2021届高考物理一轮复习 第五章 机械能 第1讲 功和功率教学案 沪科版.doc

-21-第五章机械能[高考备考导航]知识内容学科素养考向指导1.功和功率物理观念(能量观念)1.所涉题型：既有选择题，又有实验题，还可能是计算题，试题情景新颖，难度中等偏上。2.常考热点：做功和功率问题，动能定理的应用，功能关系，机械能守恒定律与动量知识，以及曲线运动的综合等。3.常用物理思想方法：物理模型法、图象法、分析推理、数理结合法等。2.动能和动能定理(1)物理观念(能量观念)(2)科学思维(科学推理)3.重力做功与重力势能(1)物理观念(能量观念)(2)科学思维(科学推理)4.功能关系、机械能守恒定律及其应用(1)物理观念(能量观念)(2)科学思维(科学推理)5.实验：验证机械能守恒定律(1)科学探究(2)科学态度与责任第1讲功和功率知识排查知识点一功1.定义：一个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生了一段位移，就说这个力对物体做了功。2.做功的两个要素(1)作用在物体上的力；(2)物体在力的方向上发生的位移。3.公式：W＝Flcos____α。如图1所示。图1(1)α是力与位移方向之间的夹角，l为力的作用点的位移。(2)该公式只适用于恒力做功。4.功的正负(1)当0°≤α＜90°时，W＞0，力对物体做正功。(2)当α＝90°时，W＝0，力对物体不做功。(3)当90°＜α≤180°时，W＜0，力对物体做负功，或者说物体克服这个力做了功。知识点二功率1.定义：功与完成这些功所用时间的比值。2.物理意义：描述力对物体做功的快慢。3.公式(1)P＝eq\f(W,t)，P为时间t内的平均功率。(2)P＝Fvcos____α(α为F与v的夹角)①v为平均速度，则P为平均功率。②v为瞬时速度，则P为瞬时功率。4.额定功率与实际功率(1)额定功率：动力机械正常工作时输出的最大功率。(2)实际功率：动力机械实际工作时输出的功率，要求小于或等于额定功率。小题速练1.思考判断(1)如果一个力阻碍了物体的运动，则这个力一定对物体做负功。()(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的。()(4)滑动摩擦力可能做负功，也可能做正功；静摩擦力对物体一定做负功。()(5)汽车上坡时换成低挡位，其目的是减小速度得到较大的牵引力。()答案(1)√(2)×(3)√(4)×(5)√2.(2019·北京昌平区统考)如图2所示，质量为60kg的某同学在做引体向上运动，从双臂伸直到肩部与单杠同高度算1次，若他在1分钟内完成了10次，每次肩部上升的距离均为0.4m，则他在1分钟内克服重力所做的功及相应的功率约为()图2A.240J，4WB.2400J，2400WC.2400J，40WD.4800J，80W解析他每次引体向上克服重力所做的功为W1＝mgh＝60×10×0.4J＝240J，他在1分钟内克服重力所做的功为W＝10W1＝10×240J＝2400J，相应的功率约为P＝eq\f(W,t)＝40W，选项C正确。答案C3.(多选)关于功率公式P＝eq\f(W,t)和P＝Fv的说法正确的是()A.由P＝eq\f(W,t)知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率B.由P＝Fv既能求某一时刻的瞬时功率，也可以求平均功率C.由P＝Fv知，随着汽车速度增大，它的功率也可以无限增大D.由P＝Fv知，当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比解析P＝eq\f(W,t)只适用于求平均功率，P＝Fv虽是由前者推导得出，但可以用于求平均功率和瞬时功率，选项A错误，B正确；汽车运行时不能长时间超过额定功率，故随着汽车速度的增大，它的功率并不能无限制的增大，选项C错误；当功率一定时，速度越大，牵引力越小；速度越小，牵引力越大，故牵引力与速度成反比，选项D正确。答案BD功的分析与计算考向1正、负功的判断及恒力做功的计算判断力是否做功及做正、负功的方法恒力的功依据F的方向与位移l的方向间的夹角α来判断曲线运动中的功依据F的方向与速度v的方向间的夹角α来判断：(1)0°≤α<90°时，力对物体做正功；(2)90°<α≤180°时，力对物体做负功；(3)α＝90°时，力对物体不做功能量变化时的功功是能量转化的量度，若有能量转化，则必有力对物体做功。此法常用于判断两个相联系的物体之间的相互作用力做功的判断2.恒力做功的计算方法3.合力做功的计算方法方法一：先求合力F合，再用W合＝F合lcosα求功。方法二：先求各个力做的功W1、W2、W3…，再应用W合＝W1＋W2＋W3＋…求合力做的功。教材引领[人教版必修2·P58]1.[人教版必修2·P59·T1]图7.2－8表示物体在力F的作用下在水平面上发生了一段位移x，分别计算三种情形下力F对物体做的功。设这三种情形下力F和位移x的大小都相同：F＝10N，x＝2m