高中物理第1章功和功率章末分层突破课件鲁科版必修2
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鲁科版高中物理必修2第1章功和功率第2节功和能课件
[解析] (1)甲、乙、丙三位工人都是将重为 400 N 的水泥从 一楼运到三楼，有用阻力相同，都为水泥的重力，故三人 所做的有用功都为 W 有用＝G 水泥 h＝400×6 J＝2 400 J.
(2)工人甲做的总功为 W 甲＝(G 水泥＋G 桶＋G 人)h＝(400＋20＋400)×6 J＝4 920 J 工人乙做的总功为 W 乙＝(G 水泥＋G 桶＋G 滑轮)h＝(400＋20＋10)×6 J＝2 580 J 工人丙做的总功为 W 丙＝(G 水泥＋G 口袋＋G 滑轮)h＝(400＋5＋10)×6 J＝2 490 J 可见，工人甲做的总功最多，为 4 920 J，工人丙做的总功 最少，为 2 490 J. 答案：(1)甲、乙、丙所做的有用功都为 2 400 J (2)甲做的总功最多，4 920 J 丙做的总功最少，2 490 J
[解析] 对物体受力分析如图． (1)克服重力所做的功 WG＝Gh＝100×3 J＝300 J 克服摩擦阻力所做的功 Wf＝f·l＝f·sin h37°＝8×5 J＝40 J.
(2)F＝Gsin 37°＋f＝100×0.6 N＋8 N＝68 N 根据机械功的原理，推力 F 所做的功应当等于 WG＋Wf，所 以推力 F 所做的功 WF＝300 J＋40 J＝340 J. [答案] (1)300 J 40 J (2)68 N 340 J
第1章 功和功率
第 2 节 功和能
第1章 功和功率
1.知道机械功的原理，理解使用任何机械都不能省 功． 2.知道能量的定义，知道对应于不同的运动形式具有 不同的能量． 3.理解功是能量转化的量度，会用能量的观 点分析和解决问题．
一、机械功的原理 1．内容：使用任何机械时，_____动__力______对机械所做的 功总是等于机械__克__服__阻__力_____所做的功． 2．表达式：W 动＝W 阻＝____W__有_用_＋__W__额_外_____或写成 W 输入 ＝W 输出＋___W__损_失_____． 3．结论：功的原理是机械的基本原理，是___机__械________
高中物理第1章功和功率第2节功和能课件鲁科版必修2
【解析】 在斜面上对机座的拉力是动力，故拉力所做的功是总功，机座的 重力沿斜面向下的分力和斜面对机座的摩擦力都是阻力，做负功；克服重力所做 的功是有用功，克服摩擦力所做的功是额外功．根据机械功的原理可得 W 动＝W 阻 ＝W 有用＋W 额外
第十三页，共30页。
即 Fl＝Gh＋μGcos α·l，又由 cos α＝ l2－l h2得 cos α＝ 42－4 0.52＝387 故拉力对机座所做的功为 W 动＝106×0.5 J＋0.1×106×387×4 J＝8.97×105 J. 【答案】 8.97×105 J
第十八页，共30页。
[后思考] 1．2013 年举行的 F1 汽车大奖赛上，某赛车如图 1－2－3 所示，试分析在赛 车加速阶段和匀速运动阶段能量转化的情况．
图 1－2－3 【提示】 赛车加速阶段，化学能转化为动能和内能，在赛车匀速运动阶段， 化学能转化为内能。
第十九页，共30页。
[合作探讨] 探讨：如图 1－2－4 所示是撑杆跳高运动的几个阶段：助跑、撑杆起跳、越 横杆．你能定性地说明在这几个阶段中能量的转化情况吗？
第九页，共30页。
3．对功的原理的理解：功的原理是机械的基本原理，是机械做功所遵循的基 本规律．
(1)“使用任何机械时，动力对机械所做的功等于机械克服阻力所做的功”， 这一描述具有普遍性．
(2)机械克服的阻力包括有用阻力和无用阻力，克服无用阻力做的额外功对完 成工作没有任何意义，事实上使用机械都是费功的，因此，机械效率总小于 1.
