(完整版)高考專題-功及功率復(fù)習(xí)試題

1、完美 WORD 格式1功的概念（ 1）定義：一個(gè)物體受到力的作用，如果在力的方向上發(fā)生一段位移，就說這個(gè)力做了功.（2）做功的兩個(gè)必要條件： a、力； b、物體在力的方向上發(fā)生位移 .（3）功的單位：在國際單位制中，功的單位是焦耳，符號(hào)J，其物理意義是： 1J 等于 1N 的力使物體在力的方向上發(fā)生 1m 的位移時(shí)所做的功 .（ 4）功是標(biāo)量，只有大小，沒有方向 .（ 5）功是過程量，即做功必定對(duì)應(yīng)一個(gè)過程（位移）應(yīng)明確是哪個(gè)力在哪個(gè)過程中對(duì)哪個(gè)物體做功.2、功的計(jì)算（1）功的一般計(jì)算公式： W=Flcos （2）條件：適用于恆力所做的功（3）字母意義： F 力l 物體對(duì)地位移 F 、l 正方

2、向之間的夾角3、正負(fù)功的意義（1）根據(jù)功的計(jì)算公式 W=Flcos 可得到以下幾種情況： 當(dāng) 90o時(shí)， cos 0，則 W0 即力對(duì)物體不做功； 當(dāng) 00<90o 時(shí)， cos>0，則 W>0，即力對(duì)物體做正功； 當(dāng) 90o<180o 時(shí)，則 cos<0，即力對(duì)物體做負(fù)功，也常說成物體克服這個(gè)力做功；（ 2）功的正負(fù)既不表示方向，也不表示大小，它表示：正功是動(dòng)力對(duì)物體做功，負(fù)功是阻力對(duì)物體做功.4、總功的求法（1）先求外力的合力 F合，再應(yīng)用功的公式求出總功： W=F 合lcos（2）先分別求出各外力對(duì)物體所做的功W1、W2、W3 ，總功即這些功的代數(shù)和： W=

3、W1+W2+W3+重點(diǎn)難點(diǎn)例析、判斷力是否做功及其正負(fù)的方法：1. 看力 F 與 l 夾角 常用于恒力做功的情形2. 看力 F 與 v 方向夾角 常用于曲線運(yùn)動(dòng)情形 . 若 為銳角做正功，若 為直角則不做功，若 為鈍角則做負(fù)功 【例】 1.如圖 1-1 所示，小物體位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水 平地面上，從地面上看，在小物體沿斜面下滑的過程中，斜面對(duì)小物 體的作用力（ ）A. 垂直于接觸面，做功為零；B. 垂直于接觸面，做功不為零；C. 不垂直于接觸面，做功為零；D. 不垂直于接觸面，做功不為零 . 2.下面列舉的哪幾種情況下所做的功是零（）A 衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，地球引力對(duì)衛(wèi)星做的功B

4、平拋運(yùn)動(dòng)中，重力對(duì)物體做的功C舉重運(yùn)動(dòng)員，扛著杠鈴在頭上的上方停留10s，運(yùn)動(dòng)員對(duì)杠鈴做的功D木塊在粗糙水平面上滑動(dòng)，支持力對(duì)木塊做的功、求變力的功1.化變力為恒力：（1） 分段計(jì)算功，然后用求和的方法求變力所做的功（2）用轉(zhuǎn)換研究對(duì)象的方法求變力所做的功 .2. 若F 是位移 l 的線性函數(shù)時(shí)，先求平均值 F F1 F2，由W Fl cos 求其功.2例如 :用鐵錘把小鐵釘釘入木板，設(shè)木板對(duì)釘子的阻力與釘進(jìn)木板的深度成正比，已知鐵錘第一次將釘子釘 進(jìn) d ，如果鐵錘第二次敲釘子時(shí)對(duì)釘子做的功與第一次相同，那么，第二次進(jìn)入木板的深度是多少 ?解： kd d kd k(d d )d2 d 2 d

