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2022届新高考一轮复习人教版 第五章 第1讲 功 功率 课件（50张）
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这是一份2022届新高考一轮复习人教版 第五章 第1讲 功 功率 课件（50张），共50页。PPT课件主要包含了目标要求，第1讲功功率，力的方向，Flcosα，不做功，做功的快慢，平均功率，Fvcosα，瞬时功率，BCD等内容，欢迎下载使用。
一、功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．做功的两个要素(1)作用在物体上的 。(2)物体在力的方向上发生的 。
3．公式：W＝ 。 (1)α是力与 方向之间的夹角，l为物体对地的位移。(2)该公式只适用于 做功。
4．功的正负(1)当0°≤α＜90°时，W＞0，力对物体做 。(2)当90°＜α≤180°时，W＜0，力对物体做 ，或者说物体 这个力做了功。(3)当α＝90°时，W＝0，力对物体 。
4．发动机功率：机车发动机的功率P＝ ，F为 力，并非机车所受的合力。
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lcs α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。4．几种力做功的比较(1)重力、弹簧弹力、电场力、分子力做功与始、末位置有关，与路径无关。(2)滑动摩擦力、空气阻力、安培力做功与路径有关。
(3)摩擦力做功有以下特点：①单个摩擦力(包括静摩擦力和滑动摩擦力)可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。②相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零；相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数和不为零，且总为负值。③相互作用的一对滑动摩擦力做功过程中，不仅会发生物体间机械能的转移，还有部分机械能转化为内能，内能Q＝Ffx相对。
1．(多选)(2021·湖南师大附中高三月考)质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，斜面沿水平方向向右匀速移动了距离s，如图所示，物体m相对斜面静止。则下列说法正确的是( )A．重力对物体m做正功B．合力对物体m做功为零C．摩擦力对物体m做负功D．支持力对物体m做正功
解析：物体在水平方向移动，在重力方向上没有位移，所以重力对物体m做功为零，故A错误；物体匀速运动时，合力为零，合力对物体m做功为零，故B正确；摩擦力方向沿斜面向上，与位移的夹角为钝角，所以摩擦力对物体m做负功，故C正确；支持力与位移的夹角小于90°，则支持力对物体m做正功，故D正确。
2．(2021·福建永安一中高三上学期期末)如图所示，水平路面上有一辆质量为M的汽车，车厢中有一个质量为m的人正用恒力F向前推车厢。在车以加速度a向前加速行驶距离L的过程中，下列说法正确的是( )A．人对车的推力F做的功为FLB．人对车做的功为maLC．车对人的作用力大小为maD．车对人的摩擦力做的功为(F－ma)L
3．某同学参加学校运动会立定跳远项目比赛，起跳直至着地过程如图，测量得到比赛成绩是2.4 m，目测空中脚离地最大高度约0.8 m。已知他的质量约为60 kg，忽略空气阻力，则起跳过程该同学所做功约为( ) A．90 J B．480 JC．700 J D．1 250 J
4．轻质弹簧右端固定在墙上，左端与一质量m＝0.5 kg的物块相连，如图甲所示，弹簧处于原长状态，物块静止，物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2。以物块所在处为原点，水平向右为正方向建立x轴，现对物块施加水平向右的外力F，F随x轴坐标变化的情况如图乙所示，物块运动至x＝0.4 m处时速度为零，则此时弹簧的弹性势能为(g取10 m/s2)( ) A．3.1 J B．3.5 J C．1.8 J D．2.0 J
解析：物块与水平面间的摩擦力为Ff＝μmg＝1 N。现对物块施加水平向右的外力F，由F-x图象面积表示F做的功可知，物块运动至x＝0.4 m处时F做的功W＝3.5 J，而此过程物块克服摩擦力做功Wf＝Ffx＝0.4 J。由功能关系可知W－Wf＝Ep，则此时弹簧的弹性势能为Ep＝3.1 J，选项A正确。
2．瞬时功率的计算方法(1)利用公式P＝Fvcs α计算，其中v为t时刻的瞬时速度。(2)利用公式P＝FvF计算，其中vF为物体的速度v在力F方向上的分速度。(3)利用公式P＝Fvv计算，其中Fv为物体受到的外力F在速度v方向上的分力。
