2024届高考物理一轮总复习第五章机械能第1节功和功率课件

这是一份2024届高考物理一轮总复习第五章机械能第1节功和功率课件，共45页。PPT课件主要包含了第1节功和功率，力的方向，计算公式，Flcosα，功的正负，不做功，Fv·cosα，图5-1-1，A力C动能，B功D电场强度等内容，欢迎下载使用。

1.定义：一个物体受到力的作用，如果在__________上发生了一段位移，就说这个力对物体做了功.2.必要因素：力和物体在__________上发生的位移.3.物理意义：功是能量转化的________.
(1)恒力 F 的方向与位移 l 的方向一致时：W＝________.(2)恒力 F 的方向与位移 l 的方向成某一夹角α时：W＝______.
二、功率1.功率：描述做功________的物理量.2.定义：功跟完成功所用________的比值叫做功率.3.功率的计算.(1)P＝______，只能计算 t 时间内的平均功率.(2)P＝________.若 v 为平均速度，则 P 为平均功率；若 v 为瞬时速度，则 P 为瞬时功率；α表示 F 与 v 的夹角.
【基础自测】1.判断下列题目的正误.(1)一个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物体的运
(2)作用力做正功时，反作用力一定做负功.(
(3) 力对物体做功的正负是由力和位移间的夹角大小决定
)(4)汽车上坡时换成低挡位，其目的是减小速度得到较大的牵
(5)合力的功等于各力功的矢量和.(答案：(1)√ (2)× (3)√ (4)√
2.如图 5-1-1 所示的 a、b、c、d 中，质量为 M 的物体甲受到相同的恒力 F 的作用，在力 F 作用下使物体甲在水平方向移动相同的位移.μ表示物体甲与水平面间的动摩擦因数，乙是随物体甲一起运动的小物块，比较物体甲移动的过程中力 F 对甲所做的功的
大小，下列选项正确的是(
B.Wd 最大D.四种情况一样大
A.Wa 最小C.Wa＜Wc答案：D
解析：根据功的定义式 W＝Fx 可知 J＝N·m，则有 ＝
3.(2022 年浙江卷)单位为 J/m 的物理量是(
J N·mm m
N，因 N 是力的单位，故单位为 J/m 的物理量是力.答案：A
4.如图 5-1-2 所示，一个质量为 m 的小球以初速度 v0 水平抛出，当小球速度与水平方向的夹角为 53°时，重力加速度取 g，
sin 53°＝0.8，cs 53°＝0.6，重力的瞬时功率为(图 5-1-2
热点 1 功的理解与计算[热点归纳]
1.判断力是否做功及做正、负功的方法.
2.恒力做功的计算方法.
考向 1 功的计算【典题 1】(多选，2021 年广东六校联考)如图 5-1-3 所示，质量为 m 的物体静止在粗糙的水平面上，现分别用恒力 F1、F2 将该物体以相同的加速度移动相同的位移 s，已知物体与水平面间的摩
擦因数都为μ，下列说法正确的是(A.拉力 F1 一定大于 F2B.拉力 F1 可能小于 F2
C.拉力 F1 做的功一定大于拉力 F2 做的功D.拉力 F1 做的功可能小于拉力 F2 做的功
考向 2 正负功的判断【典题 2】(2020 年广东佛山月考)如图 5-1-4 所示，光滑的水平面上放着一辆小车，站在小车上的人拉系在墙壁上的水平绳子，
使小车和人一起向右加速移动.则下列说法正确的是(A.绳子的拉力对人做了负功B.绳子的拉力对小车做了正功C.小车对人的摩擦力对人做了正功
D.人对小车的摩擦力对小车做了正功
解析：人受到绳子的拉力与人的位移方向相同，所以绳子的拉力对人做正功.由于拉力未作用在小车上，所以拉力对小车不做功，故 A、B 错误.小车对人的摩擦力方向向左，则小车对人的摩擦力对人做负功，故 C 错误.人对小车的静摩擦力方向向右，则静摩擦力对小车做正功，故 D 正确.所以 D 正确.
