物理2018屆高考新課標(biāo)版第一輪總復(fù)習(xí)打包老師搜集第五章第一節(jié)

第五章機(jī)械能及其守恒定律第五章機(jī)械能及其守恒定律第一節(jié) 功和功率第五章機(jī)械能及其守恒定律一、功和物體在力的方向上發(fā)生做功．其中α

為F、l

方向間夾角，l

為物體對(duì)地的位移．力1．做功的兩個(gè)必要條件：的

位移

．2．公式：W＝

Flcos

α

．適用于恒力3．功的正、負(fù)的判斷α<90°，力對(duì)物體做

正

功．α>90°，力對(duì)物體做

負(fù)

功，或說物體克服該力做功．α＝90°，力對(duì)物體不做功．提示：(1)×(2)√(3)×(4)√(5)×3．公式二、功率定義：功與完成這些功所用時(shí)間的

比值

．物理意義：描述力對(duì)物體做功的

快慢

．W定義式：P＝

t

，P

為時(shí)間

t

內(nèi)的

平均功率

．推論式：P＝

Fvcos

α

_．(α

為

F

與

v

的夾角)DB提示：B

做自由落體運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間

t

＝2hg

.A

做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，a＝gsin

θ，根據(jù)

h

1sin

θ

22A＝

gsin

θt

得，At

＝gsin2θ

2h

，可知tA＞tB.重力做功相等，根據(jù)P

＝WGt知，PAB＜P

，A、B

錯(cuò)誤．根據(jù)動(dòng)能定理，mgh＝1mv2

得，兩物體到達(dá)地面時(shí)的速度大小均為v＝22gh

.A

物體重力的瞬時(shí)功率PA

＝mgvsin

θ，B

物體重力的瞬時(shí)功率PB＝mgv.則PA＜PB.C

錯(cuò)誤，D

正確．2．合力做功的計(jì)算方法法一：先求合力F合，再用W

合＝F

合lcos

α

求功．法二：先求各個(gè)力做的功W1、W2、W3……，再應(yīng)用W

合＝W1＋W2＋W3＋……求合力做的功．[審題指導(dǎo)]

W＝F·lcos

α

可以理解為功等于力與力方向上的位移的乘積．[答案]

見解析B解析：人對(duì)車施加了三個(gè)力，分別為壓力、推力F、靜摩擦力f，根據(jù)力做功的公式及作用力和反作用力的關(guān)系判斷做正功還是負(fù)功．當(dāng)車勻速前進(jìn)時(shí)，人對(duì)車廂壁的推力F

做的功為WF＝Fs，靜摩擦力做的功為Wf＝－fs，人處于平衡狀態(tài)，根據(jù)作用力與反作用力的關(guān)系可知，F(xiàn)＝f，則人對(duì)車做的總功為零，故A錯(cuò)誤；當(dāng)車加速前進(jìn)時(shí)，人處于加速狀態(tài)，車廂對(duì)人的靜摩擦力f′向右且大于車廂壁對(duì)人的作用力F′，所以人對(duì)車廂的靜摩擦力f

向左，靜摩擦力做的功Wf＝－fs，人對(duì)車廂的推力F方向向右，做的功為WF＝Fs，因?yàn)閒>F，所以人對(duì)車做的總功為負(fù)功，故B

正確，D

錯(cuò)誤；同理可以證明當(dāng)車減速前進(jìn)時(shí)，人對(duì)車做的總功為正功，故C

錯(cuò)誤．C2

1解析：物體兩次的加速度之比a

∶a

＝2vvt

∶t

＝2∶1，位移之2

122

1比l

∶l

＝2v

∶vt＝2∶1，摩擦力之比f

∶f

＝1∶1，由牛頓2

t第二定律得F－f＝ma，則拉力之比F2∶F1＝(ma2＋f)∶(ma1＋f)<2，做功之比WF2∶WF1＝(F2·l2)∶(F1·l1)<4，Wf2∶Wf1＝(－f2·l2)∶(－f1·l1)＝2∶1，故C

正確．ABD重力做功為mgL懸線的拉力做功為0空氣阻力F

阻做功為－mgL1D．空氣阻力F

阻做功為－2F

阻πL解析：由重力做功特點(diǎn)得重力做功為：WG＝mgL，A

正確；懸線的拉力始終與v

垂直，不做功，B

正確；由微元法可求1得空氣阻力做功為：WF

阻＝－2F

阻πL，D

正確．(4)當(dāng)變力大小不變，方向在變化且力的方向始終與速度方向相同或相反時(shí)，功可用力與路程的乘積計(jì)算．(5)用變力F

隨位移x

的變化圖象與x

軸所圍的“面積”計(jì)算功．注意x

軸上下兩側(cè)分別表示正、負(fù)功．2．瞬時(shí)功率的計(jì)算利用公式P＝F·vcos

α，其中v

為t

時(shí)刻的瞬時(shí)速度．P＝F·vF，其中vF

為物體的速度v

在力F

方向上的分速度．P＝Fv·v，其中Fv

為物體受的外力F在速度v方向上的分力．BDA．3t0

時(shí)刻的瞬時(shí)功率為5F2t0

0mB．3t0

時(shí)刻的瞬時(shí)功率為15F2t0

0mC．在t＝0

到3t0這段時(shí)間內(nèi)，水平力的平均功率為23F2t0

04mD．在t＝0

到3t0這段時(shí)間內(nèi)，水平力的平均功率為25F2t0

06m[審題指導(dǎo)]