第十四页，共30页。
功的原理的三种表述 1．使用机械时，人们所做的功都等于不用机械而直接用手所做的功．(适用于 各种理想机械) 2．使用任何机械时，动力对机械所做的功等于机械克服所有阻力所做的功．(适 用于各种实际机械) 3．使用任何机械都不省功．
第十三页，共30页。
即 Fl＝Gh＋μGcos α·l，又由 cos α＝ l2－l h2得 cos α＝ 42－4 0.52＝387 故拉力对机座所做的功为 W 动＝106×0.5 J＋0.1×106×387×4 J＝8.97×105 J. 【答案】 8.97×105 J
第十八页，共30页。
[后思考] 1．2013 年举行的 F1 汽车大奖赛上，某赛车如图 1－2－3 所示，试分析在赛 车加速阶段和匀速运动阶段能量转化的情况．
图 1－2－3 【提示】 赛车加速阶段，化学能转化为动能和内能，在赛车匀速运动阶段， 化学能转化为内能。
第十九页，共30页。
[合作探讨] 探讨：如图 1－2－4 所示是撑杆跳高运动的几个阶段：助跑、撑杆起跳、越 横杆．你能定性地说明在这几个阶段中能量的转化情况吗？
第九页，共30页。
3．对功的原理的理解：功的原理是机械的基本原理，是机械做功所遵循的基 本规律．
(1)“使用任何机械时，动力对机械所做的功等于机械克服阻力所做的功”， 这一描述具有普遍性．
(2)机械克服的阻力包括有用阻力和无用阻力，克服无用阻力做的额外功对完 成工作没有任何意义，事实上使用机械都是费功的，因此，机械效率总小于 1.
第十四页，共30页。
功的原理的三种表述 1．使用机械时，人们所做的功都等于不用机械而直接用手所做的功．(适用于 各种理想机械) 2．使用任何机械时，动力对机械所做的功等于机械克服所有阻力所做的功．(适 用于各种实际机械) 3．使用任何机械都不省功．
新教材高中物理第1章功和机械能第2节功率分层作业课件鲁科版必修第二册
得
m m
P'=F″ 2 =k 2
×
m
=1
2
200 kW,故 D 错误。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
4.(多选)一辆汽车在水平公路上行驶,设汽车在行驶过程中所受阻力不变,
汽车的发动机始终以额定功率输出。关于牵引力和汽车速度,下列说法正
确的是( CD )
A.汽车加速行驶时,牵引力不变,速度增大
小为F1
则由P=F1v1得F1=4 N
由F1-f=ma1得a1=2 m/s2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
则
1
t1= =1.5
1
s
1
s1= a11 2 =2.25
2
答案 (1)2 N
m。
(2)12 W
(3)1.5 s
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2.25 m
A.一直增大
B.一直减小
C.先增大后减小
D.先减小后增大
解析 根据功率P=Fv可知,飞行员所受重力的瞬时功率P=mgvy。开始下摆
时,vy=0,P=0;竖直状态时,vy″=0,P=0;中间状态时,vy'≠0,P≠0;所以重力的瞬
时功率先增大,后减小。选项C正确。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
保持不变,故D正确。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
11.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Oa、Ob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
m m
P'=F″ 2 =k 2
×
m
=1
2
200 kW,故 D 错误。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
4.(多选)一辆汽车在水平公路上行驶,设汽车在行驶过程中所受阻力不变,
汽车的发动机始终以额定功率输出。关于牵引力和汽车速度,下列说法正
确的是( CD )
A.汽车加速行驶时,牵引力不变,速度增大
小为F1
则由P=F1v1得F1=4 N
由F1-f=ma1得a1=2 m/s2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
则
1
t1= =1.5
1
s
1
s1= a11 2 =2.25
2