5、 d ( 2 1)d3. 作出變力變化的 Fl 圖象，圖象與位移軸所圍的 “面積 ”即為變力做的功 .在 F-l 圖象中，圖線與坐標(biāo)軸所圍成的 “面積 ”表示功 . 對(duì)于方向不變，大小隨位移 變化的力，作出 F-l 圖象，求出圖線與坐標(biāo)軸所圍成的 “面積 ”，就求出了變力所做的 功 ,上述例題也可用圖象法來求解 .因?yàn)槟景鍖?duì)釘子的阻力與釘進(jìn)木板的深度成正比， 即 F=kd，其圖象為圖 1-2 所示.鐵錘兩次對(duì)釘子做功相同，則三角形 OAB 的面積與梯形 ABCD 的面積相等，即 1d (kd) 1 kd k(d d ) d22s解得 d ( 2 1)d【例】 1 以一定的速度豎直向上拋出一小球

6、，小球上升的最大速度為 h，空氣的阻力大小恒為 F，則從拋出至落 回出發(fā)點(diǎn)的過程中，空氣阻力對(duì)小球做的功為（ ）A 0B FhC 2FhD4Fh【點(diǎn)撥】 空氣阻力、摩擦阻力是一種特殊的力，在計(jì)算這種力做功時(shí)，不可簡(jiǎn)單地套用功的計(jì)算公式W Flcos 得出 W=0 的錯(cuò)誤結(jié)論 .從上面的正確結(jié)果可以看出： 空氣阻力做的功在數(shù)值上等于阻力與全 過程小球路程的乘積 .2.如圖 1-3 在光滑的水平面上，物塊在恒力 F 100的作用下從 A 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 B 點(diǎn)，不計(jì)滑輪的大小，不計(jì)繩與 滑輪的質(zhì)量及繩、滑輪間的摩擦， 2.4 ， 37°，53°，求繩的拉力對(duì)物體所做的功 .、分析摩擦

7、力做功圖 1-3不論是靜摩擦力，還是滑動(dòng)摩擦力既可以對(duì)物體做正功，也可以對(duì)物體做負(fù)功，還可能不對(duì)物體做功.力做功是要看哪個(gè)力對(duì)哪個(gè)物體在哪個(gè)過程中做的功，而不是由力的性質(zhì)來決定的.力做正功還是做負(fù)功要看這個(gè)力是動(dòng)力還是阻力 .摩擦力可以是動(dòng)力也可以是阻力，也可能與位移方向垂直.例】 物塊從光滑曲面上的P 點(diǎn)自由滑下，通過粗糙的靜止水平傳送帶以后落到地面上的Q 點(diǎn)，若傳送帶的皮帶輪沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來， 物塊放到 P 點(diǎn)自由滑下則（ A.物塊將仍落在 Q 點(diǎn)使傳送帶隨之運(yùn)動(dòng)， 如圖 1-4所示， 再把 ）B.物塊將會(huì)落在 Q 點(diǎn)的左邊C.物塊將會(huì)落在 Q 點(diǎn)的右邊D.物塊有可能落不到地面上 易錯(cuò)

8、【錯(cuò)解】因?yàn)槠л嗈D(zhuǎn)動(dòng)起來以后，物塊在皮帶輪上的時(shí)間長，相對(duì)皮帶位移量大，摩擦力做功將比皮帶輪不 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)多，物塊在皮帶右端的速度將小于皮帶輪不動(dòng)時(shí)，所以落在 Q點(diǎn)左邊，應(yīng)選 B選項(xiàng).【錯(cuò)因】 學(xué)生的錯(cuò)誤 主要是對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)過程中的受力分析不準(zhǔn)確.實(shí)質(zhì)上當(dāng)皮帶輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，無論物塊以多大的速度滑下來，傳送帶給物塊施的摩擦力都是相同的，且與傳送帶靜止時(shí)一樣，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式知位移相同.從傳送帶上做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相同，水平位移相同，落點(diǎn)相同 .【正解】 物塊從斜面滑下來，當(dāng)傳送帶靜止時(shí)，在水平方向受到與運(yùn)動(dòng)方向相反的摩擦力，物塊將做勻減速運(yùn)動(dòng) .離開傳送帶時(shí)做平拋運(yùn)動(dòng) .當(dāng)傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)物體相對(duì)

