高中物理第四章机械能和能源1功2功率习题课课件教科版必修2
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高中物理-第四章 机械能和能源 功(二) 课件
P0 T vm =5.1 104 W
v1 =1m/s
v2 =at P '=Fv2 =2.04
104 W
t=
v1 =5s a
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课堂要点小结
以恒定功率启动 机车的启动问题
以恒定加速度启动
返回
自我检测区
123
123
1．(机车启动问题分析)一辆轿车质
v
量为m，在平直公路上运行，启动 阶段轿车牵引力保持不变，而后以
a
F -f
vm
额定功率继续行驶，经过一定时间， 其速度由零增大到最大值vm，若所
m
F f ma
v1
受阻力恒为f.则关于轿车的速度v、 加速度a、牵引力F、功率P的图像
P
F v1
t1
正确的是( ACD)
v1
P f ma
t2 t
F f a0
a
vm
P F
P f
123
2．(机车启动问题分析)质量为m的汽车由静止开始以 加速度a做匀加速运动，经过时间t，汽车达到额定功 率，则下列说法正确的是( ) A．at是汽车额定功率下的速度最大值 B．at不是汽车额定功率下的速度最大值 C．汽车的额定功率是ma2t D．题中所给条件求不出汽车的额定功率
10m/s
t = vm =10s a
的瞬时功率．
10s末发动机达到额定功率
典例精析 机车启动问题
例3 一辆重5 t的汽车，发动机的额
f
F
定功率为80 kW.汽车从静止开始以
加速度a＝1 m/s2做匀加速直线运动，
车受的阻力为车重的0.06倍．(g取10
(2) 5 s末汽车还处于匀加速运动阶段
P=F v
高中物理第四章机械能和能源4动能动能定理习题课课件教科版必修2
答案 13.3 m/s
(3)物体最后停止的位置(距B点多少米). 解析 分析整个过程，由动能定理得 mgH－μmgs＝0－21mv21， 解得s＝21.6 m. 所以物体在轨道上来回运动了10次后，继续运动1.6 m， 故距B点的距离为2 m－1.6 m＝0.4 m. 答案 距B点0.4 m
三、动能定理在平抛运动、圆周运动中的应用 动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动，特别是在 曲线运动中更显示出优越性，所以动能定理常与平抛运动、 圆周运动相结合，解决这类问题要特别注意： (1)与平抛运动相结合时，要注意应用运动的合成与分解的 方法，如分解位移或分解速度求平抛运动的有关物理量.
图2
解析 物体在曲面上的受力情况为：重力、弹力、摩擦力，
其中弹力不做功.设摩擦力做功为Wf，由A→B用动能定理：
mgh＋Wf＝
1 2
mv2－0，代入数据解得Wf＝－32
J.故物体在下
滑过程中克服阻力所做的功为32 J.
答案 32 J
二、利用动能定理分析多过程问题 对于包含多个运动阶段的复杂运动过程，可以选择分段或 全程应用动能定理. 1.分段应用动能定理时，将复杂的过程分割成一个个子过程， 对每个子过程的做功情况和初、末动能进行分析，然后针 对每个子过程应用动能定理列式，然后联立求解.
r 联立两式解得 vC＝ 2gr＝2 2 m/s，
在物体从A点运动到C点的过程中，由动能定理有
mg(H－2r)＋Wf＝12mv2C－0， 代入数据解得Wf＝－0.8 J，所以克服摩擦力做功为0.8 J. 答案 0.8 J
针对训练 如图2所示，物体沿一曲面从A点无初速度下滑， 当滑至曲面的最低点B时，下滑的竖直高度h＝5 m，此时物 体的速度v＝6 m/s.若物体的质量m＝1 kg，g＝10 m/s2，求物 体在下滑过程中克服阻力所做的功.
(3)物体最后停止的位置(距B点多少米). 解析 分析整个过程，由动能定理得 mgH－μmgs＝0－21mv21， 解得s＝21.6 m. 所以物体在轨道上来回运动了10次后，继续运动1.6 m， 故距B点的距离为2 m－1.6 m＝0.4 m. 答案 距B点0.4 m
三、动能定理在平抛运动、圆周运动中的应用 动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动，特别是在 曲线运动中更显示出优越性，所以动能定理常与平抛运动、 圆周运动相结合，解决这类问题要特别注意： (1)与平抛运动相结合时，要注意应用运动的合成与分解的 方法，如分解位移或分解速度求平抛运动的有关物理量.