答案 (1)2 N
m。
(2)12 W
(3)1.5 s
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2.25 m
A.一直增大
B.一直减小
C.先增大后减小
D.先减小后增大
解析 根据功率P=Fv可知,飞行员所受重力的瞬时功率P=mgvy。开始下摆
时,vy=0,P=0;竖直状态时,vy″=0,P=0;中间状态时,vy'≠0,P≠0;所以重力的瞬
时功率先增大,后减小。选项C正确。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
保持不变,故D正确。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
11.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Oa、Ob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
(鲁科版)高中物理必修2课件 第1章 功和功率 1.2
第1章
功和功率
学习目标 基础导学 名师指点 典例精析 易错疑难 随堂演练 课时作业
一、机械功的原理 1．动力与阻力做功 动力做功
动力 对机械所做的功(输入功)，通常称为总功．W 动＝W 输入＝W 总 _____
(1)有用功：机械克服有用阻力所做的功 W 有用，也称为输出功 W 输出
额外阻力 所做的功 W 额外，也称为损失功 W 损失 阻力做功 (2)额外功：机械克服_________
W有用＋W额外 阻力 所做的功 W 阻， (3)阻力的功： 机械克服所有_____ W 阻＝____________
物理 必修2
第1章
功和功率
学习目标 基础导学 名师指点 典例精析 易错疑难 随堂演练 课时作业
克服阻力 动力 对机械所做的功总是等于机械_________ 2.功的原理： 使用任何机械时， _____
物理 必修2
第1章
功和功率
学习目标 基础导学 名师指点 典例精析 易错疑难 随堂演练 课时作业
一、功的原理的理解和应用 1．功的原理是一条普遍适用的规律，其核心内容是“不能省功”．“不能省 功”应该包含两层含义：其一是等于，即使用机械与不使用机械而直接用手所做 的功是相等的，这种机械称为理想机械；其二是大于，即使用机械要比不使用机 械而直接用手所做的功要多，也就是更费功，这种机械为非理想机械，实际的机 械由于重力和摩擦，都会有无用功．因此任何机械都是费功的机械，即非理想机 械．
所做的功．
W有用＋W额外 公式： W 动＝ W 阻＝ ____________
或 W 输入＝W ____________ 输出＋W损失．
省功． 由于任何机械都存在无用阻力， 3．机械原理：使用任何机械都不能_______ 费功． 所以使用任何机械不但不能省功，而且还要_______
新鲁科版高中物理必修2第一章教学课件1.1 机械功 (共22张PPT)
-s=v0t-1/2a2t2
-s=(a1t)t-1/2a2t2
THANK YOU
9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。 2021/3/82021/3/8Monday, March 08, 2021
10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2021/3/82021/3/82021/3/83/8/2021 12:00:06 PM
能力·思维·方法
【例1】如图所示，把系在轻绳上的A、B两小球由图示位置同时由 静止释放(绳开始时拉直)，则在两小球向左下摆动时，下列说法正 确的是(CD)
A.绳OA对A球做正功
B.绳AB对B球不做功
C.绳AB对A球做负功
D.绳AB对B球做正功 【解析】很多人错选AB答案，原因是没有分析A、B球的实际运 动过程而造成的，如果我们大概画出A、B球的运动轨迹，那么 我们就可以找出绳子与球的运动方向的夹角，进而可判定做功的 情况.由于OA绳一直张紧且O点不动，所以A球做圆周运动，OA 绳对A球不做功，而B球是否与A球同步下摆做圆周运动呢?
让我们用模拟等效法分析：设想A、B球分别用两条小绳悬挂而各
自摆动，若摆角较小，则摆动周期为T=2 L / g ；可见摆长越长，
摆得越慢，因此A球比B球先到达平衡位置.可见绳AB的张力对A球 有阻碍运动之作用，而对B球有推动运动之作用，所以正确答案为C、 D.
