(diǎn)將該部分內(nèi)容與其他知識(shí)綜合,與實(shí)際生產(chǎn)、生活和現(xiàn)代科技相結(jié)合進(jìn)行命題的趨勢(shì)較強(qiáng),在復(fù)習(xí)中應(yīng)側(cè)重對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解和應(yīng)用。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)五:探究動(dòng)能定理實(shí)驗(yàn)六:驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律第27課時(shí)功和功率(雙基落實(shí)課)點(diǎn)點(diǎn)通(一)功的理解和正負(fù)判斷1做功兩因素:力和物體在力的方向上發(fā)生的位移。2公式:WFlcos 。(1)是力與位移方向之間的夾角,l是物體對(duì)地的位移。(2)該公式只適用于恒力做功。3功的正負(fù)的判斷方法恒力的功依據(jù)力與位移方向的夾角來判斷曲線運(yùn)動(dòng)中的功依據(jù)力與速度方向的夾角來判斷,當(dāng)090時(shí),力對(duì)物體做正功;當(dāng)90gtan 時(shí),摩擦力沿斜面向下,摩擦力與位移夾角小于90,則做正功;當(dāng)aB解析:選DA、B落地時(shí)的速度大小相同,方向不同,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;因B落地時(shí)豎直速度較大,由Pmgv豎可知,PBPA,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;重力做功取決于豎直方向上的高度差,故重力對(duì)A、B做的功均為mgh,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;因B從被拋出到落地所用時(shí)間較長(zhǎng),故AB,選項(xiàng)D正確。2.如圖所示,一長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿一端固定在光滑鉸鏈上,另一端固定一質(zhì)量為m的小球。一水平向右的拉力F作用于桿的中點(diǎn),使桿以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)桿與水平方向成60角時(shí),拉力的功率為()AmgL B.mgLC.mgL D.mgL解析:選C由能量的轉(zhuǎn)化與守恒可知:拉力的功率等于小球克服重力做功的功率,即PFPGmgvymgvcos 60mgL,故C正確。3.(多選)(2019南昌模擬)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。水平力的大小F與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示,水平力的方向保持不變,下列說法正確的是()A3t0時(shí)刻水平力的瞬時(shí)功率為B3t0時(shí)刻水平力的瞬時(shí)功率為C在03t0時(shí)間內(nèi),水平力的平均功率為D在03t0時(shí)間內(nèi),水平力的平均功率為解析:選BD根據(jù)題圖可知,在02t0時(shí)間內(nèi)的加速度a1,2t0時(shí)刻的速度v2a12t0t0,02t0時(shí)間內(nèi)位移x12t0t02,故02t0時(shí)間內(nèi)水平力做的功W1F0x1t02;在2t03t0時(shí)間內(nèi)的加速度a2,3t0時(shí)刻的速度v3v2a2t0t0,故3t0時(shí)刻水平力的瞬時(shí)功率P33F0v3,在2t03t0時(shí)間內(nèi)位移x2t0,故2t03t0時(shí)間內(nèi)水平力做的功W23F0x2,因此在03t0時(shí)間內(nèi)水平力的平均功率P,故B、D正確。 融會(huì)貫通求解功率時(shí)應(yīng)注意的問題(1)首先要明確所求功率是平均功率還是瞬時(shí)功率。(2)平均功率與一段時(shí)間(或過程)相對(duì)應(yīng),計(jì)算時(shí)應(yīng)明確是哪個(gè)力在哪段時(shí)間(或過程)內(nèi)做功的平均功率。(3)瞬時(shí)功率計(jì)算時(shí)應(yīng)明確是哪個(gè)力在哪個(gè)時(shí)刻(或狀態(tài))的功率。點(diǎn)點(diǎn)通(四)機(jī)車啟動(dòng)問題1以恒定功率啟動(dòng)的運(yùn)動(dòng)過程分析2以恒定加速度啟動(dòng)的運(yùn)動(dòng)過程分析3兩類啟動(dòng)的圖像比較小題練通1質(zhì)量為m的汽車,啟動(dòng)后沿平直路面行駛,如果發(fā)動(dòng)機(jī)的功率恒為P,且行駛過程中受到的摩擦阻力大小一定,汽車速度能夠達(dá)到的最大值為v,那么當(dāng)汽車的速度為時(shí),汽車的瞬時(shí)加速度的大小為()A. B.C. D.解析:選C當(dāng)汽車牽引力等于阻力時(shí),速度最大,則阻力Ff,當(dāng)速度為時(shí),牽引力F,由牛頓第二定律得FFfma,解得a,選項(xiàng)C正確。2.