《三维设计》2014新课标高考物理一轮总复习课件 第五讲第1单元 功和功率.ppt

[例3]　(2012·福建高考)如图5－1－5，用跨过光滑定滑轮的缆绳将海面上一艘失去动力的小船沿直线拖向岸边。已知拖动缆绳的电动机功率恒为P，小船的质量为m，小船受到的阻力大小恒为f，经过A点时的速度大小为v0，小船从A点沿直线加速运动到B点经历时间为t1，A、B两点间距离为d，缆绳质量忽略不计。求： 图5－1－5 (1)小船从A点运动到B点的全过程克服阻力做的功Wf； (2)小船经过B点时的速度大小v1； (3)小船经过B点时的加速度大小a。 [审题指导] 第一步：抓关键点 关键点 获取信息 电动机功率恒为P 缆绳对小船的牵引力的大小和方向均变化，小船由A到B的运动不是匀加速直线运动 小船受到的阻力大小恒为f 小船克服阻力做的功Wf可用公式W＝Flcos α计算 第二步：找突破口 要求小船经过B点时速度大小v1→应利用动能定理由A点到B点列方程求解→要求小船在B点的加速度大小a→可先由P＝Fv表示缆绳的牵引力→由牛顿第二定律列方程求解。 [尝试解题]　 (1)小船从A点运动到B点克服阻力做功 Wf＝fd① 分析机车启动问题时应注意的三点 (1)机车启动的方式不同，机车运动的规律就不同，因此机车启动时，其功率、速度、加速度、牵引力等物理量的变化规律也不相同，分析图象时应注意坐标轴的意义及图象变化所描述的规律。 (2)恒定功率下的加速一定不是匀加速，这种加速过程发动机做的功可用W＝Pt计算，不能用W＝Fl计算(因为F为变力)。 (3)以恒定牵引力加速时的功率一定不恒定，这种加速过程发动机做的功常用W＝Fl计算，不能用W＝Pt计算(因为功率P是变化的)。 功的计算在中学物理中占有十分重要的地位，中学阶段所学的功的计算公式W＝Flcos α，只能用于恒力做功情况，对于变力做功的计算则没有一个固定公式可用，但高考中变力做功问题也是经常考查的一类题目。现结合例题分析变力做功的五种求解方法。 超链接 一、化变力为恒力求变力功 变力做功直接求解时，通常都比较复杂，但若通过转换研究的对象，有时可化为恒力做功，可以用W＝Flcos α求解。此法常常应用于轻绳通过定滑轮拉物体的问题中。 图5－1－6 图5－1－7 图5－1－8 (1)A与B间的距离； (2)水平力F在前5 s内对物块做的功。 五、利用微元法求变力功 将物体的位移分割成许多小段，因小段很小，每一小段上作用在物体上的力可以视为恒力，这样就将变力做功转化为在无数多个无穷小的位移上的恒力所做元功的代数和。此法在中学阶段，常应用于求解力的大小不变、方向改变的变力做功问题。 图5－1－9 图5－1－10 [答案]　2πRFf [小结]　虽然求变力做功的方法较多，但不同的方法所适用的情况不相同，如化变力为恒力求变力功的方法适用于力的大小不变方向改变的情况，利用平均力求变力功的方法，适用于力的方向不变，其大小随位移均匀变化的情况，利用F－x图象求功的方法，适用于已知所求的力的功对应的力随位移x变化的图象已知，且面积易于计算的情况。 [随堂巩固落实] 1．运动员在110米栏比赛中，主要有起跑加速、途中 匀速跨栏和加速冲刺三个阶段，运动员的脚与地面间不会发生相对滑动，以下说法正确的是 (　　) A．加速阶段地面对运动员的摩擦力做正功 B．匀速阶段地面对运动员的摩擦力做负功 C．由于运动员的脚与地面间不发生相对滑动，所以不 论加速还是匀速，地面对运动员的摩擦力始终不对运动员做功 D．无论加速还是匀速阶段，地面对运动员的摩擦力始 终做负功 解析：因运动员的脚与地面间不发生相对滑动，故地面对运动员的静摩擦力对运动员不做功，A、B、D均错误，C正确。 答案：C　 * 一、三年高考考点统计与分析 考点 试题 题型 分值 功和功率 2012年江苏T3 2012年海南T7 2012年北京T23 2011年海南T9 2011年上海T15 2010年新课标全国T16 选择 选择 计算 选择 选择 选择 3分 4分 18分 4分 3分 6分 考点 试题 题型 分值 动能定理 及其应用 2012年福建T21 2012年江苏T14 2011年新课标全国T15 2011年江苏T4 2011年山东T18 2010年山东T24 2010年浙江T22 计算 计算 选择 选择 选择 计算 计算 19分 16分 6分 3分 4分 15分 16分 考点 试题 题型 分值 机械能守恒定律及其应用 2012年安徽T16 2012年山东T16 20