【例2】质量为M的长板放在光滑水平面上，一个质量为m的滑块以 速度v沿木板表面从A点滑到B点，在木板上前进了L，而木板在水平
11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。2021/3/82021/3/82021/3/8Mar-218-Mar-21
-s=(a1t)t-1/2a2t2
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9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。 2021/3/82021/3/8Monday, March 08, 2021
10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2021/3/82021/3/82021/3/83/8/2021 12:00:06 PM
能力·思维·方法
【例1】如图所示，把系在轻绳上的A、B两小球由图示位置同时由 静止释放(绳开始时拉直)，则在两小球向左下摆动时，下列说法正 确的是(CD)
A.绳OA对A球做正功
B.绳AB对B球不做功
C.绳AB对A球做负功
D.绳AB对B球做正功 【解析】很多人错选AB答案，原因是没有分析A、B球的实际运 动过程而造成的，如果我们大概画出A、B球的运动轨迹，那么 我们就可以找出绳子与球的运动方向的夹角，进而可判定做功的 情况.由于OA绳一直张紧且O点不动，所以A球做圆周运动，OA 绳对A球不做功，而B球是否与A球同步下摆做圆周运动呢?
让我们用模拟等效法分析：设想A、B球分别用两条小绳悬挂而各
自摆动，若摆角较小，则摆动周期为T=2 L / g ；可见摆长越长，
摆得越慢，因此A球比B球先到达平衡位置.可见绳AB的张力对A球 有阻碍运动之作用，而对B球有推动运动之作用，所以正确答案为C、 D.
【例2】质量为M的长板放在光滑水平面上，一个质量为m的滑块以 速度v沿木板表面从A点滑到B点，在木板上前进了L，而木板在水平
11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。2021/3/82021/3/82021/3/8Mar-218-Mar-21
鲁科版高中物理必修第二册精品课件 第1章 功和机械能 本章整合
(3)若系统由A、B两部分组成,则A增加(或减少)的机械能等于B减少(或增
加)的机械能,即 增 = 减 。
例3如图所示,质量分别为m、2m的a、b两物块用不计质量的细绳相连接,
悬挂在定滑轮的两侧,不计滑轮质量和一切摩擦。开始时a、b两物块距离
地面高度相同,用手托住物块b,然后将其由静止释放,直至a、b物块间高度
化量为正值,根据动能定理知,合外力做正功,故B错误。在0.5~2 s内,因为初、
末速度相等,则动能的变化量为零,根据动能定理知,合外力做功为零,则合
外力做功的平均功率为零,故C正确。在0~3 s内,初、末速度均为零,则动能
的变化量为零,根据动能定理知,合外力做功为零,故D正确。本题选不正确
的,故选B。
能一定减少,故绳的拉力对小球做负功。
答案 D
本 课 结 束
(3)利用动能定理W合=ΔEk计算总功或某个力的功,特别是变力的功。
(4)根据“功是能量转化的量度”求解。
2.功率的计算
(1)公式 P= 求ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的是恒定功率或t时间内的平均功率。
(2)公式P=Fvcos α(当F、v共线时公式简化为P=Fv)可求瞬时功率或平均
功率。
例1 物体在合外力作用下做直线运动的v-t图像如图所示,下列表述不正确
的高台上水平飞出,只在重力作用下跨越
L=10 m的壕沟。摩托车以初速度v0从坡底
冲上高台的过程历时t=5 s,发动机的功率恒为P=1.8 kW。已知人和车的总
质量为m=180 kg(可视为质点),忽略一切阻力,g取10 m/s2。
(1)欲使摩托车运动员能够飞越壕沟,运动员到达高台边缘的速度至少为10
小车上,由图中位置无初速度释放,则小球在下摆的过程中,下列说法正确的是
高中物理 第1章 功和功率 第1讲 机械功课件 鲁科版必修2
图3
(2)根据运动物体的速度方向和受力方向的夹角判断.例如， 人造地球卫星在椭圆轨道上运行，由如图4所示中的人造 地球卫星由a点运动到b点的过程中，万有引力做负功.因 为万有引力的方向和速度方向的夹角大于90°.
