一輪復習課件：第5章基礎(chǔ)課時12功和功率

1、高考導航基礎(chǔ)課時基礎(chǔ)課時12功和功率功和功率知識梳理知識梳理知識點一、功知識點一、功1.做功的兩個要素做功的兩個要素(1)作用在物體上的作用在物體上的_；(2)物體在力的方向上發(fā)生的物體在力的方向上發(fā)生的_。2.公式：公式：W_(1)是力與是力與_方向之間的夾角，方向之間的夾角，l為物體對地的位移。為物體對地的位移。(2)該公式只適用于該公式只適用于_做功。做功。恒力恒力位移位移Flcos 位移位移力力3.功的正負功的正負正功正功不做功不做功負功負功思考思考一陣風水平吹過，將熟透的蘋果從兩米高的枝頭吹落。若蘋果重一陣風水平吹過，將熟透的蘋果從兩米高的枝頭吹落。若蘋果重2 N，風力恒為，風力恒為

2、3 N，下落的水平位移為，下落的水平位移為1 m。(1)蘋果下落過程中，重力和風力各做多少功？蘋果下落過程中，重力和風力各做多少功？(2)重力和風力對蘋果做的總功能不能用平行四邊形定則來求？重力和風力對蘋果做的總功能不能用平行四邊形定則來求？若不能應(yīng)該怎么求？所做總功為多少？總結(jié)出兩個力的總功的若不能應(yīng)該怎么求？所做總功為多少？總結(jié)出兩個力的總功的求法。求法。知識點二、功率知識點二、功率1.定義定義：功與完成這些功所用時間的：功與完成這些功所用時間的_。2.物理意義：物理意義：描述力對物體描述力對物體_。3.公式公式平均功率平均功率(2)P_(為為F與與v的夾角的夾角)v為平均速度，則為平均速

3、度，則P為為_。v為瞬時速度，則為瞬時速度，則P為為_。4.額定功率額定功率：機械正常工作時輸出的：機械正常工作時輸出的_功率。功率。平均功率平均功率瞬時功率瞬時功率最大最大做功的快慢做功的快慢比值比值Fvcos 思考思考汽車以不同方式啟動，一次以恒定功率啟動，一次勻加速啟動。汽車以不同方式啟動，一次以恒定功率啟動，一次勻加速啟動。(1)用公式用公式PFv研究汽車啟動問題時，力研究汽車啟動問題時，力F是什么力？是什么力？(2)以恒定功率啟動時，汽車的加速度變化嗎？做什么運動？以恒定功率啟動時，汽車的加速度變化嗎？做什么運動？(3)汽車上坡的時候，司機師傅必須換擋，其目的是什么？汽車上坡的時候，

4、司機師傅必須換擋，其目的是什么？1.(多選多選)下列說法正確的是下列說法正確的是()A.一個力對物體做了負功，則說明這個力一定阻礙物體的一個力對物體做了負功，則說明這個力一定阻礙物體的運動運動B.滑動摩擦力可能做負功，也可能做正功；靜摩擦力對物滑動摩擦力可能做負功，也可能做正功；靜摩擦力對物體一定不做功體一定不做功C.作用力做正功時，反作用力一定做負功作用力做正功時，反作用力一定做負功D.據(jù)據(jù)PFv可知，發(fā)動機功率一定時，交通工具的牽引力可知，發(fā)動機功率一定時，交通工具的牽引力與運動速度成反比與運動速度成反比答案答案AD診斷自測診斷自測 答案答案BD3.起重機以起重機以1 m/s2的加速度將質(zhì)

5、量為的加速度將質(zhì)量為1 000 kg的貨物由靜止開始的貨物由靜止開始勻加速向上提升，勻加速向上提升，g取取10 m/s2，則在，則在1 s內(nèi)起重機對貨物做的內(nèi)起重機對貨物做的功是功是()A.500 J B.4 500 J C.5 000 J D.5 500 J解析解析貨物的加速度向上，貨物的加速度向上，由牛頓第二定律有：由牛頓第二定律有：Fmgma，起重機的拉力起重機的拉力Fmgma11 000 N。做功為做功為WFl5 500 J，故，故D正確。正確。答案答案D4.(2016瑞安高三檢測瑞安高三檢測)如圖如圖1所示，兩個物體與水平地面間的動摩所示，兩個物體與水平地面間的動摩擦因數(shù)相等，它們的

6、質(zhì)量也相等。在甲圖用力擦因數(shù)相等，它們的質(zhì)量也相等。在甲圖用力F1拉物體，在乙拉物體，在乙圖用力圖用力F2推物體，夾角均為推物體，夾角均為，兩個物體都做勻速直線運動，通，兩個物體都做勻速直線運動，通過相同的位移。設(shè)過相同的位移。設(shè)F1和和F2對物體所做的功分別為對物體所做的功分別為W1和和W2，物體，物體克服摩擦力做的功分別為克服摩擦力做的功分別為W3和和W4，下列判斷正確的是，下列判斷正確的是()圖圖1A.F1F2 B.W1W2C.W3W4 D.W1W3W2W4解析解析由共點力的平衡可知：由共點力的平衡可知：F1cos (mgF1sin )，F(xiàn)2cos (mgF2sin )，則，則F1F2，

