（通用版）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 第27課時(shí) 功和功率（雙基落實(shí)課）講義（含解析）.doc

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考 綱 要 求 考 情 分 析 功和功率 Ⅱ 　　1.命題規(guī)律 近幾年高考對(duì)該部分內(nèi)容既有單獨(dú)考查，也有與牛頓運(yùn)動(dòng)定律、曲線運(yùn)動(dòng)、電磁學(xué)等內(nèi)容相結(jié)合的綜合考查，對(duì)該部分內(nèi)容單獨(dú)考查的題目多為選擇題。 2.考查熱點(diǎn) 將該部分內(nèi)容與其他知識(shí)綜合，與實(shí)際生產(chǎn)、生活和現(xiàn)代科技相結(jié)合進(jìn)行命題的趨勢(shì)較強(qiáng)，在復(fù)習(xí)中應(yīng)側(cè)重對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解和應(yīng)用。 動(dòng)能和動(dòng)能定理 Ⅱ 重力做功與重力勢(shì)能 Ⅱ 功能關(guān)系、機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用 Ⅱ 實(shí)驗(yàn)五：探究動(dòng)能定理 實(shí)驗(yàn)六：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 第27課時(shí)　功和功率(雙基落實(shí)課) 點(diǎn)點(diǎn)通(一)　功的理解和正負(fù)判斷 1．做功兩因素：力和物體在力的方向上發(fā)生的位移。 2．公式：W＝Flcos α。 (1)α是力與位移方向之間的夾角，l是物體對(duì)地的位移。 (2)該公式只適用于恒力做功。 3．功的正負(fù)的判斷方法 恒力的功 依據(jù)力與位移方向的夾角來(lái)判斷 曲線運(yùn)動(dòng) 中的功 依據(jù)力與速度方向的夾角α來(lái)判斷，當(dāng)0≤α<90時(shí)，力對(duì)物體做正功；當(dāng)90<α≤180時(shí)，力對(duì)物體做負(fù)功；當(dāng)α＝90時(shí)，力對(duì)物體不做功 能量變化 時(shí)的功 功是能量轉(zhuǎn)化的量度，若有能量轉(zhuǎn)化，則必有力對(duì)物體做功。此法常用于判斷兩個(gè)相聯(lián)系的物體之間的相互作用力做功的判斷 [小題練通] 1.(2017全國(guó)卷Ⅱ)如圖，一光滑大圓環(huán)固定在桌面上，環(huán)面位于豎直平面內(nèi)，在大圓環(huán)上套著一個(gè)小環(huán)。小環(huán)由大圓環(huán)的最高點(diǎn)從靜止開(kāi)始下滑，在小環(huán)下滑的過(guò)程中，大圓環(huán)對(duì)它的作用力(　　) A．一直不做功　　　　　　 　B．一直做正功 C．始終指向大圓環(huán)圓心 D．始終背離大圓環(huán)圓心 解析：選A　由于大圓環(huán)是光滑的，因此小環(huán)下滑的過(guò)程中，大圓環(huán)對(duì)小環(huán)的作用力方向始終與速度方向垂直，因此大圓環(huán)對(duì)它的作用力不做功，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；小環(huán)下滑過(guò)程中，大圓環(huán)對(duì)小環(huán)的作用力先背離后指向大圓環(huán)的圓心，C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。 2.(多選)小狗拉著雪橇在水平冰面上沿圓弧形的軌道勻速行駛，如圖所示為雪橇受到的牽引力F及摩擦力Ff的示意圖(O為圓心)。關(guān)于各力做功情況，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．牽引力F做正功 B．摩擦力Ff做負(fù)功 C．牽引力F與摩擦力Ff的合力做正功 D．牽引力F與摩擦力Ff的合力不做功 解析：選ABD　由題圖可知，牽引力與速度方向的夾角小于90，故牽引力F做正功，選項(xiàng)A正確；由于雪橇在冰面上滑動(dòng)，其滑動(dòng)摩擦力Ff方向必與運(yùn)動(dòng)方向相反，摩擦力Ff做負(fù)功，選項(xiàng)B正確；雪橇做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，牽引力F及摩擦力Ff的合力提供向心力，指向圓心，即合力與速度的方向垂直，所以不做功，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。 3.如圖所示，質(zhì)量為m的物體置于傾角為θ的斜面上，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)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運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中物體與斜面相對(duì)靜止。則關(guān)于斜面對(duì)物體的支持力和摩擦力的下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(　　) 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(fù)功 解析：選B　根據(jù)題圖可知，斜面對(duì)物體的支持力方向垂直斜面向上，又因斜面與物體沿水平方向向左運(yùn)動(dòng)，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(shí)加速度a＝gtan θ，摩擦力不做功；當(dāng)a>gtan θ時(shí)，摩擦力沿斜面向下，摩擦力與位移夾角小于90，則做正功；當(dāng)aB 解析：選D　A、B落地時(shí)的速度大小相同，方向不同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；因B落地時(shí)豎直速度較大，由P＝mgv豎可知，PB>PA，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；重力做功取決于豎直方向上的高度差，故重力對(duì)A、B做的功均為mgh，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；因B從被拋出到落地所用時(shí)間較長(zhǎng)，故A>B，選項(xiàng)D正確。 