图4
例3 一人乘电梯从1楼到20楼，在此过程中经历了先加速， 后匀速，再减速的运动过程，则电梯对人的支持力的做功 情况是( ) A.加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功 B.加速时做正功，匀速和减速时做负功 C.加速和匀速时做正功，减速时做负功 D.始终做正功
例1 下列关于力做功的说法正确的是( ) A.凡是受到力的作用的物体，一定有力对物体做功 B.凡是发生了位移的物体，一定有力对物体做功 C.只要物体受力的同时又有位移发生，则一定有力对物 体做功 D.只要物体受力，又在力的方向上发生了位移，则一定 有力对物体做功
解析 力和在力的方向上的位移是做功的两个不可缺少 的因素，故只有选项D正确. 答案 D
2.几个力的总功的求法 (1)先由W＝Fscos α计算各个力对物体所做的功W1、W2、 W3、…然后求所有力做功的代数和，即W合＝W1＋W2＋W3 ＋…. (2)先由力的合成或根据牛顿第二定律求出合力F合，然后由 W合＝F合scos α计算总功，此时α为F合的方向与s的方向间的 夹角.
例2 如图2所示，质量为m＝2 kg的物体静 止在水平地面上，受到与水平地面夹角为θ ＝37°、大小F＝10 N的拉力作用，物体移动 图2 了s＝2 m，物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.3，g取10 m/s2. 求：(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)
二、功的计算 1.对W＝Fscos α的理解 (1)W＝Fscos α仅适用于计算恒力的功，不能直接用于求变 力做功. (2)F表示力的大小，s表示力的作用点相对于地面的位移的 大小(s也常常说是物体相对于地面的位移大小)，α表示力 和位移方向间的夹角.
新鲁科版必修二课件第一章功和功率 1.1机械功(问题探究式)(28张PPT)
如果提着货物使货物沿 水平方向做匀速运动， 拉力是否做功了？
一、机械功的含义
2、做功的两个必要因素： （1）必须有力作用在物体上。
手托着书静止
（2）物体在力的方向上要发生一段位移。 这两个因素是严格的，缺一不可 ！
人推车未动
一、机械功的含义
探究二： 如果力的方向与物体的运动方向 一致，则如何求功？ F M F s
思考分析： 1.物体受力情况如何？ 2.物体所受合力是多少？ 3.合力做功多少？
例题2.一个质量m＝150kg的雪撬，受到与水平方向成 θ＝37 ° 角斜向上方的拉力F＝500N，在水平地面上移 动的距离s＝5m。雪橇与地面间的滑动摩擦力 F阻＝100N。求力对雪橇做的总功.
F1＝Fcosθ 解： 力对雪橇做的总功
COSα＜0
二、机械功的计算
1.功的正负
注意：一个力对物体做负功，往往说成物体克服这个
力做功 例如：放在水平地面上的物体,在F=10N的水平拉力作用 下匀速向右前进了4m,求地面摩擦力对物体所做的功 F=10N
Wf =－ 40J或克服地面摩擦力做了40J的功
正功、负功不表示方向相反，表示力不同的效果
练习
1.把质量为m的物体，匀速地拉高h，则（ A） A．重力做负功，拉力做正功 B．重力做正功，拉力做负功 C．重力做负功，拉力做负功 D．重力做正功，拉力做正功
练习
2.用拉力F将一个重为5N的物体匀速升高3m， 在这个过程中，（ ABD ） A．拉力 F对物体做的功是15J B．物体克服重力做的功是15J C．合力对物体做的功是15J D．合力对物体的功为0
即 W＝0
一、机械功的含义
探究四：当拉力与水平方向的夹角为α时，拉力F 做的功应如何求呢？
高中物理 第1章 功和功率课件 鲁科版必修2
滑板运动是一项非常刺激的水上运动，研究表明，在进行滑板运动时， 水对滑板的作用力 N 垂直于板面，大小为 kv2，其中 v 为滑板速率(水可视为静 止)．某次运动中，在水平牵引力作用下，当滑板和水面的夹角 θ＝37°时(如图所 示)，滑板做匀速直线运动，相应的 k＝54 kg/m，人和滑板的总质量为 108 kg， 试求(重力加速度 g 取 10 m/s2，sin 37°取35，忽略空气阻力)：
