最新16-17版 第1部分 专题5 功 功率 动能定理_图文.ppt

需要多少台这样的风力发电机同时为该工厂供电
()
A．6
B．8
C．10
D．12
解析：叶片旋转所形成的圆面积为 S＝πL2，t 时间内流过该圆面积 的风柱体积为 V＝Svt＝πL2vt，风柱体的质量为 m＝ρV＝ρπL2vt， 风柱体的动能为 Ek＝12mv2＝12ρπL2v3t，转化成的电能为 E＝ηEk＝ 12ηρπL2v3t，发出的电功率为 P＝Et ＝12ηρπL2v3＝12×0.2×1.29×3.14 ×102×103 W≈41 kW，故需要这样的风力发电机台数为 n＝ 34210kkWW≈8，B 正确。
2．计算公式：W＝Flcos α
3．功的正负 (1)当 0≤α<π2时，W>0，力对物体做正功。 (2)当π2<α≤π 时，W<0，力对物体做负功，或者说物体克服
这个力做了功。 (3)当 α＝π2时，W＝0，力对物体不做功。
二、功率 1．平均功率的计算 (1)利用 P＝Wt 。 (2)利用 P＝F v ，其中 v 为和力在一条直线上的物体运动的 平均速度，F 为恒力。 2．瞬时功率的计算
一般以地面或相对地面静止的物体为参考系； (3)动能定理的表达式是一个标量式，不能在某方向上应用动
能定理。
[研考题考法] [例1] (2018·浙江 平湖中学 期中 )如图所 示，半径 R＝0.4 m 的光滑圆弧轨道 BC 固定在 竖直平面内，轨道的上端点 B 和圆心 O 的连线 与水平方向的夹角 θ＝30°，下端点 C 为轨道的 最低点且与粗糙水平面相切，一根轻质弹簧的右端固定在竖直挡 板上。质量 m＝0.1 kg 的小物块(可视为质点)从空中的 A 点以 v0 ＝2 m/s 的速度被水平抛出，恰好从 B 点沿轨道切线方向进入轨

DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
01
功的基本概念与性质
功的定义及物理意义
功是描述力对物体作用效果的物理量，其定义式为$W = Fscostheta$，其中$F$为 力，$s$为物体在力的方向上通过的位移，$theta$为力与位移之间的夹角。
功是标量，只有大小，没有方向。功的大小等于力与物体在力的方向上通过的位移 的乘积。
速等。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
03
动能定理及其应用
动能定理的表述及物理意义
动能定理的表述
合外力对物体所做的功等于物体动能的变化。
物理意义
揭示了物体动能变化与合外力做功之间的定量关系，是力学中的重要定理之一。
动能定理在力学中的应用
求解变力做功问题
通过动能定理可以将变力做功问题转 化为求解物体动能变化的问题。
计算热量传递
在热量传递过程中，物体的内能发生 变化，同时伴随着动能的变化。通过 动能定理可以计算热量传递的多少。
案例分析：火箭发射过程中的动能变化
火箭发射前的准备
火箭点火升空
火箭发射前需要进行充分的准备工作，包括 加注燃料、检查设备等。在这个过程中，火 箭的动能没有发生变化。
当火箭点火后，高温高压的燃气从尾部喷出， 产生巨大的推力使火箭加速升空。在这个过 程中，火箭的动能不断增加。
功率的物理意义
01
表示做功快慢的物理量。
功率的定义
02
单位时间内所做的功。
功率的分类
03
平均功率和瞬时功率。
平均功率与瞬时功率
平均功率
某段时间内做功与时间的比值，反映 该段时间内做功的平均快慢。