热点 2 功率的分析和计算[热点归纳]
考向 1 平均功率【典题 3】(2022 年广东联考)张家界武陵源景区内的百龙天梯以“最高户外电梯”荣誉而被载入吉尼斯世界纪录，是自然美景和人造奇观的完美结合.某游客乘坐百龙天梯竖直上山过程中的v-t 图像如图5-1-5所示，若游客的质量为 m，重力加速度大小为g，
则该过程中游客克服重力做功的平均功率为(
力在 C 点和 D 点的瞬时功率之比
考向 2 瞬时功率【典题 4】(2022 年广东深圳模拟)如图 5-1-6 所示，长为 L 的轻质细绳一端固定在天花板上的 O 点，另一端拴一质量为 m 的小球.刚开始细绳处于水平位置，现将小球由静止释放，细绳从水平位置运动到竖直位置，在此过程中小球沿圆弧从 A 点运动到 B 点，C 点、D 点是圆弧的两个三等分点，不计空气和 O 点阻力，则重
解析：如图 D26 所示.设 OA 与 OC 的夹角为θ1.的瞬时功率 PC＝mgvC cs θ1，联立解得 PC＝
热点 3 机车的启动运行[热点归纳]
1.两种启动方式的比较.
【典题 5】(2021 年重庆质检)一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前 5 s 内做匀加速直线运动，5 s 末达到额定功率，之后保持以额定功率运动，其 v-t 图像如图 5-1-7 所示.已知汽车的质量为 m＝1×103 kg，汽车受到地面的阻力为车重的
0.1 倍，g 取 10 m/s2，则以下说法正确的是(A.汽车在前 5 s 内的牵引力为 5×102 NB.汽车速度为 25 m/s 时的加速度为 5 m/s2C.汽车的额定功率为 100 kWD.汽车的最大速度为 80 m/s
解析：由图像可知匀加速直线运动的加速度为 a＝
4 m/s2，根据牛顿第二定律可得 F－f＝ma，解得牵引力为 F＝f＋ma＝5×103 N，故 A 错误.汽车的额定功率为 P＝Fv＝100 kW，当汽车的速
求力做功时，一定要注意分析是求恒力做的功还是变力做的
功，如果是求变力做的功，还有以下 5 种方法.
模型一 图像法【典题 6】一物体所受的力 F 随位移 x 变化的图像如图 5-1-8
所示，求在这一过程中，力 F 对物体做的功为(图 5-1-8
解析：力 F 对物体做的功等于 x 轴上方梯形“面积”所表示的正功与 x 轴下方三角形“面积”所表示的负功的代数之和.W1＝
物体做的功为 W＝7 J－1 J＝6 J.B 正确.答案：B
力 F 随位移 x 变化的图像中，图像与坐标轴所围
成图形的面积等于力做的功，结合图像特点知，前 5 m 内力做的功与前 3 m 内力做功相同.
模型二 “平均力”求变力做功【典题 7】(2020 年江苏模拟)当前，我国某些贫困地区的日常用水仍然依靠井水.某同学用水桶从水井里提水，井内水面到井口的高度为 20 m.水桶离开水面时，桶和水的总质量为 10 kg.由于水桶漏水，在被匀速提升至井口的过程中，桶和水的总质量随着上升距离的变化而变化，其关系如图 5-1-9 所示.水桶可以看成质点，不计空气阻力，重力加速度 g 取 10 m/s2.由图像可知，在提水的整
个过程中，拉力对水桶做的功为(
解析：由于水桶匀速上升，故拉力等于水桶重力.由于水和水桶的质量随位移均匀减小.故拉力与位移满足线性关系，所以可用平均力法进行求解变力做功.F1＝m1g＝100 N，F2＝m2g＝80 N，则
模型三 微元法【典题8】(2021 年山东济南质检)如图 5-1-10 所示，一质量为m＝0.1 kg 的小方块(可视为质点)系在一伸直的轻绳一端，绳的另一端固定在摩擦因数μ＝0.2 的粗糙水平面上，绳长 r＝1 m.给小方以绳长为半径做圆周运动，重力加速度为 g 取 10 m/s2，当小方块
恰好运动一周时，绳子拉力为(
B.0.8π ND.0.2π N
A.π NC.0.4π N答案：D
【典题 9】人在 A 点拉着绳通过一定滑轮吊起质量 m＝50 kg的物体，如图 5-1-11 所示，开始时绳与水平方向的夹角为 60°.当人匀速提起物体由 A 点沿水平方向运动 L＝2 m 而到达 B 点时，绳与水平方向成 30°角.则人对绳的拉力做了多少功？(g 取 10 m/s2)