知识网络构建
规律方法整合
功的正、负的判断和计算 1．如何判断力做功的正、负 (1)利用功的公式 W＝Fscos α 判断，此方法适用于判断恒力做功的情况． (2)利用力 F 与物体速度 v 之间的夹角情况来判断，设其夹角为 α，若 0°≤α ＜90°，则力 F 做正功；若 α＝90°，则力 F 不做功；若 90°＜α≤180°，则力 F 做 负功．此方法适用于曲线运动中功的分析． (3)从能量角度分析，此方法既适用于恒力做功，也适用于变力做功．根据功 是能量转化的量度，若有能量转化，则必有力对物体做功．如果系统机械能增加， 说明外界对系统做正功；如果系统机械能减少，说明外界对系统做负功．
规律方法： 计算功应首先明确力是恒力还是变力，若是变力，大小、 方向有何特点，然后再根据受力情况选择功的计算方法．
关于功率的计算问题 功率有平均功率和瞬时功率，平均功率对应的是一段时间或一个过程，瞬时 功率对应的是某一时刻或某一位置． 1．公式：P＝Wt ，P 为时间 t 内的平均功率；P＝Fvcos α，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．
2．功的计算方法 (1)定义法求功：公式 W＝Fscos α. (2)利用功率求功：此方法主要用于在发动机功率保持恒定的条件下，求牵引 力做的功．求机车发动机的牵引力做功实际上是求变力做功，一般不能用定义法 求解，可由功率定义式变形求解，即 W＝Pt.
高中物理 第1章 功和功率章末总结课件 鲁科版必修2
解析:(1)设列车匀加速直线运动阶段所用的时间为 t1,距离为 s1;在匀速直线运动 阶段所用的时间为 t2,距离为 s2,速度为 v;在匀减速直线运动阶段所用的时间为 t3, 距离为 s3;甲站到乙站的距离为 s.则 s1= 1 vt1
2 s2=vt2 s3= 1 vt3
2 s=s1+s2+s3
联立并代入数据得 s=1 950 m. 答案:(1)1 950 m
2.(2015·山东学业水平考试,5)物体做自由落体运动的过程中,关于重力 做功的瞬时功率的变化情况,下列判断正确的是( B ) A.一直减小 B.一直增大 C.先增大,后减小 D.先减小,后增大
解析:物体做自由落体运动,获得的速度为v=gt,重力的瞬时功率为P=mgv =mg2t,故瞬时功率一直增大,故选B.
高考体验
1.(2015·全国Ⅱ卷,17)一汽车在平直公路上行驶.从某时刻开始计时,发动 机的功率P随时间t的变化如图所示.假定汽车所受阻力的大小f恒定不变.下 列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中,可能正确的是( A )
解析:由题意知汽车发动机的功率为 P1,P2 时,汽车匀速运动的速度为 v1,v2 满足 P1=fv1,P2=fv2,即 v1=P1/f,v2=P2/f.若 t=0 时刻 v0<v1,则 0～t1 时间内汽车先加速,有 P1 -f=ma1,可见 a1 随着 v 的增大而减小,选项 B、D 错误;若 v0=v1,汽车在 0～t1 时间 v 内匀速运动,因选项中不涉及 v0>v1 的情况,故不作分析.在 t1 时刻,发动机的功率突 然由 P1 增大到 P2,而瞬时速度未来得及变化,则由 P=Fv 知牵引力突然增大,则汽车 立即开始做加速运动,有 P2 -f=ma2,同样,a2 随 v 的增大而减小,直到 a2=0 时开始做
2 s2=vt2 s3= 1 vt3
2 s=s1+s2+s3
联立并代入数据得 s=1 950 m. 答案:(1)1 950 m
2.(2015·山东学业水平考试,5)物体做自由落体运动的过程中,关于重力 做功的瞬时功率的变化情况,下列判断正确的是( B ) A.一直减小 B.一直增大 C.先增大,后减小 D.先减小,后增大
解析:物体做自由落体运动,获得的速度为v=gt,重力的瞬时功率为P=mgv =mg2t,故瞬时功率一直增大,故选B.