图2
解析 物体在曲面上的受力情况为：重力、弹力、摩擦力，
其中弹力不做功.设摩擦力做功为Wf，由A→B用动能定理：
mgh＋Wf＝
1 2
mv2－0，代入数据解得Wf＝－32
J.故物体在下
滑过程中克服阻力所做的功为32 J.
答案 32 J
二、利用动能定理分析多过程问题 对于包含多个运动阶段的复杂运动过程，可以选择分段或 全程应用动能定理. 1.分段应用动能定理时，将复杂的过程分割成一个个子过程， 对每个子过程的做功情况和初、末动能进行分析，然后针 对每个子过程应用动能定理列式，然后联立求解.
r 联立两式解得 vC＝ 2gr＝2 2 m/s，
在物体从A点运动到C点的过程中，由动能定理有
mg(H－2r)＋Wf＝12mv2C－0， 代入数据解得Wf＝－0.8 J，所以克服摩擦力做功为0.8 J. 答案 0.8 J
针对训练 如图2所示，物体沿一曲面从A点无初速度下滑， 当滑至曲面的最低点B时，下滑的竖直高度h＝5 m，此时物 体的速度v＝6 m/s.若物体的质量m＝1 kg，g＝10 m/s2，求物 体在下滑过程中克服阻力所做的功.
教科必修2《第四章机械能和能源2.功率》94PPT课件一等奖
解析 答案
(2)新型电动车从静止开始，以加速度a＝0.5 m/s2做匀加速直线运动，求 这一过程能维持的时间；
答案 40 s
解析 电动车做匀加速运动时有F1－f＝ma 解得牵引力F1＝3 000 N 设电动车刚达到额定功率时的速度为v1，得P＝F1v1 则 v1＝FP1＝603×001003 m/s＝20 m/s 设电动车匀加速运动的时间为t，则有v1＝at 解得 t＝va1＝02.05 s＝40 s
AB段
过程 分析
运动 性质
F＝F阻⇒a＝0 ⇒F阻＝vPm 以v速直线运动
BC段
F＝F阻⇒a＝0⇒以vm＝PF额阻 做匀速直线运动
2.三个重要关系式 (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过程中，匀加速过程结束时，功率最大，但 速度不是最大，v＝PF<vm＝FP阻. (3)机车以恒定功率启动时，牵引力做的功W＝Pt.由动能定理得：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.
例2.一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
图5
√
解析 答案
例3.国家十三五规划中提出实施新能源汽车推广计划，提高电动车产业化水 平.假设有一辆新型电动车，质量m＝2×103 kg，额定功率P＝60 kW，当该 电动车在平直水平路面上行驶时，受到的阻力f是车重的0.1倍，g＝10 m/s2. (1)求新型电动车在此路面上行驶所能达到的最大速度； 答案 30 m/s 解析 当电动车速度达到最大时电动车的牵引力与阻力平衡，即F＝f f＝kmg＝0.1×2×103×10 N＝2 000 N 由P＝Fvm＝fvm 得 vm＝Pf ＝602×001003 m/s＝30 m/s
(2)新型电动车从静止开始，以加速度a＝0.5 m/s2做匀加速直线运动，求 这一过程能维持的时间；
答案 40 s
解析 电动车做匀加速运动时有F1－f＝ma 解得牵引力F1＝3 000 N 设电动车刚达到额定功率时的速度为v1，得P＝F1v1 则 v1＝FP1＝603×001003 m/s＝20 m/s 设电动车匀加速运动的时间为t，则有v1＝at 解得 t＝va1＝02.05 s＝40 s
AB段
过程 分析
运动 性质
F＝F阻⇒a＝0 ⇒F阻＝vPm 以v速直线运动
BC段
F＝F阻⇒a＝0⇒以vm＝PF额阻 做匀速直线运动
2.三个重要关系式 (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过程中，匀加速过程结束时，功率最大，但 速度不是最大，v＝PF<vm＝FP阻. (3)机车以恒定功率启动时，牵引力做的功W＝Pt.由动能定理得：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.
