高考物理一輪總復(fù)習(xí)第1講功和功率講義(含解析新人教版

1、功和功率全國卷3年考情分析考點內(nèi)容考綱要求三年考題201620172018功和功率n卷川T20,動能定理卷川T24,機(jī)械能守恒定律卷 n T16,動能定理卷I T24,機(jī)械能，功能關(guān)系卷川T16,功能關(guān)系卷n T24,動能定理卷I T18,功 能關(guān)系卷n T14,動 能定理卷川T19,功 率、動能定理動能和動能定理n重力做功與重力勢能n功能關(guān)系、機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用n實驗：探究動能定理實驗：驗證機(jī)械能守恒定律卷 I T22第1講功和功率課前雙基落實教材回歸融知新基礎(chǔ)知識填一填知識點1 功1 做功的兩個必要條件(1) 作用在物體上的力(2) 物體在 力的方向上發(fā)生的位移.2. 公式：W Flc

2、os_ a(1) a是力與 位移 方向之間的夾角，l為物體對地的位移.(2) 該公式只適用于恒力做功.功是標(biāo)量.3. 功的正負(fù)判斷夾角功的正負(fù)a V90力對物體做 正功a 力對物體做負(fù)功，或者說物體 克服 這個力做了90功a =90力對物體不做功判斷正誤，正確的劃錯誤的劃“X（1）只要物體受力的同時又有位移發(fā)生，則一定有力對物體做功.（X ）（2）個力對物體做了負(fù)功，則說明這個力一定阻礙物體的運動.（V）（3）滑動摩擦力可能做負(fù)功，也可能做正功；靜摩擦力對物體一定不做功.（X ）（4）作用力做正功時，反作用力一定做負(fù)功.（X ）知識點2 功率1. 定義功與完成這些功所用時間的 比值物理意義：描

3、述力對物體做功的快慢2. 公式（1）p=wy p為時間t內(nèi)的平均功率.（2）P= Fvcos a （ a 為 F 與 V 的夾角） V為平均速度，則 P為 平均功率 V為瞬時速度，則 P為 瞬時功率 3. 額定功率機(jī)械正常工作時的最大輸出功率.4實際功率機(jī)械 實際工作時的功率，要求不大于額定功率.!思樂診肺判斷正誤，正確的劃“V”，錯誤的劃“ X”.W（1）由P=-，只要知道 W和t就可求出任意時刻的功率.（X ）（2）由P= Fv，既能求某一時刻的瞬時功率，也可以求平均功率.（V）（3）由P= Fv知，隨著汽車速度的增大，它的功率也可以無限制地增大.（X ）（4）由P= Fv知，當(dāng)汽車發(fā)動機(jī)

4、功率一定時，牽引力與速度成反比.（V）教材挖掘做一做1. （人教版必修2 P60第2題改編）用起重機(jī)將質(zhì)量為 m的物體勻速吊起一段距離，那 么作用在物體上的各力做功情況應(yīng)是下列說法中的哪一種？（）A. 重力做正功，拉力做負(fù)功，合力做功為零B. 重力做負(fù)功，拉力做正功，合力做正功C. 重力做負(fù)功，拉力做正功，合力做功為零D. 重力不做功，拉力做正功，合力做正功答案：C2. （人教版必修2 P59第1題改編）如圖所示，兩個物體與水平地面間的動摩擦因數(shù)相等，它們的質(zhì)量也相等，在甲圖中用力F1拉物體，在乙圖中用力 F2推物體，夾角均為 a ,兩個物體都做勻速直線運動，通過相同的位移.設(shè)Fi和F2對物體

5、所做的功分別為 W和W,物體克服摩擦力做的功分別為W和W,下列判斷正確的是（)A. Fi = F2B. W= WC. W= WD. W W= W W答案：D3. （人教版必修2 P63第34題改編）（多選）發(fā)動機(jī)額定功率為 80 kW的汽車，質(zhì)量為 2X 103 kg，在水平路面上行駛時汽車所受摩擦阻力恒為4X 103 N，若汽車在平直公路上以額定功率啟動，則下列說法中正確的是（）A汽車的加速度和速度都逐漸增加B. 汽車勻速行駛時，所受的牽引力為零C. 汽車的最大速度為20 m/sD. 當(dāng)汽車速度為 5 m/s時，其加速度為 6 m/s解析：CD 由P= Fv, F Ff = ma可知，在汽車