9、傳送帶都是向前運(yùn)動(dòng)，受到滑動(dòng)摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向相反 . 物體做勻減速運(yùn)動(dòng)，離開傳送帶時(shí)，也做平拋運(yùn)動(dòng)，且與傳送帶不動(dòng)時(shí)的拋出速度相同，故落在 Q 點(diǎn)，所以 A 選項(xiàng)正確 .【點(diǎn)悟】 若此題中傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，物塊相對(duì)傳送帶的運(yùn)動(dòng)情況就應(yīng)討論了 .（1）當(dāng) v0=vB 物塊滑到底的速度等于傳送帶速度，沒有摩擦力作用，物塊做勻速運(yùn)動(dòng)，離開傳送帶做平拋 的初速度比傳送帶不動(dòng)時(shí)的大，水平位移也大，所以落在 Q 點(diǎn)的右邊 .（2）當(dāng) v0>vB 物塊滑到底速度小于傳送帶的速度，有兩種情況，一是物塊始終做勻加速運(yùn)動(dòng)，二是物塊 先做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物塊速度等于傳送帶的速度時(shí)，物體做勻速運(yùn)動(dòng)。這兩種情況落

10、點(diǎn)都在 Q 點(diǎn)右邊 .（3）v0<vB 當(dāng)物塊滑上傳送帶的速度大于傳送帶的速度，有兩種情況， 一是物塊一直減速， 二是先減速后勻速。第一種落在 Q 點(diǎn)，第二種落在 Q 點(diǎn)的右邊 .課堂自主訓(xùn)練1.如圖 1-5 所示，木塊 A 放在木塊 B 的左上端，用恒力 F 做的功為 W1 ；第二次讓 B 可以在光滑的地面上自由滑動(dòng)， 較兩次做功，應(yīng)有 （ ）A W1 W2B W1 W2F將A拉至 B的右端第一次將 B固定在地面上， F 做的功為 W2 比專業(yè) 知識(shí)分享2如圖 1-6 所示，一個(gè)質(zhì)量為 m 的木塊，放在傾角為的斜面體上，當(dāng)圖 1-5sC W1W2D無法比較斜面與木塊保持相對(duì)靜止沿水平方

11、向向右勻速移動(dòng)距離 力的功是多少？課后創(chuàng)新演練1關(guān)于功是否為矢量，下列說法正確的是（）A 因?yàn)楣τ姓拓?fù)功，所以功是矢量B.因?yàn)楣]有方向性，所以功是標(biāo)量C力和位移都是矢量，功也一定是矢量D 力是矢量，功也是矢量2物體在兩個(gè)相互垂直的力作用下運(yùn)動(dòng)，力F 1對(duì)物體做功 6J，物體克服力 F2 做功 8J，則 F1、F2的合力對(duì)物體做功為（ ）A 14JB 10JC2JD 2J3一個(gè)水平方向的恒力 F先后作用于甲、乙兩個(gè)物體，先使甲物體沿著粗糙的水平面運(yùn)動(dòng)距離s，做功的數(shù)值為W1 ；再使乙物體沿光滑的斜面向上滑過距離s，做功的數(shù)值為 W2，則（ ）A W1=W2B W1>W2C W1<