例2.一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
图5
√
解析 答案
例3.国家十三五规划中提出实施新能源汽车推广计划，提高电动车产业化水 平.假设有一辆新型电动车，质量m＝2×103 kg，额定功率P＝60 kW，当该 电动车在平直水平路面上行驶时，受到的阻力f是车重的0.1倍，g＝10 m/s2. (1)求新型电动车在此路面上行驶所能达到的最大速度； 答案 30 m/s 解析 当电动车速度达到最大时电动车的牵引力与阻力平衡，即F＝f f＝kmg＝0.1×2×103×10 N＝2 000 N 由P＝Fvm＝fvm 得 vm＝Pf ＝602×001003 m/s＝30 m/s
教科必修2《第四章机械能和能源2.功率》69PPT课件一等奖
一、功率的含义：
功率是表示力对物体做功的快慢的物理量， 是能量转化快慢的量度。
1.定义：力对物体所做功W与做功所用时间t 的比值叫做功率。
2.功率的表达式:
功 功率＝
时间
W
P=
t
3.单位：瓦特（W） 1w=1J/S
换算关系：1KW=103W 1MW=106W
（说明：功率是标量）
巩固练习：
关于功率说法正确的（ A D ） A 功率是表示物体做功快慢的物理量 B 力做功越多，它的功率就越大 C 力做功时间短，它的功率越大 D 完成相同的功，用的时间越长，功 率就一定越小
3、当v 一定时，F 和 P 有什么关系？
成正比。故要增大牵引力就必须要增大机器的输出功率
巩固练习：
D 关于功率以下说法中正确的是（
）
A、据 P=W/t可知，机器做功越多，其功率就越大
B、据 P=Fv可知，汽车牵引力一定与速度成反比
C、据 P=W/t可知，只要知道时间t内机器所做的功， 就可以求得这段时间内任一时刻机器做功的功率
例如： 起重机吊起货物的功率是指钢绳拉力的功率
汽车的功率通常是指汽车牵引力的功率
三、功率，力和速度之间的关系：
P＝ Wt
W＝Fxcosα
P＝
Fxcosα
t
v＝
x
t
P＝Fvcosα
若 v表示平均 速度，则P 表 示平均功率
若v表示瞬时速度， 则P 表示瞬时功率
P＝F v cosα
P＝—Wt —
当F与v同方向
D、根据 P=Fv可知，发动机功率一定时，交通工具的 牵引力与运动速度成反比。
应用：汽车爬坡 时必须使用低速 档
小结：
新科教版必修2第四章机械能和能源第二节《功率》课件(32张ppt)
F2
F
α
F1
v
P＝vFcosα
说明
若 v表示平均 速度，则P 表 示平均功率
若v表示瞬时速度， 则P 表示瞬时功率
P＝F v cosα
当F与v同方 向时（α＝ 0），P＝Fv
对于公式 P = F v
1、当P 一定时，F 和 v 有什么关系？
2、当F 一定时，P 和 v 有什么关系？
3、当v 一定时，F 和 P 有什么关系？
解:已知m=1.0kg g= 10m/s2 (1)h1=1/2gt2=20m,WG=FS=mgh1=200J, 所以:前2S内重力对物体做功的功率为: P=WG/t=100W (2)第2S末的速度Vt=gt=20m/s 公式P=FV可知: P=FV=mgVt=200W
6、卡车在水平公路上行驶，发动机的输出功率为 66 kW，卡车所受阻力随行驶速度而增大，在这个 输出功率下卡车以最大速度行驶时的阻力为 3.0×103N。求此最大速度。【答案】vm= 22 m/s
第四章 机械能和能源 第二节 功率
温故知新：
一、功的概念： 如果一个物体受到力的作用，且物体在力 的方向上发生一段位移，这个力对物体做 了功。
二、功的表达式： WFc xo s
三、各种能量的转化需要靠做功来实现
观察思考 （a）人和起重器向同一艘船上搬运同样数量的 物品，做了相同的功，起重器所用的时间比人所 用的时间少得 多，这说明起 重器比人做功 快得多。
P＝F v
机车的瞬 时速度
发动机的牵引力
类型1：机车以恒定功率 P 启动
v↑
F↓＝→vP↑
a↓＝
F↓－F→阻 →m
当F=F阻时，
a＝0 ，v达到
最大
高中物理第四章机械能和能源第2节功率课件教科教科高一物理课件
为 10 t，设阻力恒定，且为车重的110，求：(g 取 10 m/s2) (1)汽车在运动过程中所能达到的最大速度为多大？ (2)若汽车以 0．5 m/s2 的加速度从静止开始做匀加速直线运动， 这一过程能维持多长时间？ (3)若汽车以额定功率从静止启动后，当汽车的加速度为 2 m/s2 时，速度多大？