(2019廣西檢測(cè))一輛汽車在平直的公路上以某一初速度運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程中保持恒定的牽引功率,其加速度a和速度的倒數(shù)圖像如圖所示。若已知汽車的質(zhì)量,則根據(jù)圖像所給的信息,不能求出的物理量是()A汽車的功率B汽車行駛的最大速度C汽車所受到的阻力D汽車運(yùn)動(dòng)到最大速度所需的時(shí)間解析:選D由牛頓第二定律得FFfma,PFv可得:a,對(duì)應(yīng)題圖圖線可知,|k|40 m2s3,已知汽車的質(zhì)量,故可求出汽車的功率P,由a0時(shí)0.05 m1s,可得汽車行駛的最大速度為vm20 m/s,再由vm,可求出汽車受到的阻力Ff,但無法求出汽車運(yùn)動(dòng)到最大速度的時(shí)間。故D不能求出。3在港珠澳大橋6.7千米海底隧道的兩端各建有一個(gè)人工島,兩人工島及隧道路面可簡(jiǎn)化成如圖所示,各部分的長(zhǎng)度已在圖中標(biāo)出,其中傾斜路面與水平路面之間有一小段圓弧連接,重力加速度為g。(1)假設(shè)汽車在傾斜路面上運(yùn)動(dòng)所受阻力和在水平路面上運(yùn)動(dòng)所受阻力相等。若汽車關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后剛好能夠從左側(cè)傾斜路面向下勻速運(yùn)動(dòng),求汽車關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)以速度v0從左側(cè)傾斜路面的最高點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)后,能夠在水平路面上運(yùn)動(dòng)的距離s(sL2);(2)已知質(zhì)量為m、額定功率為P的汽車在水平路面上行駛的最大速度為vm1,若汽車在水平路面上以加速度a勻加速啟動(dòng),求汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;(3)已知質(zhì)量為m、額定功率為P的汽車在圖中右側(cè)傾斜路面上向上行駛的最大速度為vm2,求汽車以額定功率在右側(cè)傾斜路面上向上行駛速度為v1(v1vm2)時(shí)的加速度大小。解析:(1)設(shè)左側(cè)傾斜路面與水平路面的夾角為,由共點(diǎn)力的平衡條件可得汽車在左側(cè)傾斜路面上運(yùn)動(dòng)所受的阻力大小f1mgsin ,sin 汽車運(yùn)動(dòng)到水平路面時(shí)速度為v0,由動(dòng)能定理得f1s0mv02,聯(lián)立解得s。(2)汽車啟動(dòng)過程中達(dá)到最大速度vm1時(shí),牽引力等于阻力,則Pf2vm1,解得阻力f2;設(shè)在勻加速啟動(dòng)過程中,汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的牽引力為F、達(dá)到額定功率時(shí)的速度為v、時(shí)間為t,則PFv,vat,F(xiàn)f2ma聯(lián)立解得t。(3)由PF阻vm2(F阻包含重力沿斜面向下的分力)解得阻力F阻當(dāng)汽車速度為v1時(shí)牽引力F1由牛頓第二定律有F1F阻ma1聯(lián)立解得a1。答案:(1)(2)(3)融會(huì)貫通(1)無論哪種啟動(dòng)過程,汽車的最大速度都等于其勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度,即vm(式中Fmin為最小牽引力,其值等于阻力F阻)。(2)汽車以恒定加速度啟動(dòng)的運(yùn)動(dòng)過程中,勻加速過程結(jié)束時(shí),功率最大,但速度不是最大,vvm。(3)汽車啟動(dòng)問題常用動(dòng)能定理解決,PtF阻xEk,只有以恒定加速度啟動(dòng)剛開始的一段時(shí)間可以利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式。1力對(duì)物體是否做功,關(guān)鍵看力與物體的位移方向間的夾角,只要夾角不等于90 就做功。2斜面對(duì)物體的支持力垂直于斜面,但不一定垂直于物體的位移,故斜面對(duì)物體的支持力可能做功。3作用力與反作用力等大反向,而作用力與反作用力做的功并不一定一正一負(fù)、大小相等,實(shí)際上二者沒有必然聯(lián)系。4瞬時(shí)功率PFvcos ,而發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力的功率PFv,因?yàn)槠嚨臓恳Ψ较蚺c汽車運(yùn)動(dòng)方向相同,cos 1。5汽車勻加速啟動(dòng)過程的末速度一定小于汽車所能達(dá)到的最大速度。 課堂綜合訓(xùn)練1.(2019白銀模擬)如圖所示,小物塊甲從豎直固定的光滑圓弧軌道頂端由靜止滑下,軌道半徑為R,圓弧底端切線水平。小物塊乙從高為R的光滑斜面頂端由靜止滑下。