6、以額定功率啟動的過程中，F(xiàn)逐漸變小,汽車的加速度 a逐漸減小，但速度逐漸增加，當(dāng)勻速行駛時，F(xiàn)= Ff，此時加速度為零，速3P 80 x 10度達(dá)到最大值，則 vm= F = 4x 103 m/s = 20 m/s，故A B錯誤，C正確；當(dāng)汽車速度為 5Pm/s時，由牛頓第二定律得 。F = ma解得a= 6 m/s 2,故D正確.課堂 師生互動熱點考向講練提升考點一功的正負(fù)判斷及恒力做功的計算考點解讀1. 功的正負(fù)的判斷方法（1）恒力做功的判斷：依據(jù)力與位移方向的夾角來判斷.（2）曲線運動中做功的判斷：依據(jù)F與V的方向夾角a來判斷，0in 0 卩mopos 0 = 0,解得F= mgin 0

7、 +卩moposh,0 , F 做的功為 W= FL= ( mgin 0 + 卩 mgsos 0 )= mgh 卩 mghcot 0，因為 m h、sin 0卩相等，所以0越小，W越大，故A正確；重力做功只與高度差有關(guān)，高度相等，所以克 服重力做功相等，故 B錯誤；拉力做功 W= mgh卩mglcot 0 , 0越小，拉力做功越多,故C錯誤；克服摩擦力做的功 W卩mcos 0 - L砂s 0 伕=評F，所以傾角越大，克服摩擦力做的功越少，故D錯誤.3如圖所示，質(zhì)量為 m的小球用長為L的輕繩懸掛于 0點，用水平恒力 F拉著小球從最低點運動到使輕繩與豎直方向成角的位置，求此過程中，各力對小球做的總

8、功為A.FLsinB.mgL1cos 0 )C.FLsin0 mgL1 cosD.FLsin0 mglcos 0解析：C如圖，小球在F方向的位移為 CB方向與F同向，則皿 F CB= F Lsin 0小球在重力方向的位移為 AC方向與重力反向，則W= mg- AC- cos 180 =mg- L(1 cos 0 )故 Wm、= W+ W+ VFT= FLsin 0 mgl(1 cos 0 )所以選項C正確.考點二功率的理解與計算考點解讀功率的計算方法麗:-p平均血率卜其H 5為丄時則的科：吋速度q瞬時血率卜_任/怙苴中*為物惦的越虞*在力f方向上的極硬-P=掛中殲為物怵受的外力F在建度U方向上

9、的分力典例賞析典例2（多選）一質(zhì)量為1 kg的質(zhì)點靜止于光滑水平面上，從t = 0時刻開始，受到水平外力F作用，如圖所示下列判斷正確的是（）F/NA. 02 s內(nèi)外力的平均功率是 4 WB. 第2 s內(nèi)外力所做的功是4 JC. 第2 s末外力的瞬時功率最大D. 第1 s末與第2 s末外力的瞬時功率之比為9 : 4解析AD 第1 s末質(zhì)點的速度Fi3vi= 11= x 1 m/s = 3 m/s.m 1第2s末質(zhì)點的速度F2f 1）V2= V1+ t2= 3+;xi m/s = 4 m/s.m1/1 2 1 2則第2 s內(nèi)外力做功 W= $mv $mv= 3.5 J02 s內(nèi)外力的平均功率P=1

10、 22mv0.5 X 1X42W= 4 W.選項A正確，選項B錯誤；第1 s末外力的瞬時功率 Pi= FiVi = 3X 3 W= 9 W,第2 s末外力的瞬時功率 P2= F2V2= 1 X 4 W= 4 W,故P : F2= 9 : 4，選項C錯誤，選項D正確.易錯警示求解功率時應(yīng)注意的“三個”問題1. 首先要明確所求功率是平均功率還是瞬時功率，對應(yīng)于某一過程的功率為平均功率, 對應(yīng)于某一時刻的功率為瞬時功率.2. 求功率大小時要注意 F與V方向的夾角a對結(jié)果的影響.3. 用F= F0COS a求平均功率時，V應(yīng)容易求得，如求勻變速直線運動中某力的平均功率.題組鞏固1. （2019 漳州模