12/11/2021
第十一页，共四十四页。
[解析] 功率 P＝Wt ，表示单位时间内所做的功．当 t 一定时， W 越大，P 越大；当 W 一定时，t 越小，P 越大，单纯只强 调两个因素中的一个，而不说明另一个因素情况的说法是错 误的，故 A、B 错误；如果 W 小，但当 t 很小时，P 也可能 很大；如果 W 较大，但 t 很大时，P 也可能较小，所以 C 正 确；由 P＝Wt 可知 P 是表示做功快慢的物理量，P 越大反映 的是单位时间内做功越多，也就是做功越快，D 正确． [答案] CD
是车重的 0．1 倍．让车保持额定功率为 60 kW，从静止开始 行驶，求：(g 取 10 m/s2) (1)汽车达到的最大速度 vm； (2)汽车车速 v1＝2 m/s 时的加速度大小． [思路点拨] 汽车的功率即为牵引力的功率，则 P＝Fv，当 F ＝f 时，速度为 vm；当汽车以额定功率启动时 P＝P0 不变， 可由 F＝Pv0求解不同速度对应的牵引力．
12/11/2021
第四页，共四十四页。
二、功率、力和速度之间的关系 1．功率与速度的关系：P＝__F_v___． 2．在 P＝Fv 中，若 v 是物体的平均速度，则 P 表示时间 t 内的_平__均__功__率___；若 v 是瞬时速度，则 P 表示该时刻的 _瞬__时___功__率__． 3．汽车上坡时，司机换用低速挡，加大油门，可以得到较大 的动力．
12/11/2021
第十一页，共四十四页。
[解析] 功率 P＝Wt ，表示单位时间内所做的功．当 t 一定时， W 越大，P 越大；当 W 一定时，t 越小，P 越大，单纯只强 调两个因素中的一个，而不说明另一个因素情况的说法是错 误的，故 A、B 错误；如果 W 小，但当 t 很小时，P 也可能 很大；如果 W 较大，但 t 很大时，P 也可能较小，所以 C 正 确；由 P＝Wt 可知 P 是表示做功快慢的物理量，P 越大反映 的是单位时间内做功越多，也就是做功越快，D 正确． [答案] CD
是车重的 0．1 倍．让车保持额定功率为 60 kW，从静止开始 行驶，求：(g 取 10 m/s2) (1)汽车达到的最大速度 vm； (2)汽车车速 v1＝2 m/s 时的加速度大小． [思路点拨] 汽车的功率即为牵引力的功率，则 P＝Fv，当 F ＝f 时，速度为 vm；当汽车以额定功率启动时 P＝P0 不变， 可由 F＝Pv0求解不同速度对应的牵引力．
12/11/2021
第四页，共四十四页。
二、功率、力和速度之间的关系 1．功率与速度的关系：P＝__F_v___． 2．在 P＝Fv 中，若 v 是物体的平均速度，则 P 表示时间 t 内的_平__均__功__率___；若 v 是瞬时速度，则 P 表示该时刻的 _瞬__时___功__率__． 3．汽车上坡时，司机换用低速挡，加大油门，可以得到较大 的动力．
教科必修2《第四章机械能和能源习题》17PPT课件一等奖
• 第3题
【机械能守恒问题】（3、7）
• 第7题，综合竖直面内圆周运动实例分析。 • 对于过A点的条件的理解
• 写出由D到A的机械能守恒定律表达式，综合平抛运动规律
【动能定理】（第8题）
• 受力分析、动能定理、运动学规律
二、实验题
• 第9题
• 常见错误
EP
1 2
k x2
• 待测量：劲度系数k，弹簧压缩量x
第四章 机械能和能源
章末练习评讲
一、选择题
平均正确率:46%
12345678 53% 80% 55% 39% 76% 29% 33% 4%
【能量守恒】（第1题）
【功和功率】（2、4、6）
• 解题关键：受力分析，W Fxcos、P Fvcos 、
PW t
• 辅助知识：运动学相关公式，平衡方程，牛顿第 二定律方程
• 正确思路：机械能守恒定律
二、实验题
• 第10题
【功和功率】（第2题） 快速解答：动能定理、能量守恒观点
【功和功率】（第4题）
• 受力分析
P Fvcos P Fv
• 牛顿第二定律、运动学公式解出速度
• 有没有别的方法呢？
【功和功率】（5题）
• 分段分析
【机械能守恒问题】（3、7）
【机械能守恒问题】（3、7）
