2019年度高考物理一輪復習 第五章 機械能 第1講 功和功率學案.doc

《2019年度高考物理一輪復習 第五章 機械能 第1講 功和功率學案.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2019年度高考物理一輪復習 第五章 機械能 第1講 功和功率學案.doc（17頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

第1講　功和功率 一、功 1.定義：一個物體受到力的作用，如果在力的方向上發(fā)生了一段位移，就說這個力對物體做了功. 2.必要因素：力和物體在力的方向上發(fā)生的位移. 3.物理意義：功是能量轉化的量度. 4.計算公式 (1)恒力F的方向與位移l的方向一致時：W＝Fl. (2)恒力F的方向與位移l的方向成某一夾角α時：W＝Flcos α. 5.功的正負 (1)當0≤α<時，W>0，力對物體做正功. (2)當<α≤π時，W<0，力對物體做負功，或者說物體克服這個力做了功. (3)當α＝時，W＝0，力對物體不做功. 6.一對作用力與反作用力的功 做功情形 圖例 備注 都做正功 (1)一對相互作用力做的總功與參考系無關 (2)一對相互作用力做的總功W＝Flcosα.l是相對位移，α是F與l間的方向夾角 (3)一對相互作用力做的總功可正、可負，也可為零 都做負功 一正一負 一為零 一為正 一為負 7.一對平衡力的功 一對平衡力作用在同一個物體上，若物體靜止，則兩個力都不做功；若物體運動，則這一對力所做的功一定是數值相等，一正一負或均為零. 自測1　(多選)質量為m的物體靜止在傾角為θ的斜面上，斜面沿水平方向向右勻速移動了距離s，如圖1所示，物體m相對斜面靜止.則下列說法正確的是(　　) 圖1 A.重力對物體m做正功 B.合力對物體m做功為零 C.摩擦力對物體m做負功 D.支持力對物體m做正功 答案　BCD 二、功率 1.定義：功與完成這些功所用時間的比值. 2.物理意義：描述力對物體做功的快慢. 3.公式： (1)P＝，P為時間t內物體做功的快慢. (2)P＝Fv ①v為平均速度，則P為平均功率. ②v為瞬時速度，則P為瞬時功率. ③當力F和速度v不在同一直線上時，可以將力F分解或者將速度v分解. 自測2　(多選)關于功率公式P＝和P＝Fv的說法正確的是(　　) A.由P＝知，只要知道W和t就可求出任意時刻的功率 B.由P＝Fv既能求某一時刻的瞬時功率，也可以求平均功率 C.由P＝Fv知，隨著汽車速度的增大，它的功率也可以無限增大 D.由P＝Fv知，當汽車發(fā)動機功率一定時，牽引力與速度成反比 答案　BD 自測3　兩個完全相同的小球A、B，在某一高度處以相同大小的初速度v0分別沿水平方向和豎直方向拋出，不計空氣阻力，如圖2所示，則下列說法正確的是(　　) 圖2 A.兩小球落地時速度相同 B.兩小球落地時，重力的瞬時功率相同 C.從開始運動至落地，重力對兩小球做的功相同 D.從開始運動至落地，重力對兩小球做功的平均功率相同 答案　C 命題點一　功的分析和計算 1.常用辦法 對于恒力做功利用W＝Flcosα；對于變力做功可利用動能定理(W＝ΔEk)；對于機車啟動問題中的恒定功率啟動問題，牽引力的功可以利用W＝Pt. 2.幾種力做功比較 (1)重力、彈簧彈力、電場力、分子力做功與位移有關，與路徑無關. (2)滑動摩擦力、空氣阻力、安培力做功與路徑有關. (3)摩擦力做功有以下特點： ①單個摩擦力(包括靜摩擦力和滑動摩擦力)可以做正功，也可以做負功，還可以不做功. ②相互作用的一對靜摩擦力做功的代數和總等于零；相互作用的一對滑動摩擦力做功的代數和不為零，且總為負值. ③相互作用的一對滑動摩擦力做功過程中會發(fā)生物體間機械能轉移和機械能轉化為內能的情況，內能Q＝Ffx相對. 類型1　恒力功的分析和計算 例1　如圖3所示，質量為m的物體置于傾角為θ的斜面上，物體與斜面間的動摩擦因數為μ，在外力作用下，斜面以加速度a沿水平方向向左做勻加速直線運動，運動中物體m與斜面體相對靜止.則關于斜面對m的支持力和摩擦力的下列說法中錯誤的是(　　) 圖3 A.支持力一定做正功 B.摩擦力一定做正功 C.摩擦力可能不做功 D.摩擦力可能做負功 答案　B 解析　支持力方向垂直斜面向上，故支持力一定做正功.而摩擦力是否存在需要討論，若摩擦力恰好為零，物體只受重力和支持力，如圖所示，此時加速度a＝gtanθ.當a>gtanθ時，摩擦力沿斜面向下，摩擦力與位移夾角小于90，則做正功；當atanθ，傳送帶的速度為v(v0tanθ，則有μmgcosθ>mgsinθ，傳送帶的速度為v(v0(M＋m)gvcosθ，B錯誤，C正確；由功能關系知此過程中貨車拉力做的功等于貨箱和貨物整體動能的增加量和重力勢能的增加量，大于(M＋m)gh，故D錯誤. 14.國家十三五規(guī)劃中提出實施新能源汽車推廣計劃，提高電動車產業(yè)化水平.假設有一輛新型電動車，質量m＝2103kg，額定功率P＝60kW，當該電動車在平直水平路面上行駛時，受到的阻力Ff是車重的0.1倍，g＝10m/s2. (1)求新型電動車在此路面上行駛所能達到的最大速度； (2)新型電動車從靜止開始，以加速度a＝0.5m/s2做勻加速直線運動，求這一過程能維持的時間； (3)新型電動車從靜止開始，保持額定功率做加速運動，則經50s達到最大速度，求此過程中新型電動車的位移大小. 答案　(1)30m/s　(2)40s　(3)1050m 解析　(1)當電動車速度達到最大時電動車的牽引力與阻力平衡，即F＝Ff Ff＝kmg＝0.1210310N＝2000N 由P＝Fvm＝Ffvm 得vm＝＝m/s＝30 m/s (2)電動車做勻加速運動時有F1－Ff＝ma 解得牽引力F1＝3000N 設電動車剛達到額定功率時的速度為v1，得P＝F1v1 則v1＝＝m/s＝20 m/s 設電動車勻加速運動的時間為t，則有v1＝at 解得t＝＝s＝40s (3)從靜止到最大速度整個過程有牽引力與阻力做功，由動能定理得Pt2－Ffx＝mvm2 代入數據解得x＝1050m