（浙江選考）2020版高考物理大一輪復習 第五章 機械能守恒定律 第1講 功 功率學案.docx
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第1講 功 功率 [考試標準] 知識內(nèi)容 考試要求 說明 追尋守恒量——能量 b 1.不要求用功的定義式計算變力的功． 2.不要求用功率、力和速度的關系式解決力與速度不在一條直線上的問題． 3.不要求結(jié)合力和運動關系定量求解機車以恒定功率啟動和勻加速啟動的問題. 功 c 功率 c 一、追尋守恒量 1．物體由于運動而具有的能量叫做動能；相互作用的物體憑借其位置而具有的能量叫做勢能． 2．無論經(jīng)歷怎樣的運動變化，能量總和保持不變，稱之為守恒． 二、功 1．做功的必要因素 力和物體在力的方向上發(fā)生的位移． 2．計算公式 (1)當恒力F的方向與位移l的方向一致時：W＝Fl. (2)當恒力F的方向與位移l的方向成某一夾角α時：W＝Flcosα. 3．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． 自測1 下列說法正確的是( ) A．因為功有正負，所以功是矢量 B．功的大小只由力和位移決定 C．做功的過程就是物體能量的轉(zhuǎn)化過程 D．把重1N的物體勻速舉高1m，克服重力做功為－1J 答案 C 自測2 用起重機將質(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是下列說法中的哪一種？( ) A．重力做正功，拉力做負功，合力做功為零 B．重力做負功，拉力做正功，合力做正功 C．重力做負功，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 C 三、功率 1．定義：功與完成這些功所用時間的比值． 2．物理意義：描述做功的快慢． 3．公式 (1)P＝，P為時間t內(nèi)的平均功率． (2)P＝Fv(力與速度在一條直線上)． 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． 4．額定功率與實際功率 (1)額定功率：動力機械正常工作時輸出的最大功率． (2)實際功率：動力機械實際工作時輸出的功率，要求小于或等于額定功率． 自測3 (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 命題點一 正、負功的判斷 判斷力是否做功及做正、負功的方法 判斷根據(jù) 適用情況 根據(jù)力和位移的方向的夾角判斷 常用于恒力做功的判斷 根據(jù)力和瞬時速度方向的夾角判斷 常用于質(zhì)點做曲線運動 根據(jù)功能關系或能量守恒定律判斷 常用于變力做功的判斷 例1 (2018溫州市期中)載人飛行包是一種單人低空飛行裝置，如圖1所示，其發(fā)動機使用汽油作為燃料提供動力，可以垂直起降，也可以快速前進，若飛行包(包括人)在豎直勻速降落的過程中(空氣阻力不可忽略)，下列說法正確的是( ) 圖1 A．發(fā)動機對飛行包(包括人)做正功 B．飛行包(包括人)的重力做負功 C．空氣阻力對飛行包(包括人)做負功 D．飛行包(包括人)所受的合力做負功 答案 C 解析 飛行包(包括人)在豎直勻速降落的過程中，發(fā)動機的動力向上，則發(fā)動機對飛行包(包括人)做負功，故A錯誤．高度下降，飛行包(包括人)的重力做正功，故B錯誤．空氣阻力豎直向上，與位移方向相反，則空氣阻力對飛行包(包括人)做負功，故C正確．飛行包勻速運動，所受合力為零，則飛行包(包括人)所受的合力不做功，故D錯誤． 變式1 一個人乘電梯從1樓到20樓，在此過程中經(jīng)歷了先加速，后勻速，再減速的運動過程，則電梯支持力對人做功的情況是( ) A．加速時做正功，勻速時不做功，減速時做負功 B．加速時做正功，勻速和減速時做負功 C．加速和勻速做正功，減速時做負功 D．始終做正功 答案 D 解析 人乘電梯從1樓到20樓，在此過程中，他雖然經(jīng)歷了先加速，后勻速，再減速的運動過程，但是支持力的方向始終向上，與位移方向一致，即θ＝0，所以支持力始終做正功． 變式2 (多選)質(zhì)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2所示，物體m相對斜面靜止．則下列說法正確的是( ) 圖2 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 命題點二 功的分析與計算 1．在求力做功時，首先要區(qū)分是求某個力的功還是合力的功，是求恒力的功還是變力的功． 2．恒力做功與物體的實際路徑無關，等于力與物體在力方向上的位移的乘積，或等于位移與在位移方向上的力的乘積． 3．若為變力做功，則要考慮應用動能定理或?qū)⒆兞ψ龉D(zhuǎn)化為恒力做功進行求解． 4．總功的計算： (1)先求物體所受的合外力，再求合外力的功； (2)先求每個力做的功，再求各功的代數(shù)和． 類型1 恒力功的分析與計算 例2 如圖3所示，一個質(zhì)量為m＝2kg的物體受到與水平面成37角的斜向下的推力F＝10N的作用，在水平地面上移動了距離x1＝2m后撤去推力，此物體又滑行了x2＝1.6m的距離后停止運動，物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.2(g取10m/s2，sin37＝0.6，cos37＝0.8)，求： 圖3 (1)推力F對物體做的功； (2)全過程中摩擦力對物體做的功． 答案 (1)16J (2)－16.8J 解析 (1)推力做功由W＝Flcosα得 WF＝Fx1cos37＝1020.8J＝16J. (2)撤去推力前對物體受力分析如圖所示，豎直方向 FN1＝mg＋Fsin37＝26N 所以撤去推力前摩擦力做功 Wf1＝μFN1x1cos180＝0.2262(－1) J＝－10.4J 撤去推力后FN2＝mg＝20N， Wf2＝μFN2x2cos180＝0.2201.6(－1) J ＝－6.4J 故Wf＝Wf1＋Wf2＝－16.8J. 變式3 一滑塊在水平地面上沿直線滑行，t＝0時其速度為1m/s，從此刻開始在滑塊運動方向上再施加一水平作用力F，力F、滑塊的速率v隨時間的變化規(guī)律分別如圖4甲和乙所示，設在第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)力F對滑塊做的功分別為W1、W2、W3，則以下關系正確的是( ) 圖4 A．W1＝W2＝W3 B．W1
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