高考体验
1.(2015·全国Ⅱ卷,17)一汽车在平直公路上行驶.从某时刻开始计时,发动 机的功率P随时间t的变化如图所示.假定汽车所受阻力的大小f恒定不变.下 列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中,可能正确的是( A )
解析:由题意知汽车发动机的功率为 P1,P2 时,汽车匀速运动的速度为 v1,v2 满足 P1=fv1,P2=fv2,即 v1=P1/f,v2=P2/f.若 t=0 时刻 v0<v1,则 0～t1 时间内汽车先加速,有 P1 -f=ma1,可见 a1 随着 v 的增大而减小,选项 B、D 错误;若 v0=v1,汽车在 0～t1 时间 v 内匀速运动,因选项中不涉及 v0>v1 的情况,故不作分析.在 t1 时刻,发动机的功率突 然由 P1 增大到 P2,而瞬时速度未来得及变化,则由 P=Fv 知牵引力突然增大,则汽车 立即开始做加速运动,有 P2 -f=ma2,同样,a2 随 v 的增大而减小,直到 a2=0 时开始做
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(多选)如图1－3所示，物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传 送带，传送带以图示方向匀速运转，则传送带对物体做功情况可能是( )
A．始终不做功 B．先做负功后做正功 C．先做正功后不做功 D．先做负功后不做功
【解析】 设传送带运转的速度大小为v1，物体刚滑上传送带时的速度大小 为v2.(1)当v1＝v2时，物体与传送带间无摩擦力，传送带对物体始终不做功．(2)当 v1＜v2时，物体相对于传送带向右运动，物体受到的滑动摩擦力向左，物体先匀 减速运动至速度为v1才匀速运动，故传送带对物体先做负功后不做功．(3)当v1＞ v2时，物体先匀加速运动直至速度增为v1才匀速运动，故传送带对物体先做正功 后不做功．
【解析】
物体2
s下落的高度为h＝
1 2
gt2＝20
m，落地时的速度为v＝gt＝20
m/s，所以下落过程中重力的平均功率是P＝
mgh t
＝200
W，落到地面前的瞬间重
力的瞬时功率是P＝mgv＝400 W，选项C正确．
【答案】 C
一辆汽车质量为1×103 kg，最大功率为2×104 W，在水平路面上由
静止开始做直线运动，最大速度为v2，运动中汽车所受阻力恒定．发动机行驶过程中牵引力F与车速的倒数
1 v
的关系如图1－4所
示．试求：
(1)根据图线ABC判断汽车做什么运动； (2)v2的大小； (3)整个运动过程中的最大加速度．
【解析】 (1)题图中图线AB段牵引力F不变，阻力f不变，汽车做匀加速直线 运动，图线BC的斜率表示汽车的功率P，P不变，则汽车做加速度减小的加速运 动，直至达到最大速度v2，此后汽车做匀速直线运动．
【答案】 ABD
功率 P 随时间 t 的变化如图 1－5 所示．假定汽车所受阻力的大小 f 恒定不变．下 列描述该汽车的速度 v 随时间 t 变化的图线中，可能正确的是( )
巩
固
拓
层
展
·
层
知
·
识
考
整
题
合
链
章末分层突破
接
提
升
层
章
·
末
能 力 强
综 合
化
测
评
[自我校对]
①力的方向上 ②Fs ③正 ④负 ⑤F合scos α ⑥不省 ⑦比值 ⑧W有用＋W额外 ⑨W输出＋W损失
摩擦力做功的分析
1.滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体不做功：如图1－1所示，物块A从斜槽 上滑下，最后停在平板车B上，而平板车始终未动，在物块A与平板车B相对滑动 的过程中，平板车B所受的滑动摩擦力不做功，平板车受地面的静摩擦力也不做 功．
【导学号：01360028】