12、;W2D條件不足，無法比較 W1,W24 質(zhì)量為 m 的物體，在水平力 F 作用下，在粗糙的水平面上運(yùn)動(dòng)，下列哪些說法正確（ ）F 一定對(duì)物體做正功F 一定對(duì)物體做負(fù)功F 也可能對(duì)物體做正功F 一定對(duì)物體做正功A 如果物體做加速直線運(yùn)動(dòng)， B如果物體做減速直線運(yùn)動(dòng)， C如果物體做減速直線運(yùn)動(dòng)， D 如果物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，5關(guān)于力對(duì)物體做功，如下說法正確的是（）A 滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體一定做負(fù)功B靜摩擦力對(duì)物體可能做正功C作用力的功與反作用力的功其代數(shù)和一定為零D 合外力對(duì)物體不做功，物體一定處于平衡狀態(tài)6水平力 F作用在質(zhì)量為 m的物體上沿光滑水平面移動(dòng) s，F(xiàn) 做功 W1；若 F作用在質(zhì)量為

13、2m的物體上，同樣 沿光滑水平面移動(dòng) s，F(xiàn)做功 W2；若 F作用在質(zhì)量為 2m的物體上，沿粗糙水平面移動(dòng) s，做功為 W3.那么 W1、 W2、W3 三者的大小關(guān)系是 （ ）A. W1W2 W3B. W1<W2<W3C. W1>W2>W3D. W1W2<W3圖 1-77如圖 1-7 所示，某個(gè)力 F 10N 作用于半徑為 R lm 的轉(zhuǎn)盤的邊緣上，力 F 的大小 保持不變， 但方向保持在任何時(shí)刻均與作用點(diǎn)的切線一致， 則轉(zhuǎn)動(dòng)一周這個(gè)力 F 做的總功為A.0B.20 JC.10JD.10 Jm 10kg 的物體，以大小為8如圖 1-8 所示，滑輪和繩的質(zhì)量及摩擦不

14、計(jì)，用力F 開始提升原來靜止的質(zhì)量為a2ms2的加速度勻加速上升，求頭 3s內(nèi)力 F 做的功.（取 g10ms2）9 、下列說法正確的是（ ）A 當(dāng)作用力做正功時(shí)，反作用力一定做負(fù)功B當(dāng)作用力不做功時(shí)，反作用力也不做功C作用力做正功，反作用力也可能做正功D作用力與反作用力的功大小不一定相等1.功率的概念（1）功 W跟完成這些功所用的時(shí)間 t 的比值叫做功率 .（2 ）物理意義：描述做功的快慢 .（3）單位：在國際單位制中，功率的單位是瓦特，符號(hào)W.2.功率的計(jì)算1）功率的計(jì)算公式 W Pt2）平均功率與瞬時(shí)功率W FscosF scosFvcos00P Fv式中當(dāng) v 是平均速度時(shí)，功率 當(dāng)

15、v 是瞬時(shí)速度時(shí)，功率P 是平均功率；P 是瞬時(shí)功率；其區(qū)別在于：平均功率粗略描述做功的快慢；瞬時(shí)功率精確描述做功快慢3.機(jī)械的額定功率與實(shí)際功率任何機(jī)械都有一個(gè)標(biāo)牌， 標(biāo)牌上所注功率為這部機(jī)械的額定功率.它是提供人們對(duì)機(jī)械進(jìn)行選擇、 配置的一個(gè)重要參數(shù)，它反映了機(jī)械的做功能力或機(jī)械所能承擔(dān)的 “任務(wù) ”機(jī).械運(yùn)行過程中的功率是實(shí)際功率 .機(jī)械的實(shí)際功 率可以小于其額定功率 （稱機(jī)械沒吃飽 ），可以等于其額定功率 （稱滿負(fù)荷運(yùn)行 ） ，還可以在短時(shí)間內(nèi)略大于其額定 功率 （稱超負(fù)荷運(yùn)行 ）.機(jī)械不能長時(shí)間處于超負(fù)荷運(yùn)行，這樣會(huì)損壞機(jī)械設(shè)備，縮短其使用壽命.重點(diǎn)難點(diǎn)例析功率的計(jì)算1.平均功率即某

