浙江2019高考物理二轮复习专题二能量和动量第1讲功功率与动能定理课件.ppt
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1、第1讲 功 功率与动能定理,专题二 能量和动量,内容索引,考点一 功和能基本概念及规律辨析,考点二 功率的分析与计算,考点三 动能定理的应用,考点四 动力学和能量观点的综合应用,功和能基本概念及规律辨析,考点一,1.功的正负:由WFlcos ,90,力对物体做负功. 2.恒力做功的计算方法,1 基础知识梳理,3.变力做功:变力做功的求解要注意问题的正确转化,如将变力转化为恒力,利用Fl图象曲线下的面积求功,利用WPt计算,也可应用动能定理或功能关系等方法求解.,4.总功的计算 (1)先求物体所受的合外力,再求合外力做的功; (2)先求每个力做的功,再求各功的代数和. 5.机械能 (1)机械能包
2、括动能、重力势能和弹性势能; (2)重力势能:重力做正功,重力势能就减小,重力做负功,重力势能就增加,即WGEp; (3)弹性势能:弹力做正功,弹性势能就减小,弹力做负功,弹力势能就增加,伸长量与缩短量相等时,弹性势能相同.,1.正、负功的判断(2018温州市期中)载人飞行包是一个单人低空飞行装置,如图1所示,其发动机使用汽油作为燃料提供动力,可以垂直起降,也可以快速前进,若飞行包(包括人)在竖直匀速降落的过程中(空气阻力不可忽略),下列说法正确的是 A.发动机对飞行包(包括人)做正功 B.飞行包(包括人)的重力做负功 C.空气阻力对飞行包(包括人)做负功 D.飞行包(包括人)的合力做负功,答
3、案,2 基本题目训练,图1,解析,解析 飞行包(包括人)在竖直匀速降落的过程中,发动机的动力向上,则发动机对飞行包(包括人)做负功,故A错误. 高度下降,飞行包(包括人)的重力做正功,故B错误. 空气阻力竖直向上,与位移方向相反,则空气阻力对飞行包(包括人)做负功,故C正确. 飞行包匀速运动,合力为零,则飞行包的合力不做功,故D错误.,2.做功的分析如图2所示,坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m,在与水平面成角的恒定拉力F作用下,沿水平地面向右移动了一段距离l.已知雪橇与地面间的动摩擦因数为,雪橇受到的 A.支持力做功为mgl B.重力做功为mgl C.拉力做功为Flcos D.滑动摩擦力做功为
4、mgl,答案,图2,解析,解析 对坐在雪橇上的人与雪橇整体进行受力分析,可知雪橇受到的支持力FNmgFsin ,滑动摩擦力FfFN(mgFsin ),由功的定义式可知,支持力做的功为零,重力做的功也为零,选项A、B错误; 滑动摩擦力做功WfFfll(mgFsin ),选项D错误; 拉力做功为Flcos ,选项C正确.,3.重力势能(2018浙江4月选考13)如图3所示,一根绳的两端分别固定在两座猴山上的A、B处,A、B两点水平距离为16 m,竖直距离为2 m,A、B间绳长为20 m.质量为10 kg的猴子抓住套在绳上的滑环从A处滑到B 处.以A点所在水平面为参考平面,猴子在滑行过程中重力势能最
5、小值约为(绳处于拉直状态) A.1.2103 J B.7.5102 J C.6.0102 J D.2.0102 J,答案,解析,图3,解析 重力势能最小的点为最低点,结合“同绳同力”可知,在最低点时,两侧绳子与水平方向夹角相同,记为, 设右边绳子长为a,则左边绳长为20a. 由几何关系得:20cos 16; asin (20a)sin 2,猴子的重心比绳子最低点大约低0.5 m, 所以在最低点的重力势能约为750 J,故选B.,4.机械能守恒(2018绍兴市选考诊断)“神舟十一号”飞船在发射至返回的过程中,哪个阶段中返回舱的机械能是守恒的 A.飞船加速升空阶段 B.飞船在椭圆轨道上绕地球运行的