详细描述
汽车在启动和刹车过程中，会受到发动机或制动器产生的力和地面摩擦力的作用。通过 分析这些力对汽车运动的影响，可以得出汽车启动和刹车的动能定理表达式。通过该实 例，学生可以深入理解动能定理的基本概念和原理，并学会如何运用动能定理解析实际
问题。
04
动能定理的深入理解
动能定理与牛顿第二定律的关系
功动能定理ppt课件
contents
目录
• 功与能 • 动能定理 • 动能定理的实例分析 • 动能定理的深入理解 • 动能定理的拓展应用
01
功与能
功的定义
总结词
功是力对位移的累积效应。
详细描述
在物理学中，功被定义为力与物体在力的方向上移动的位移的乘积。公式表示 为：W = F × s。其中，W代表功，F代表力，s代表位移。
航天器轨道
动能定理可以用于分析航天器轨道的 稳定性和变化，如卫星轨道的偏心率 和近地点幅角的变化等。
THANKS
感谢观看
车辆动力学
动能定理在车辆动力学中有着广泛的 应用，如汽车、火车和飞机等交通工 具的运动分析。
机械能守恒
动能定理可以用于分析各种机械系统 中的能量守恒问题，如旋转机械、振 动系统和流体动力学等。
动能定理在科研中的应用
碰撞和冲击
动能定理在碰撞和冲击的研究中有着 重要的应用，如分析碰撞过程中的能 量损失和冲击响应等。
能守恒。
05
动能定理的拓展应用
动能定理在生活中的应用
自行车行驶
动能定理可以解释为什么自行车 行驶时会保持平衡，以及如何通 过改变速度和方向来控制自行车 的行驶。
滑板运动
动能定理可以解释滑板运动中滑 行速度和滑板质量的关系，以及 如何通过改变滑行速度和方向来 控制滑板运动。

5．1 功和功率
知识清单
一、功 做功的两个因素：
(1)作用在物体上的力 (2)物体在力的方向上发生的位移．
公式：W＝Flcosα 单位：焦(J) (1)l 是物体对地的位移，α是力与位移的夹角． (2)只适用于恒力做功．
功的正负 (1)α＝90°时，力对物体不做功 (2)0≤α<90°时，力对物体做正功 (3)90°<α≤180°时，力对物体做负功 注意：功是标量，功的正负不表示方向和大小，正功表示动 力做功，负功表示阻力做功．
考点二 恒力做功的计算
求恒力做功直接用 W ＝Flco sα计算 1．注意问题 (1)公式中的 F 是所求功的作用力，要注意是求某个力的功还 是合力的功． (2)阻力做功为负值，克服阻力做功为正值． (3)公式中的 l 是物体对地的位移，要注意相对运动的系统中 物体的位移(见练 5)．
2．常用推论 (1)恒力做功等于力与物体在力的方向上位移的乘积，与运动 路径无关． (2)如图：物体由 A 滑到 D 摩擦力做的功 W＝μmg·BD.
【答案】 BD 【解析】 物体从 O 移动到 A，重力做的功是－mgL1tanθ， A 项错误．水平恒力 F 做的功是 FL1，B 项正确．物体从 O 移动 到 A 和从 A 下滑到 O 受支持力不同，摩擦力不同，克服摩擦力 做的功不相等，C 项错误．物体从 A 下滑到 B 的运动过程中克 服摩擦力做的功为： Wf＝μmgAOcosθ＋μmgOB＝μmg(L1＋L2)，D 项正确．
如图所示，质量为 m 的物体置于倾
角为 θ 的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数
为 μ，在外力作用下，斜面体以加速度 a 沿水
平方向向左做匀加速运动，运动中物体 m 与
斜面体相对静止．则关于斜面对 m 的支持力和摩擦力，下列说

弹性碰撞
研究两个弹性球体碰撞 的过程和结果，如乒乓
球比赛等。
电磁学
分析带电粒子在电磁场 中的运动和能量转换， 如电子显微镜、粒子加
速器等。
核物理
研究原子核的结构和变 化，如核聚变、核裂变
等。
03
动能定理的实例解析
简单机械的动能定理解析
简单机械的动能定理
解析
简单机械的动能定理是指在使用机械 力做功的过程中，系统动能的改变量 等于所做的功。
了跨学科研究的开展和创新。
05
总结与展望
对动能定理的总结
适用范围
动能定理适用于任何具有初、末 动能的物理系统，无论是经典力 学还是相对论力学。
物理意义
动能定理揭示了功和动能之间的 关系，即合外力对物体做的功等 于物体动能的增量。
对动能定理的展望
01
02
03
拓展应用领域
随着物理学的发展，动能 定理的应用领域将不断拓 展，例如在相对论力学、 量子力学等领域的应用。
物理概念和理论的基础。
桥梁作用
动能定理在物理学中起到了承上 启下的桥梁作用，它沟通了力学 和能量守恒之间的联系，使得物 理学的各个分支得以相互联系和
印证。
适用范围广
动能定理适用于各种不同的物理 情境，如经典力学、相对论力学 、电磁学等，显示出其在物理学
中的普遍性和重要性。
动能定理在工程中的应用价值
深入研究
对于动能定理的研究将更 加深入，例如探讨其与量 子力学的关系，以及在复 杂系统中的应用等。
实际应用
动能定理在工程、技术等 领域有广泛的应用前景， 例如在机械设计、航空航 天等领域的应用。
对未来研究的建议
加强跨学科研究