5．如图所示，质量为60 kg的某运动员在做俯卧撑运动，运动过程中可将她的身体视为一根直棒。已知重心在c点，其垂线与脚、两手连线中点间的距离a、b分别为0.9 m和0.6 m。若她在1 min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4 m，则克服重力做的功和相应的功率约为(取g＝10 m/s2)( )A．430 J,7 W B．4 300 J,70 WC．720 J,12 W D．7 200 J,120 W
6．(2021·福建莆田高三质检)职业高空跳伞运动员从近万米高空带着降落伞跳下，前几秒内的运动可视为自由落体运动。已知运动员的质量为80 kg，重力加速度g取10 m/s2，关于运动员所受重力做功的功率，下列说法正确的是( )A．下落第1 s末的瞬时功率为4 000 WB．下落第1 s内的平均功率为8 000 WC．下落第2 s末的瞬时功率为8 000 WD．下落第2 s内的平均功率为12 000 W
[典例2] (多选)汽车质量为2 000 kg，发动机的额定功率为40 kW，汽车在水平路面上行驶时受到阻力为车重的0.1倍，g取10 m/s2。若汽车从静止开始保持1 m/s2的加速度做匀加速直线运动，达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了800 m，直到获得最大速度后才匀速行驶，则下列说法正确的是( )A．汽车在水平路面上能达到的最大速度为20 m/sB．汽车匀加速的运动时间为10 sC．当汽车速度达到16 m/s时，汽车的加速度为0.5 m/s2D．汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间为 57.5 s
7．(2021·河北衡水高三月考)如图甲所示是我国自主设计的全球第一款可载客的无人驾驶飞机“亿航184”，其自重为260 kg，最大载重为100 kg。该无人机在最大载重情况下，从地面开始竖直升空过程中的v-t图象如图乙所示，则下列说法正确的是( )
A．0～5 s内的平均速度为3 m/sB．5～8 s内发动机的输出功率为零C．0～5 s发动机用于升空的功率逐渐减小D．发动机用于升空的功率至少为2.16×104 W
8．质量为1.0×103 kg的汽车，沿倾角为30°的斜坡由静止开始向上运动，汽车在运动过程中所受摩擦阻力大小恒为2 000 N，汽车发动机的额定输出功率为5.6×104 W，开始时以a＝1 m/s2的加速度做匀加速运动(g取10 m/s2)。(1)求汽车做匀加速运动的时间t1；(2)求汽车所能达到的最大速度；(3)若斜坡长143.5 m，且认为汽车到达坡顶之前，已达到最大速率，汽车从坡底到坡顶需要多长时间？
解析：(1)由牛顿第二定律得F－mgsin 30°－Ff＝ma，设匀加速运动过程的末速度为v，则有P＝Fv，v＝at1，解得t1＝7 s。(2)当汽车达到最大速度vm时，a＝0，则有P＝(mgsin 30°＋Ff)vm，解得vm＝8 m/s。
答案：(1)7 s (2)8 m/s (3)22 s
一、功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．做功的两个要素(1)作用在物体上的 。(2)物体在力的方向上发生的 。
3．公式：W＝ 。 (1)α是力与 方向之间的夹角，l为物体对地的位移。(2)该公式只适用于 做功。
4．功的正负(1)当0°≤α＜90°时，W＞0，力对物体做 。(2)当90°＜α≤180°时，W＜0，力对物体做 ，或者说物体 这个力做了功。(3)当α＝90°时，W＝0，力对物体 。
4．发动机功率：机车发动机的功率P＝ ，F为 力，并非机车所受的合力。
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lcs α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。4．几种力做功的比较(1)重力、弹簧弹力、电场力、分子力做功与始、末位置有关，与路径无关。(2)滑动摩擦力、空气阻力、安培力做功与路径有关。
(3)摩擦力做功有以下特点：①单个摩擦力(包括静摩擦力和滑动摩擦力)可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。②相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零；相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数和不为零，且总为负值。③相互作用的一对滑动摩擦力做功过程中，不仅会发生物体间机械能的转移，还有部分机械能转化为内能，内能Q＝Ffx相对。
1．(多选)(2021·湖南师大附中高三月考)质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，斜面沿水平方向向右匀速移动了距离s，如图所示，物体m相对斜面静止。则下列说法正确的是( )A．重力对物体m做正功B．合力对物体m做功为零C．摩擦力对物体m做负功D．支持力对物体m做正功
解析：物体在水平方向移动，在重力方向上没有位移，所以重力对物体m做功为零，故A错误；物体匀速运动时，合力为零，合力对物体m做功为零，故B正确；摩擦力方向沿斜面向上，与位移的夹角为钝角，所以摩擦力对物体m做负功，故C正确；支持力与位移的夹角小于90°，则支持力对物体m做正功，故D正确。