• 第7题，综合竖直面内圆周运动实例分析。 • 对于过A点的条件的理解
• 写出由D到A的机械能守恒定律表达式，综合平抛运动规律
【动能定理】（第8题）
• 受力分析、动能定理、运动学规律
二、实验题
• 第9题
• 常见错误
EP
1 2
k x2
• 待测量：劲度系数k，弹簧压缩量x
第四章 机械能和能源
章末练习评讲
一、选择题
平均正确率:46%
12345678 53% 80% 55% 39% 76% 29% 33% 4%
【能量守恒】（第1题）
【功和功率】（2、4、6）
• 解题关键：受力分析，W Fxcos、P Fvcos 、
PW t
• 辅助知识：运动学相关公式，平衡方程，牛顿第 二定律方程
• 正确思路：机械能守恒定律
二、实验题
• 第10题
【功和功率】（第2题） 快速解答：动能定理、能量守恒观点
【功和功率】（第4题）
• 受力分析
P Fvcos P Fv
• 牛顿第二定律、运动学公式解出速度
• 有没有别的方法呢？
【功和功率】（5题）
• 分段分析
【机械能守恒问题】（3、7）
教科版高中物理必修第二册精品课件 第四章 机械能及其守恒定律 1 功
对物体做功的条件是有力和沿力的方向上发生位移,两个条件同时满足则
力就对物体做功,选项D正确。
2.(2021江苏南通如皋中学检测)如图所示,一小孩和一大人都以水平的力
匀速推动相同的木箱在相同的路面走同样的位移(推箱的速度大小如图中
所注),比较此过程中两人分别对木箱做的功,下列说法正确的是( C
)
A.大人做的功多
方向上没有位移,人对花没有做功;丙图中,拖把在人对它的力的方向上发
生了位移,人对拖把做功。
【方法突破】
1.公式W=Fxcos α的理解与应用
(1)在使用公式W=Fxcos α计算功时,公式中各量W、F、x都要取国际单位
制单位。
(2)功是一个标量,只有大小没有方向,因此合力做的功等于各个力做功的
代数和,或者等于合力所做的功。
数和W斜=Wf+WN=0;各个力对物体所做的总功等于各力做功的代数和,即
W总=Wf+WN+WG=0,故选项B正确。
探究二
对正功和负功的理解
【情境探究】
(1)如图甲所示,前面的人向前拉车,后面的人向后拉车,两个人分别对车做
了什么功呢?
(2)如图乙所示,推出的铅球在空中运动的过程中,重力对铅球的做功情况
)
(3)功有正、负之分,若某个力对物体做负功,表明这个力对该物体的运动
起阻碍作用。( √
)
)
合格考试练一练
1.滑滑梯时,在小孩下滑过程中,下列关于各力做功的说法正确的是( A
A.重力做正功
B.支持力做负功
C.支持力做正功
D.摩擦力做正功
)
解析 小孩在下滑过程中,重力和位移方向的夹角小于90°,重力做正功;支
移的方向垂直,故支持力不做功,A、B错误;因为物块随传送带一起匀速向
力就对物体做功,选项D正确。
2.(2021江苏南通如皋中学检测)如图所示,一小孩和一大人都以水平的力
匀速推动相同的木箱在相同的路面走同样的位移(推箱的速度大小如图中
所注),比较此过程中两人分别对木箱做的功,下列说法正确的是( C
)
A.大人做的功多
方向上没有位移,人对花没有做功;丙图中,拖把在人对它的力的方向上发
生了位移,人对拖把做功。
【方法突破】
1.公式W=Fxcos α的理解与应用
(1)在使用公式W=Fxcos α计算功时,公式中各量W、F、x都要取国际单位
制单位。
(2)功是一个标量,只有大小没有方向,因此合力做的功等于各个力做功的
代数和,或者等于合力所做的功。
数和W斜=Wf+WN=0;各个力对物体所做的总功等于各力做功的代数和,即
W总=Wf+WN+WG=0,故选项B正确。
探究二
对正功和负功的理解
【情境探究】
(1)如图甲所示,前面的人向前拉车,后面的人向后拉车,两个人分别对车做
了什么功呢?
(2)如图乙所示,推出的铅球在空中运动的过程中,重力对铅球的做功情况
)
(3)功有正、负之分,若某个力对物体做负功,表明这个力对该物体的运动
起阻碍作用。( √
)
)
合格考试练一练
1.滑滑梯时,在小孩下滑过程中,下列关于各力做功的说法正确的是( A
A.重力做正功
B.支持力做负功
C.支持力做正功
D.摩擦力做正功
)
解析 小孩在下滑过程中,重力和位移方向的夹角小于90°,重力做正功;支
移的方向垂直,故支持力不做功,A、B错误;因为物块随传送带一起匀速向