A．弹射器的推力大小为1.1×106 N B．弹射器对舰载机所做的功为1.1×108 J C．弹射器对舰载机做功的平均功率为8.8×107 W D．舰载机在弹射过程中的加速度大小为32 m/s2
【解析】 对舰载机应用运动学公式v2－02＝2ax，即802＝2·a·100，得加速度 a＝32 m/s2，选项D正确；设总推力为F，对舰载机应用牛顿第二定律可知：F－ 20%F＝ma，得F＝1.2×106 N，而发动机的推力为1.0×105 N，则弹射器的推力为 F推＝(1.2×106－1.0×105)N＝1.1×106 N，选项A正确；弹射器对舰载机所做的功 为W＝F推·l＝1.1×108 J，选项B正确；弹射过程所用的时间为t＝va＝8302 s＝2.5 s， 平均功率P＝Wt ＝1.12×.5108 W＝4.4×107W，选项C错误．
(2)当汽车的速度为v2时，牵引力为F1＝1×103 N， v2＝PFm1＝21××110043 m/s＝20 m/s.
(3)汽车做匀加速直线运动时的加速度最大 阻力f＝Pvm2 ＝2×20104 N＝1 000 N a＝Fmm－f＝3－1×11×03103m/s2＝2 m/s2.
【答案】 (1)见解析 (2)20 m/s (3)2 m/s2
用公式P＝Fv处理机车启动问题时应注意的问题 (1)公式P＝Fv中的F指的是机车的牵引力，而不是合外力． (2)只有机车匀速运动时，牵引力F才等于它受到的阻力f大小． (3)机车以恒定加速度启动时，匀加速结束时的速度并没有达到最终匀速运动 的速度vm.
(教师用书独具) 1．(多选)(2015·浙江高考)我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射 器．舰载机总质量为3.0×104 kg，设起飞过程中发动机的推力恒为1.0×105 N；弹 射器有效作用长度为100 m，推力恒定．要求舰载机在水平弹射结束时速度大小 达到80 m/s.弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和，假设所受 阻力为总推力的20%，则( )
【答案】 ACD
功率的理解及应用
1.P＝
W t
，此式求出的是t时间内的平均功率，当然若功率一直不变，亦为瞬
时功率，当时间t极短时，求出的功率也是瞬时功率．
2．P＝Fvcos α，即功率等于力F、运动的速度v以及力和速度的夹角α的余弦
的乘积．当α＝0时，公式简化为P＝Fv.
3．机车以恒定功率启动或以恒定加速度启动
(1)P＝Fv指的是牵引力的瞬时功率．
(2)依据P＝Fv及a＝
F－f m
讨论各相关量的变化，三个最终状态量的特点：P＝
Pm，a＝0(F＝f)，v＝vm.
质量为2 kg的物体做自由落体运动，经过2 s落地．g取10 m/s2.关于 重力做功的功率，下列说法正确的是( )
A．下落过程中重力的平均功率是400 W B．下落过程中重力的平均功率是100 W C．落地前的瞬间重力的瞬时功率是400 W D．落地前的瞬间重力的瞬时功率是200 W
2．滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体做负功： (1)如图1－1中，物块A相对于平板车B滑动的过程中，物块A所受的滑动摩擦 力对物块做负功．
(2)如图1－2所示，在一与水平方向夹角为θ的传送带上，有一物体A随传送带 一起匀速向下运动，静摩擦力对物体A做负功．
图1－2
3．滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体做正功： (1)如图1－1中，如果平板车不固定，且地面光滑，在物块A滑上平板车B的过 程中，物块对平板车的滑动摩擦力与平板车的运动方向相同，滑动摩擦力对平板 车做正功． (2)如图1－2中，如果物体A随传送带一起匀速向上运动，物块A所受静摩擦力 与物体的位移方向一致，静摩擦力对物体A做正功．