16、一過程的功率，其計(jì)算既可用W, 也可用 P= F·v t2.瞬時(shí)功率即某一時(shí)刻的功率，其計(jì)算只能用P= F·v【例】 1.一個(gè)質(zhì)量為 m的物體，從高度為 h，長度為 L的光滑斜面頂端由靜止開始下滑，求物體到達(dá)斜面底端時(shí)重力做功的功率？2.從空中以 40m/s的初速度沿著水平方向拋出一個(gè)重為 10N 的物體，不計(jì)空氣阻力，取 g=10m/s2，求（ 1）在拋 出后 3s內(nèi)重力的功率 .（2）在拋出后 3s時(shí)重力的功率 （設(shè) 3s 時(shí)未落地 ）.二、機(jī)車的啟動(dòng)問題 發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率是指牽引力的功率，而不是合外力的功率.P=Fv中，F(xiàn)指的是牽引力 .在 P一定時(shí)， F與v成反比；

17、在 F 一定時(shí)， P與 v成正比 .1.在額定功率下啟動(dòng)對(duì)車在水平方向上受力分析如圖5-2-2，由公式 P=Fv 和 F-f=ma 知，由于 P 恒定，隨著 v的增大， F 必將減小，a 也必將減小，汽車做加速度不斷減小的加速運(yùn)動(dòng)，直到F=f，a=0 ，這時(shí) v 達(dá)到最大值vmPmFPm可見，恒定功率的加速一定不是勻加速 這種加速過程發(fā)動(dòng)機(jī)做的功只能用 W=Pt 計(jì)算，不能用 W=Fs計(jì)算 因?yàn)?F 為變力）其速度圖象如圖 2-3 所示圖 2-2t圖 2-32.以恒定加速度 a啟動(dòng) :PmFvm由公式 P=Fv和 F f=ma知，由于 a恒定，所以 F 恒定，汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)， 而隨著 v的增

18、大， P也將不斷增大，直到 P 達(dá)到額定功率 Pm，功率不能再增大了這時(shí)勻加速運(yùn)動(dòng)結(jié)束，此時(shí)速度為此后汽車要想繼續(xù)加速就只能做恒定功率的變加速運(yùn)動(dòng)了，由于機(jī)車的功率不變，速度增大，牽引力減小，從圖 2-4而加速度也減小，直到 F=f 時(shí)， a=0，這時(shí)速度達(dá)到最大值 vmPm .可見，恒定牽引力的加速，即勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，功率一定不恒定.這種加速過程發(fā)動(dòng)機(jī)做的功只能用 W=F s計(jì)算，不能用 W=P t 計(jì)算（因?yàn)?P為變功率） .其速度圖象如圖 2-4所示.要注意兩種加速運(yùn)動(dòng)過程的最大速度的區(qū)別 .【例】 1.質(zhì)量是 2000kg 、額定功率為 80kW 的汽車，在平直公路上行駛中的最大速度為2

19、0m/s,若汽車從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為2m/s2，運(yùn)動(dòng)中的阻力不變 .求：汽車所受阻力的大小 .3s 末汽車的瞬時(shí)功率 .汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。汽車在勻加速運(yùn)動(dòng)中牽引力所做的功2.汽車質(zhì)量 5t，額定功率為 60kW ，當(dāng)汽車在水平路面上行駛時(shí)，受到的阻力是車重的 0.1 倍，問： （1）汽車在此路面上行駛所能達(dá)到的最大速度是多少？（ 2）若汽車從靜止開始，保持以 0.5m/s2 的加速度作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，這一過程能維持多長時(shí)間？三、利用 W Pt 求變力做功問題 如果汽車是以恒定功率起動(dòng)，則牽引力是變力，發(fā)動(dòng)機(jī)做功為變力做功，但抓住汽車的功率不變，由W Pt 可求汽車牽引