6、阶段 C.返回舱与轨道舱分离,进入大气层后加速下降 D.返回舱在大气层运动一段时间后,打开降落伞,减速下降,答案,功率的分析与计算,考点二,1.首先要明确所求功率是平均功率还是瞬时功率. 2.平均功率与一段时间(或过程)相对应,计算时应明确是哪个力在哪段时间(或过程)内做功的平均功率. (1)可用P . (2)可用PFvcos ,其中v为物体运动的平均速度.,3.计算瞬时功率时应明确是哪个力在哪个时刻(或状态)的功率.求解瞬时功率时,如果F和v不同向,可用力F乘以沿F方向的分速度,或用速度v乘以沿速度方向的分力求解. (1)公式PFvcos ,其中v为某时刻的瞬时速度. (2)PFvF,其中v
7、F为物体的速度v在力F方向上的分速度. (3)PFvv,其中Fv为物体受到的外力F在速度v方向上的分力.,例1 (2017浙江11月选考13)如图4所示是具有登高平台的消防车,具有一定质量的伸缩臂能够在 5 min内使承载4人的登高平台(人连同平台的总质量为400 kg)上升60 m到达灭火位置.此后,在登高平台上的消防员用水炮灭火,已知水炮的出水量为3 m3/min,水离开炮口时的速率为20 m/s,则用于,图4,答案,解析,A.水炮工作的发动机输出功率约为1104 W B.水炮工作的发动机输出功率约为4104 W C.水炮工作的发动机输出功率约为2.4106 W D.伸缩臂抬升登高平台的发
8、动机输出功率约为800 W,解析 若不计伸缩臂的质量,抬升登高平台的发动机输出功率,但伸缩臂具有一定质量,发动机输出功率应大于800 W,故选项D错误;,喷出去水的重力势能为Epmgh501060 J3104 J,,所以1 s内水增加的能量为4104 J, 所以水炮工作的发动机输出功率为4104 W,选项B正确,A、C错误.,5.(2018金、丽、衢十二校联考)跳绳是丽水市高中毕业生体育测试的项目之一,如图5所示,高三的小李同学在某次测 验过程中,一分钟跳180次,每次跳跃,脚与地 面的接触时间为跳跃一次所需时间的,g取10 m/s2, 则他克服重力做功的平均功率约为 A.20 W B.35
9、W C.75 W D.120 W,答案,图5,解析,他跳离地面向上做竖直上抛运动,,故C正确,A、B、D错误.,解析 物块受到的阻力与速度成正比,根据牛顿第二定律,Fkvma,所以物块做加速度减小的加速运动,又因拉力功率PFv,F为恒力,所以功率随时间变化的规律和速度v随时间的变化规律一致,故C正确,A、B、D错误.,6.一物块放在水平面上,在水平恒力F的作用下从静止开始运动,物块受到的阻力与速度成正比,则关于拉力F的功率随时间变化的图象正确的是,答案,解析,7.(2018台州市高三期末)如图6所示,中国版“野牛”级重型气垫船,自重达540吨,装有额定输出功率为8 700 kW的大功率燃汽轮机
10、,最高时速为108 km/h.假设气垫船航行过程中所受的阻力Ff与速度v成正比,即Ffkv.则下列说法正确的是 A.该气垫船的最大牵引力为2.9105 N B.从题中给出的数据,无法计算k值 C.在输出额定功率下以最高时速航行时,气垫 船所受的阻力为2.9105 N D.以最高时速一半的速度匀速航行时,气垫船 发动机的输出功率为4 350 kW,答案,解析,图6,解析 在额定输出功率下以最高时速航行时,vm108 km/h30 m/s,,解得F1.45105 N,则PFv1.4510515 W2 175 kW,故D错误.,此时匀速运动,则FfF2.9105 N,若以恒定牵引力启动时,开始的牵引
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