下列判斷正確的是()A兩物塊到達(dá)底端時(shí)速度相同B兩物塊運(yùn)動(dòng)到底端的過程中重力做功相同C兩物塊到達(dá)底端時(shí)動(dòng)能相同D兩物塊到達(dá)底端時(shí),重力對(duì)乙做功的瞬時(shí)功率大于重力對(duì)甲做功的瞬時(shí)功率解析:選D兩物塊下落的高度相同,根據(jù)動(dòng)能定理,有mgRmv2,解得v,可知兩物塊到達(dá)底端時(shí)的速度大小相等,但方向不同,A錯(cuò)誤;兩物塊的質(zhì)量大小關(guān)系不確定,故無法判斷兩物塊運(yùn)動(dòng)到底端時(shí)重力做的功及動(dòng)能是否相同,B、C錯(cuò)誤;在底端時(shí),重力對(duì)甲做功的瞬時(shí)功率為零,重力對(duì)乙做功的瞬時(shí)功率大于零,D正確。2.某物體在變力F作用下沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng),物體的質(zhì)量m10 kg,F(xiàn)隨物體的坐標(biāo)x的變化情況如圖所示。若物體從坐標(biāo)原點(diǎn)由靜止出發(fā),不計(jì)一切摩擦。借鑒教科書中學(xué)習(xí)直線運(yùn)動(dòng)時(shí),由v t圖像求位移的方法,結(jié)合其他所學(xué)知識(shí),根據(jù)如圖所示的Fx圖像,可求出物體運(yùn)動(dòng)到x16 m時(shí)的速度大小為()A3 m/s B4 m/sC2 m/s D. m/s解析:選C力F在運(yùn)動(dòng)過程中所做的總功WF(48)10 J10(1612)J40 J,由動(dòng)能定理得WFmv20,解得物體運(yùn)動(dòng)到x16 m 處的速度大小為v2 m/s,C正確。3.用水平力F拉著一物體在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),某時(shí)刻將力F隨時(shí)間均勻減小,物體所受的摩擦力隨時(shí)間的變化如圖中實(shí)線所示,下列說法中正確的是()AF做功的功率是從t1時(shí)刻開始減小的,t2時(shí)刻F做功的功率剛好變?yōu)榱鉈F做功的功率是從t1時(shí)刻開始減小的,t3時(shí)刻F做功的功率剛好變?yōu)榱鉉F做功的功率是從t2時(shí)刻開始減小的,并且在t2時(shí)刻直接變?yōu)榱鉊F做功的功率是從t2時(shí)刻開始減小的,t3時(shí)刻F做功的功率剛好變?yōu)榱憬馕觯哼xA 由題圖可知,在t2時(shí)刻,物體所受摩擦力發(fā)生突變,顯然是由原先的滑動(dòng)摩擦力突變?yōu)殪o摩擦力,因此,從t2時(shí)刻起,物體開始處于靜止?fàn)顟B(tài),由功率PFv可知,t2時(shí)刻F做功的功率剛好變?yōu)榱?,故選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤;由題圖可知,物體受到的滑動(dòng)摩擦力為f,開始時(shí)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),可知此時(shí)Ff,即F的最大值為f,t2t3時(shí)間內(nèi),物體處于靜止?fàn)顟B(tài),可知FFf,因?yàn)镕均勻減小,結(jié)合題圖可知F在t1時(shí)刻開始減小;即F做功的功率從t1時(shí)刻開始減小,故選項(xiàng)A正確,C錯(cuò)誤。4一起重機(jī)的鋼繩由靜止開始勻加速提起質(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,以后起重機(jī)保持該功率不變,繼續(xù)提升重物,直到以最大速度v2勻速上升,重物上升的高度為h。則整個(gè)過程中,下列說法正確的是()A鋼繩的最大拉力為B鋼繩的最大拉力為mgC重物做勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度為D重物做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度為g解析:選D重物向上加速過程處于超重狀態(tài),鋼繩拉力大于mg,勻速運(yùn)動(dòng)階段鋼繩的拉力為mg,故A、B錯(cuò)誤;重物勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度不是運(yùn)動(dòng)的最大速度,此時(shí)鋼繩對(duì)重物的拉力大于mg,故其速度小于,故C錯(cuò)誤;重物勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度為v1,此時(shí)的拉力為F,由牛頓第二定律得:ag,故D正確。5汽車質(zhì)量為m, 輸出功率恒為P, 沿平直公路前進(jìn)距離x的過程中, 其速度由v1增至最大速度v2,假設(shè)汽車在運(yùn)動(dòng)過程中所受阻力恒定, 則汽車通過距離x所用的時(shí)間為多少?解析:牽引力做功W等于汽車增加的動(dòng)能Ek與克服摩擦力所做的功Wf之和即WEkWf其中Ekmv22mv12速度達(dá)到最大值v2時(shí),牽引力等于摩擦力Ff由PFv2Ffv2得:Ff克服摩擦力所做的功: WfFfxWmv22mv12由于汽車以恒定功率P行駛,WPt所以經(jīng)歷的時(shí)間t。答案:- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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