Flcosα
知识点 2 正功和负功
α 的取值 cosα 功的正负
物理意义
0≤α<π2
做功的力是__动__力__ W>0，力对物 cosα>0 体_做__正__功___ (选填“动力”或
“阻力”，下同)
α＝π2
W＝0，力对 力既不是_动__力__，也
cosα＝0 物体_不__做__功__
不是_阻__力____
第一阶段的末速度为第二阶段的初速度．设这一速度为v，对第一段 过程应用动能定理： mgH=1/2 mv2 ① • 第二段过程物体受重力和阻力，同理可得： mgh-F阻h=0 - 1/2 mv2 ②
• 由①②得F阻=760N
例：一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置， 直径POQ水平．一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开 始下落，恰好从P点进入轨道．质点滑到轨道最低点N时， 对轨道的压力为4mg。用W表示质点从P点运动到N点的过程中
克服摩擦力所做的功．那么C( )
A．W＝mgR/2，质点恰好可以到达Q点 B．W＞mgR/2，质点不能到达Q点 C．W＝mgR/2，质点到达Q点后， 继续上升一段距离
D．W＜mgR/2，质点到达Q点后， 继续上升一段距离
谢谢！
3、机车运动在水平面上，有F - F阻 = ma。
方式1、以恒定的功率启动〔P恒〕
速度v F P恒
v
P P恒
a F - F阻 m
F F牵 F阻
当F F阻时， a0 v达到最大vm
v vm
0
t
0
t
0
匀速行驶
vm
P恒 F阻
t
2.恒加速度启动
反思总结 三个重要关系式 (1)无论哪种启动过程，机车的最大速度都等于其匀速运动 时的速度，即 vm＝FPmin＝FP阻(式中 Fmin 为最小牵引力，其 值等于阻力 F 阻)． (2)机车以恒定加速度启动的运动过程中，匀加速过程结束 时，功率最大，速度不是最大，即 v＝FP<vm＝FP阻. (3)机车以恒定功率运行时，牵引力做的功 W＝Pt.由动能定 理：Pt－F 阻 x＝ΔEk.此式经常用于求解机车以恒定功率启 动过程的位移大小．

【解题指导】解答本题需要把握以下三点： (1)根据平抛运动规律可以求出水平位移。 (2)根据平抛运动开始时的机械能等于落地瞬间的机械能可以 求出落地瞬间的动能。 (3)根据动能定理可求出初速度。 【解析】(1)由平抛运动规律，有 竖直方向h= 1 gt2
2 水平方向s=vt 得水平距离s=v 2=h 0.90 m
专题三 动能定理和能量守恒定律 第5讲 功 功率 动能定理
【体系构建】
【核心自查】 一、功的分析与判断 1.常见功的特点
功
重力的功
静摩擦力的功 滑动摩擦力的功 一对静摩擦力的功
特点、计算公式
与路径无关，只与初、末位置有关， |WG|= _m_g_h_(h为初、末位置的高度差)
可以做正功、负功、不做功 可以做正功、负功、不做功
【拓展提升】 【考题透视】在历年的高考中，很少出现简单、单独考查功和 功率的计算，一般将其放在与功能关系、物体的运动等综合问 题中一起考查。并且对于功和功率的考查一般以选择题形式出 现，题目难度以中档题为主。
【借题发挥】1.功率的计算
2.对于功和功率的理解与计算问题的解决，一般应注意以下几
点：
t 确。
【热点考向2】机车启动问题分析
【典题训练3】(2011·浙江高考)节能混合动力车是一种可以利
用汽油及所储存电能作为动力来源的汽车。有一质量m=1 000 kg
的混合动力轿车，在平直公路上以v1=90 km/h 匀速行驶，发动机 的输出功率为P=50 kW。当驾驶员看到前方有80 km/h的限速标志
(2)在减速过程中，发动机只有 1P用于轿车的牵引。根据动能 5
定理
1 5
Pt

F阻 L

1 2
mv22