11、擬）（多選）如圖，質(zhì)量為M= 72 kg的重物放置在水平地面上，柔軟不可伸長的輕繩跨過光滑輕質(zhì)滑輪，繩一端連接重物，另一端被質(zhì)量為m= 60 kg的人抓住,起初繩子恰好處于豎直繃緊狀態(tài)，人通過抓繩以a= 4 m/s 1 mv + Mv 2,解得W= 2 380 J，故C正確；拉力對重物做功 W= Mgh + Mv 2,平均功率的加速度豎直攀升 2 m，g取10m/s2,則此過程（）A.重物的加速度為2 m/s2B. 繩子的拉力為 840 NC. 人的拉力所做的功為 2 380 JD. 拉力對重物做功的平均功率為700 W解析：BCD 對人由牛頓第二定律得F- mg= ma解得 F= mg+ m

12、a= 840 N，對物體由牛頓第二定律得 F- Mg= Ma，解得a= 5 m/s2,故A錯誤，B正確；上升2 m人獲得的v12 5速度v = 2ah= 4 m/s，經(jīng)歷的時間t = = 1 s，重物上升的高度 h=；a t = m,獲得甲a26的速度v= a t = 3 m/s，對人和重物組成的整體，根據(jù)動能定理得W- mgh- Mgh = 32p= t = 7oo w,故 D 正確.2. （2019 齊齊哈爾模擬）（多選）如圖所示，質(zhì)量相同的甲、乙兩個小物塊，甲從豎直1固定的；光滑圓弧軌道頂端由靜止滑下，軌道半徑為R圓弧底端切線水平，乙從高為R的4光滑斜面頂端由靜止滑下.下列判斷正確的是（

13、）A. 兩物塊到達(dá)底端時速度相同B. 兩物塊到達(dá)底端時動能相同C. 乙物塊運動到底端的過程中重力做功的瞬時功率一直在增大D. 甲物塊運動到底端的過程中重力做功的瞬時功率先增大后減小1 2解析：BCD 根據(jù)動能定理得 mgR= mv,知兩物塊到達(dá)底端的動能相等，速度大小相 等，但是速度的方向不同，故A錯誤，B正確；根據(jù)P= mgv豎直，可知乙物塊重力做功的瞬時功率隨速度的增大而增大，故C正確；甲的豎直分速度先增大后減小，重力的功率先增大后減小，故D正確.3. （2019 昆明七校調(diào)研）（多選）物體受到水平推力 F的作用在粗糙水平面上做直線運 動.通過力和速度傳感器監(jiān)測到推力 F、物體速度v隨時間

14、t變化的規(guī)律分別如圖甲、乙 所示.取g= 10 m/s 2，則下列說法正確的是（）A. 物體的質(zhì)量 m= 0.5 kgB. 物體與水平面間的動摩擦因數(shù)卩=0.4C. 第2 s內(nèi)物體克服摩擦力做的功W= 2 JD. 前2 s內(nèi)推力F做功的平均功率 P = 3 W解析：ABC 由題圖甲、乙可知，在 12 s內(nèi)，推力F2= 3 N，物體做勻加速直線運 動，其加速度 a= 2 m/s2,由牛頓運動定律可得，F(xiàn)2 -卩mg= ma在23 s，推力F?= 2 N ,物體做勻速直線運動，由平衡條件可知，卩mg= F3；聯(lián)立解得物體的質(zhì)量m= 0.5 kg，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)卩=0.4 , A、B正確

15、；由速度一時間圖象所圍的“面積”表示位移可得，第2 s內(nèi)物體位移x= 1 m,克服摩擦力做的功 W=卩mgx= 2 J , C正確；第1 s 內(nèi)，由于物體靜止，推力不做功；第 2 s內(nèi)，推力做功 W= F2X= 3 J，即前2 s內(nèi)推力F做功為W = 3 J，前2 s內(nèi)推力F做功的平均功率? = W_ = 2 W= 1.5 W, D錯誤.考點三機(jī)車啟動問題考點解讀1兩種啟動方式的比較兩種方式以恒定功率啟動以恒定加速度啟動P-1圖和v-1圖J 吋屮J；. JLCot at0t 0*11OA段過程分析vf ?F= P不變九vF- F阻,? a=JmF- F阻、a=不變？mv fF 不變？ P= Fvf直到P額=Fw運動性質(zhì)加速度減小的加速直線運動勻加速直線運動，維持時間t0 =也aA B段過程分析PF= F 阻? a= 0? F 阻= Vm人-P ,F- Fe ,v f ? F= J ? a=Jvm運動性質(zhì)以Vm勻速直線運動加速度減小的加速運動BC段無F= F 阻？ a= 0?以vm=勻速運動F阻2.四個常用規(guī)律 p= Fv.(2) F- Ff = mav = at (a恒定). Pt - Ff