新教材高中物理第八章機(jī)械能守恒定律核心素養(yǎng)微課4課件新人教版必修第二冊

第八章機(jī)械能守恒定律核心素養(yǎng)微課(四)課題一求變力做功的常用方法4．用微元法求功功的公式只能計(jì)算恒力做功，若一個(gè)力的大小不變，只改變方向時(shí)，可將運(yùn)動(dòng)過程分成很多小段，每一小段內(nèi)F可看成恒力，求出每一小段內(nèi)力F做的功，然后累加起來得到整個(gè)過程中變力所做的功。此種情況下求功的公式為：W＝Fscosα，s指路程。典題1典例剖析C

1．(多選)(2021·海南文昌中學(xué)高一月考)如圖所示，質(zhì)量為m的物體靜止在光滑的水平面上，物體在下列四種變化規(guī)律不同的合外力F作用下都通過相同的位移x0，對點(diǎn)訓(xùn)練下列說法正確的是

(

)A．甲圖和乙圖合外力做功相等B．丙圖和丁圖合外力做功相等C．四個(gè)圖合外力做功均相等D．四個(gè)圖中合外力做功最多的是丙圖AD

解析：F－x圖像中，圖線與x軸圍成的面積表示力F所做的功，由題圖可知，甲、乙所圍的面積相等，丙所圍的面積最大，丁所圍的面積最小，故W丙>W甲＝W乙>W丁，選項(xiàng)AD正確。課題二1．以恒定功率啟動(dòng)：(1)運(yùn)動(dòng)過程分析機(jī)車啟動(dòng)的兩種方式(2)這一過程的P－t圖像和v－t圖像如圖所示：2．以恒定加速度啟動(dòng)：(1)運(yùn)動(dòng)過程分析(2)這一過程的P－t圖像和v－t圖像如圖所示：

在平直路面上運(yùn)動(dòng)的汽車的額定功率為60kW，若其總質(zhì)量為5t，在水平路面上所受的阻力為5×103N。(1)求汽車所能達(dá)到的最大速度；(2)若汽車以0.5m/s2的加速度由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，則這一過程能維持多長時(shí)間？(3)若汽車以額定功率啟動(dòng)，則汽車車速v′＝2m/s時(shí)其加速度為多大？典題1典例剖析答案：(1)12m/s

(2)16s

(3)5m/s2規(guī)律總結(jié)：分析機(jī)車啟動(dòng)全過程必須抓住三點(diǎn)(1)正確分析其物理過程。(2)抓住兩個(gè)基本公式：功率公式P＝Fv，P是機(jī)車的功率，F(xiàn)是機(jī)車的牽引力，v是機(jī)車的速度；當(dāng)機(jī)車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)F＝Ff，當(dāng)機(jī)車勻變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律，得F－Ff＝ma。(3)正確分析公式中各個(gè)物理量在各個(gè)過程中的變化情況。2．(多選)一輛小汽車在水平路面上由靜止啟動(dòng)，在前5s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，5s末達(dá)到額定功率，之后保持額定功率運(yùn)動(dòng)，其v－t圖像如圖所示。已知汽車的質(zhì)量為m＝2×103kg，汽車受到地面的阻力為車重的0.1倍(取g＝10m/s2)則 (

)A．汽車在前5s內(nèi)的牽引力為4×103NB．汽車在前5s內(nèi)的牽引力為6×103NC．汽車的額定功率為60kWD．汽車的最大速度為30m/s對點(diǎn)訓(xùn)練BCD

1．(2021·江蘇南通市高一月考)一輛汽車在平直公路上以額定功率P＝60kW勻速行駛，阻力Ff＝1800N且保持不變，則汽車的速度大小為 (

)A．60km/h B．80km/hC．100km/h

D．120km/h素養(yǎng)達(dá)標(biāo)D

2．“和諧號”動(dòng)車組是在引進(jìn)、消化和吸收國外動(dòng)車組技術(shù)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，由中國自主研發(fā)制造的世界上運(yùn)營速度最高的動(dòng)車組列車之一。如果列車受到的阻力與其運(yùn)行速度的二次方成正比，當(dāng)速度由原來的200km/h提高到現(xiàn)在的300km/h后，機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率要變?yōu)樵瓉淼? (

)A．1.5倍

B．(1.5)2倍C．(1.5)3倍

D．(1.5)4倍C

解析：列車受到的阻力與其運(yùn)行速度的二次方成正比，則有Ff＝kv2，牽引力等于阻力時(shí)速度最大則有機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率P＝Fv＝Ffv＝kv3，所以當(dāng)速度由原來的200km/h提高到現(xiàn)在的300km/h后，機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率要變?yōu)樵瓉淼?1.5)3倍，則C正確；ABD錯(cuò)誤。3．2021年五一小長假，雪晴同學(xué)旅游到一家農(nóng)家樂餐廳就餐時(shí)發(fā)現(xiàn)，店內(nèi)竟有真驢拉磨磨玉米面，如圖所示，假設(shè)驢拉磨的平均用力大小為500N，運(yùn)動(dòng)的半徑為1m，則驢拉磨轉(zhuǎn)動(dòng)一周所做的功為 (

)A．0 B．500JC．500πJ D．1000πJD

解析：由于F的方向保持與作用點(diǎn)的速度方向一致，因此F做功不為零，可否定A答案。由于F的方向保持與作用點(diǎn)的速度方向一致，因此可把圓周劃分成很多小段研究，如圖所示，當(dāng)各小段的弧長Δsi足夠小(Δsi→0)時(shí)，在這Δsi內(nèi)F的方向幾乎與該小段的位移方向重合。故WF＝F·Δs1＋F·Δs2＋F·Δs3＋…＝F·2πR＝1000πJ。(這等效于把曲線拉直)4．一列高速列車總質(zhì)量m＝465t，其額定功率P＝5300kW，在水平直軌道上行駛時(shí)，軌道對列車的阻力F阻是車重的0.018。列車以額定功率工作，取重力加速度g＝1