20、力做的功 . 易錯(cuò)門診【例 3】卡車在平直公路上從靜止開始加速行駛，經(jīng)時(shí)間t 前進(jìn)距離 s，速度達(dá)到最大值 vm。設(shè)此過程中發(fā)動(dòng)機(jī)功率恒為 P，卡車所受阻力為 f，則這段時(shí)間內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功為（）A PtBfsC PtfsD fvmt【錯(cuò)解 】功 W=FS,卡車達(dá)到最大速度時(shí) ,牽引力等于阻力 ,故選 B.【錯(cuò)因】 學(xué)生錯(cuò)誤的主要原因是不清楚發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力是變力,不能直接用功的計(jì)算公式 .【正解】 發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功是指牽引力的功 .由于卡車以恒定功率運(yùn)動(dòng)，所以發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功應(yīng)等于發(fā)動(dòng)機(jī)的功率乘以卡車行駛的時(shí)間， A 對(duì).B 項(xiàng)給出的是卡車克服阻力做的功，在這段時(shí)間內(nèi)，牽引力的功不等于克服阻力做

21、功， B錯(cuò).C項(xiàng)給出的是卡車所受外力的總功 .D 項(xiàng)中，卡車以恒定功率前進(jìn)，將做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到最大速度時(shí)牽引力等于阻力，阻力 f 乘以最大速度 vm 是發(fā)動(dòng)機(jī)的功率， 再乘以 t 恰是發(fā)動(dòng)機(jī)在 t 時(shí)間內(nèi) 做的功 .故 A D 是正確的 .課堂自主訓(xùn)練1.下列有關(guān)功率的說法，正確的是 （ ）A 做功越多，功率越大B 由 P = W/t 知 P 與 t 成反比C 功率越大，做功越快D 完成相同的功，所花時(shí)間越短，則功率越大Fmg圖 2-52.質(zhì)量是 2kg 的物體，受到 28N 豎直向上的拉力，由靜止開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過5s；求： 5s 內(nèi)拉力的平均功率 5s 末拉力的瞬時(shí)功率（ g

22、取 10m/s2）課后創(chuàng)新演練1汽車以恒定功率 P 由靜止出發(fā)，沿平直路面行駛，最大速度為v，則下列判斷正確的是（）A 汽車先做勻加速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速運(yùn)動(dòng)B汽車先做加速度越來越大的加速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速運(yùn)動(dòng)C汽車先做加速度越來越小的加速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速運(yùn)動(dòng)D汽車先做加速運(yùn)動(dòng)，再做減速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速運(yùn)動(dòng)2物體所受到的合外力為一恒力，由靜止開始運(yùn)動(dòng)，該力的作用時(shí)間越長，則（）A 物體的瞬時(shí)速度越大B物體的瞬時(shí)加速度越大C在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)物體所做的功越多D該力的瞬時(shí)功率越大3質(zhì)量為 5kg 的小車在光滑的水平面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)若它在 2s 內(nèi)從靜止開始速度增加到 4m s，則在這一段時(shí)間里外力對(duì)小車

23、做功的平均功率是（ ）A 40WB 20WC10WD 5W4質(zhì)量為 5t的汽車，在水平路面上以加速度 a = 2m/s2起動(dòng)，所受阻力為 1.0×103N，汽車起動(dòng)后第 1秒末的即時(shí)功 率是（ ）A 2kWB 22kWC1.1kWD 20kW5從距地面相同高度處，水平拋出兩個(gè)質(zhì)量相同的球A和 B，拋出 A球的初速為 v0，拋出 B球的初速為 2v0，則兩球運(yùn)動(dòng)到落地的過程中（ ）A 重力的平均功率相同，落地時(shí)重力的即時(shí)功率相同B重力的平均功率相同，落地時(shí)重力的即時(shí)功率不同C重力的平均功率不同，落地時(shí)重力的即時(shí)功率相同D重力的平均功率不同，落地時(shí)重力的即時(shí)功率不同 6一列火車在功率恒定的牽引力牽引下由靜止從車站出發(fā)，沿直線軌道運(yùn)動(dòng)，行駛5min后速度達(dá)到 20m/s， 設(shè)列車所受阻力恒