2．(2021·福建永安一中高三上学期期末)如图所示，水平路面上有一辆质量为M的汽车，车厢中有一个质量为m的人正用恒力F向前推车厢。在车以加速度a向前加速行驶距离L的过程中，下列说法正确的是( )A．人对车的推力F做的功为FLB．人对车做的功为maLC．车对人的作用力大小为maD．车对人的摩擦力做的功为(F－ma)L
3．某同学参加学校运动会立定跳远项目比赛，起跳直至着地过程如图，测量得到比赛成绩是2.4 m，目测空中脚离地最大高度约0.8 m。已知他的质量约为60 kg，忽略空气阻力，则起跳过程该同学所做功约为( ) A．90 J B．480 JC．700 J D．1 250 J
4．轻质弹簧右端固定在墙上，左端与一质量m＝0.5 kg的物块相连，如图甲所示，弹簧处于原长状态，物块静止，物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2。以物块所在处为原点，水平向右为正方向建立x轴，现对物块施加水平向右的外力F，F随x轴坐标变化的情况如图乙所示，物块运动至x＝0.4 m处时速度为零，则此时弹簧的弹性势能为(g取10 m/s2)( ) A．3.1 J B．3.5 J C．1.8 J D．2.0 J
解析：物块与水平面间的摩擦力为Ff＝μmg＝1 N。现对物块施加水平向右的外力F，由F-x图象面积表示F做的功可知，物块运动至x＝0.4 m处时F做的功W＝3.5 J，而此过程物块克服摩擦力做功Wf＝Ffx＝0.4 J。由功能关系可知W－Wf＝Ep，则此时弹簧的弹性势能为Ep＝3.1 J，选项A正确。
2．瞬时功率的计算方法(1)利用公式P＝Fvcs α计算，其中v为t时刻的瞬时速度。(2)利用公式P＝FvF计算，其中vF为物体的速度v在力F方向上的分速度。(3)利用公式P＝Fvv计算，其中Fv为物体受到的外力F在速度v方向上的分力。
5．如图所示，质量为60 kg的某运动员在做俯卧撑运动，运动过程中可将她的身体视为一根直棒。已知重心在c点，其垂线与脚、两手连线中点间的距离a、b分别为0.9 m和0.6 m。若她在1 min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4 m，则克服重力做的功和相应的功率约为(取g＝10 m/s2)( )A．430 J,7 W B．4 300 J,70 WC．720 J,12 W D．7 200 J,120 W
6．(2021·福建莆田高三质检)职业高空跳伞运动员从近万米高空带着降落伞跳下，前几秒内的运动可视为自由落体运动。已知运动员的质量为80 kg，重力加速度g取10 m/s2，关于运动员所受重力做功的功率，下列说法正确的是( )A．下落第1 s末的瞬时功率为4 000 WB．下落第1 s内的平均功率为8 000 WC．下落第2 s末的瞬时功率为8 000 WD．下落第2 s内的平均功率为12 000 W
[典例2] (多选)汽车质量为2 000 kg，发动机的额定功率为40 kW，汽车在水平路面上行驶时受到阻力为车重的0.1倍，g取10 m/s2。若汽车从静止开始保持1 m/s2的加速度做匀加速直线运动，达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了800 m，直到获得最大速度后才匀速行驶，则下列说法正确的是( )A．汽车在水平路面上能达到的最大速度为20 m/sB．汽车匀加速的运动时间为10 sC．当汽车速度达到16 m/s时，汽车的加速度为0.5 m/s2D．汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间为 57.5 s
7．(2021·河北衡水高三月考)如图甲所示是我国自主设计的全球第一款可载客的无人驾驶飞机“亿航184”，其自重为260 kg，最大载重为100 kg。该无人机在最大载重情况下，从地面开始竖直升空过程中的v-t图象如图乙所示，则下列说法正确的是( )
A．0～5 s内的平均速度为3 m/sB．5～8 s内发动机的输出功率为零C．0～5 s发动机用于升空的功率逐渐减小D．发动机用于升空的功率至少为2.16×104 W
8．质量为1.0×103 kg的汽车，沿倾角为30°的斜坡由静止开始向上运动，汽车在运动过程中所受摩擦阻力大小恒为2 000 N，汽车发动机的额定输出功率为5.6×104 W，开始时以a＝1 m/s2的加速度做匀加速运动(g取10 m/s2)。(1)求汽车做匀加速运动的时间t1；(2)求汽车所能达到的最大速度；(3)若斜坡长143.5 m，且认为汽车到达坡顶之前，已达到最大速率，汽车从坡底到坡顶需要多长时间？
解析：(1)由牛顿第二定律得F－mgsin 30°－Ff＝ma，设匀加速运动过程的末速度为v，则有P＝Fv，v＝at1，解得t1＝7 s。(2)当汽车达到最大速度vm时，a＝0，则有P＝(mgsin 30°＋Ff)vm，解得vm＝8 m/s。
答案：(1)7 s (2)8 m/s (3)22 s
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