2.如圖所示，一長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿一端固定在光滑鉸鏈上，另一端固定一質(zhì)量為m的小球。一水平向右的拉力F作用于桿的中點(diǎn)，使桿以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)桿與水平方向成60角時(shí)，拉力的功率為(　　) A．mgLω B.mgLω C.mgLω D.mgLω 解析：選C　由能量的轉(zhuǎn)化與守恒可知：拉力的功率等于小球克服重力做功的功率，即PF＝PG＝mgvy＝mgvcos 60＝mgLω，故C正確。 3.(多選)(2019南昌模擬)質(zhì)量為m的物體靜止在光滑水平面上，從t＝0時(shí)刻開(kāi)始受到水平力的作用。水平力的大小F與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示，水平力的方向保持不變，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．3t0時(shí)刻水平力的瞬時(shí)功率為 B．3t0時(shí)刻水平力的瞬時(shí)功率為 C．在0～3t0時(shí)間內(nèi)，水平力的平均功率為 D．在0～3t0時(shí)間內(nèi)，水平力的平均功率為 解析：選BD　根據(jù)題圖可知，在0～2t0時(shí)間內(nèi)的加速度a1＝，2t0時(shí)刻的速度v2＝a12t0＝t0,0～2t0時(shí)間內(nèi)位移x1＝2t0＝t02，故0～2t0時(shí)間內(nèi)水平力做的功W1＝F0x1＝t02；在2t0～3t0時(shí)間內(nèi)的加速度a2＝，3t0時(shí)刻的速度v3＝v2＋a2t0＝t0，故3t0時(shí)刻水平力的瞬時(shí)功率P3＝3F0v3＝，在2t0～3t0時(shí)間內(nèi)位移x2＝t0＝，故2t0～3t0時(shí)間內(nèi)水平力做的功W2＝3F0x2＝，因此在0～3t0時(shí)間內(nèi)水平力的平均功率P＝＝，故B、D正確。 [融會(huì)貫通] 求解功率時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 (1)首先要明確所求功率是平均功率還是瞬時(shí)功率。 (2)平均功率與一段時(shí)間(或過(guò)程)相對(duì)應(yīng)，計(jì)算時(shí)應(yīng)明確是哪個(gè)力在哪段時(shí)間(或過(guò)程)內(nèi)做功的平均功率。 (3)瞬時(shí)功率計(jì)算時(shí)應(yīng)明確是哪個(gè)力在哪個(gè)時(shí)刻(或狀態(tài))的功率。 點(diǎn)點(diǎn)通(四)　機(jī)車啟動(dòng)問(wèn)題 1．以恒定功率啟動(dòng)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析 2．以恒定加速度啟動(dòng)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析 3．兩類啟動(dòng)的圖像比較 [小題練通] 1．質(zhì)量為m的汽車，啟動(dòng)后沿平直路面行駛，如果發(fā)動(dòng)機(jī)的功率恒為P，且行駛過(guò)程中受到的摩擦阻力大小一定，汽車速度能夠達(dá)到的最大值為v，那么當(dāng)汽車的速度為時(shí)，汽車的瞬時(shí)加速度的大小為(　　) A. B. C. D. 解析：選C　當(dāng)汽車牽引力等于阻力時(shí)，速度最大，則阻力Ff＝，當(dāng)速度為時(shí)，牽引力F＝＝，由牛頓第二定律得F－Ff＝ma，解得a＝，選項(xiàng)C正確。 2.(2019廣西檢測(cè))一輛汽車在平直的公路上以某一初速度運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持恒定的牽引功率，其加速度a和速度的倒數(shù)圖像如圖所示。若已知汽車的質(zhì)量，則根據(jù)圖像所給的信息，不能求出的物理量是(　　) A．汽車的功率 B．汽車行駛的最大速度 C．汽車所受到的阻力 D．汽車運(yùn)動(dòng)到最大速度所需的時(shí)間 解析：選D　由牛頓第二定律得F－Ff＝ma，P＝Fv可得：a＝－，對(duì)應(yīng)題圖圖線可知，＝|k|＝40 m2s－3，已知汽車的質(zhì)量，故可求出汽車的功率P，由a＝0時(shí)＝0.05 m－1s，可得汽車行駛的最大速度為vm＝20 m/s，再由vm＝，可求出汽車受到的阻力Ff，但無(wú)法求出汽車運(yùn)動(dòng)到最大速度的時(shí)間。故D不能求出。 3．在港珠澳大橋6.7千米海底隧道的兩端各建有一個(gè)人工島，兩人工島及隧道路面可簡(jiǎn)化成如圖所示，各部分的長(zhǎng)度已在圖中標(biāo)出，其中傾斜路面與水平路面之間有一小段圓弧連接，重力加速度為g。 (1)假設(shè)汽車在傾斜路面上運(yùn)動(dòng)所受阻力和在水平路面上運(yùn)動(dòng)所受阻力相等。若汽車關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后剛好能夠從左側(cè)傾斜路面向下勻速運(yùn)動(dòng)，求汽車關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)以速度v0從左側(cè)傾斜路面的最高點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)后，能夠在水平路面上運(yùn)動(dòng)的距離s(s

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