(1)求瞬時(shí)功率時(shí)，先明確所用公式，再確定該時(shí)刻的力和速度．(2)求平均功率時(shí)，先明確所用公式及研究的過程，再確定功和時(shí)間．[解析]

2t02

1時(shí)刻速度大小v

＝a

·02t

＝2F0m0t

，03t

時(shí)刻的速度大小為v3＝v2＋a2t0＝0mF

3F00·2t0＋

m

·t

＝5F

t0

0m0，3t

時(shí)刻力F＝3F0，所以瞬時(shí)功率P＝3F0·v3＝15F2tm0

0，A

錯(cuò)、B

對(duì)；0～0

0

1

0

21

F03t

時(shí)間段，水平力對(duì)物體做功W＝F

x

＋3F

x

＝F0×2·

m(2t0)2＋3F0·v2＋v32t0＝25F2t20

02m，平均功率

P＝

＝W

25F2tt

6m0

0，C錯(cuò)、D

對(duì)．ABD解析：對(duì)艦載機(jī)應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v2－02＝2ax，即802＝2·a·100，得加速度a＝32

m/s2，選項(xiàng)D

正確；設(shè)總推力為F，對(duì)艦載機(jī)應(yīng)用牛頓第二定律可知：F－20%F＝ma，得F＝1.2×106

N，而發(fā)動(dòng)機(jī)的推力為1.0×105

N，則彈射器的推力為F推＝(1.2×106－1.0×105)N＝1.1×106

N，選項(xiàng)A正確；彈射器對(duì)艦載機(jī)所做的功為W＝F

推·l＝1.1×108

J，選項(xiàng)B正確；彈射過程所用的時(shí)間為tv＝a＝3280

s＝2.5

s，平均功率WP＝

t

＝1.1×1082.57W＝4.4×10

W，選項(xiàng)C

錯(cuò)誤．兩種方式以恒定功率啟動(dòng)以恒定加速度啟動(dòng)P－t圖和v－t圖兩種方式以恒定功率啟動(dòng)以恒定加速度啟動(dòng)OA段過程分析v↑?F＝P（不變）↓vF－F阻?a＝

m

↓a

F－F阻＝

m

不變?F

不變，v↑?P＝Fv↑直到P

額＝Fv1運(yùn)動(dòng)性質(zhì)加速度減小的加速直線運(yùn)動(dòng)勻加速直線運(yùn)動(dòng)，v1維持時(shí)間t0＝

a兩種方式以恒定功率啟動(dòng)以恒定加速度啟動(dòng)AB段過程分析F＝F

阻?a＝0?

P

F

阻＝vmv↑?F

P額↓?a＝＝

vF－F阻m

↓運(yùn)動(dòng)性質(zhì)以vm

做勻速直線運(yùn)動(dòng)加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)BC

段無F＝F

阻?a＝0?以vm＝P額F

勻速運(yùn)動(dòng)阻[審題指導(dǎo)]

(1)達(dá)到最大速度時(shí)，汽車處于什么狀態(tài)？v＝5

m/s時(shí)，牽引力多大？以加速度0.5

m/s2啟動(dòng)時(shí)，牽引力多大？此階段能達(dá)到的最大速度為多少？[解析]

(1)當(dāng)汽車的加速度為零時(shí)，汽車的速度

v

達(dá)到最大值vm，此時(shí)牽引力與阻力相等，故最大速度為P

P60×103vm＝F＝Ff＝0.1×5

000×10

m/s＝12

m/sv＝5

m/s時(shí)的牽引力PF1＝v＝60×10354N＝1.2×10

N，1

f由F

－F

＝ma得：a＝F1－Ffm＝1.2×104－0.1×5×103×105×103m/s2＝1.4

m/s2.(2)當(dāng)汽車以a′＝0.5

m/s2

的加速度啟動(dòng)時(shí)的牽引力F2＝ma′＋Ff＝(5

000×0.5＋0.1×5×103×10)

N＝7

500

N勻加速運(yùn)動(dòng)能達(dá)到的最大速度為mv′

＝

PF2＝60×1037

500m/s＝8

m/s由于此過程中汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，滿足v′m＝a′t故勻加速過程能維持的時(shí)間t＝

a′

0.5v′m＝8

s＝16

s.

[答案] (1)12

m/s 1.4

m/s2

(2)16

sB解析：車以最大速率行駛時(shí)，牽引力F

等于阻力Ff，即F＝fF

＝kmg.由P1＝k

mg12v

及P＝k

mg2

2k1k21v

，得

v

＝

v

，故

B

正確．(2)若賽車先單獨(dú)啟動(dòng)電力發(fā)動(dòng)機(jī)從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過t1

時(shí)間達(dá)到額定功率，然后以燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率單獨(dú)啟動(dòng)繼續(xù)加速，又經(jīng)過t2時(shí)間達(dá)到最大速度v0，賽車總質(zhì)量為m，求賽車的整個(gè)加速距離．解析：(1)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)工作，P＝F1v1＝fv1兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)工作，P＋3P

F

v

＝fv4

＝

2

2

22最大速度v

＝17v4＝210

km/h.(2)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為P，最大速度為v0，阻力f＝

Pv03P勻加速過程功率隨時(shí)間均勻增加，發(fā)動(dòng)機(jī)的平均功率為8

，設(shè)總路程為s，由動(dòng)能定理有3P

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