7、A錯誤；由錯誤；由WFxcos ，位移大，位移大小相等，夾角相等，則有小相等，夾角相等，則有W1W2，B錯誤；由錯誤；由f滑滑F(xiàn)N，可知，可知f1(mgF1sin )，f2(mgF2sin )，則有，則有W3W4，C錯誤；錯誤；兩物體都做勻速直線運動，合外力做功之和為零，則有兩物體都做勻速直線運動，合外力做功之和為零，則有W1W3W2W4，所以正確選項為，所以正確選項為D。答案答案D5.如圖如圖2所示，某質(zhì)點在外力作用下運動的速度時間圖線按余弦所示，某質(zhì)點在外力作用下運動的速度時間圖線按余弦規(guī)律變化。則下列說法中正確的是規(guī)律變化。則下列說法中正確的是()圖圖2A.在在0t1時間內(nèi)，外力做正功時

8、間內(nèi)，外力做正功B.在在0t1時間內(nèi)，外力的功率逐漸增大時間內(nèi)，外力的功率逐漸增大C.在在t2時刻，外力的功率最大時刻，外力的功率最大D.在在t1t3時間內(nèi)，外力做的總功為零時間內(nèi)，外力做的總功為零解析解析在在0t1時間內(nèi)，質(zhì)點速度減小，動能減小，由動能定理時間內(nèi)，質(zhì)點速度減小，動能減小，由動能定理可知，外力做負功，選項可知，外力做負功，選項A錯誤；錯誤；vt圖線的斜率表示加速度，圖線的斜率表示加速度，0時刻，時刻，vt圖線斜率為零，加速度為零，合外力為零，外力圖線斜率為零，加速度為零，合外力為零，外力的功率為零，的功率為零，t1時刻，合外力最大，速度為零，外力的功率為時刻，合外力最大，速度為

9、零，外力的功率為零；零；0t1時間內(nèi)速度逐漸減小，合外力逐漸增大，所以外力的時間內(nèi)速度逐漸減小，合外力逐漸增大，所以外力的功率先增大后減小，選項功率先增大后減小，選項B錯誤；在錯誤；在t2時刻，外力為零，速度時刻，外力為零，速度最大，外力的功率為零，選項最大，外力的功率為零，選項C錯誤；由于錯誤；由于t1時刻和時刻和t3時刻質(zhì)點時刻質(zhì)點速度均為零，動能為零，由動能定理可知，外力做的總功為零，速度均為零，動能為零，由動能定理可知，外力做的總功為零，選項選項D正確。正確。答案答案D考點一正、負功的判斷及計算考點一正、負功的判斷及計算1.判斷力是否做功及做正、負功的方法判斷力是否做功及做正、負功的方

10、法2.計算功的方法計算功的方法(1)恒力做的功恒力做的功直接用直接用WFlcos 計算。計算。(2)合外力做的功合外力做的功方法一：先求合外力方法一：先求合外力F合合，再用，再用W合合F合合lcos 求功。求功。方法二：先求各個力做的功方法二：先求各個力做的功W1、W2、W3，再應(yīng)用，再應(yīng)用W合合W1W2W3求合外力做的功。求合外力做的功。(3)變力做的功變力做的功應(yīng)用動能定理求解。應(yīng)用動能定理求解。用用WPt求解，其中變力的功率求解，其中變力的功率P不變。不變。常用方法還有轉(zhuǎn)換法、微元法、圖象法、平均力法等，求解常用方法還有轉(zhuǎn)換法、微元法、圖象法、平均力法等，求解時根據(jù)條件靈活選擇。時根據(jù)條

11、件靈活選擇。【例【例1】(多選多選)如圖如圖3所示，傾角為所示，傾角為的斜劈放在水平面上，斜劈的斜劈放在水平面上，斜劈上用固定的豎直擋板擋住一個光滑的質(zhì)量為上用固定的豎直擋板擋住一個光滑的質(zhì)量為m的小球，當整個的小球，當整個裝置沿水平面以速度裝置沿水平面以速度v向左勻速運動時間向左勻速運動時間t時，以下說法正確的時，以下說法正確的是是()圖圖3答案答案ACD方法提煉方法提煉1.求解恒力做功的流程圖求解恒力做功的流程圖2.求解恒力做功的兩個關(guān)鍵求解恒力做功的兩個關(guān)鍵(1)恒力做功大小只與恒力做功大小只與F、l、這三個量有關(guān)。與物體是否還受這三個量有關(guān)。與物體是否還受其他力、物體運動的速度、加速度

12、等其他因素無關(guān)，也與物體其他力、物體運動的速度、加速度等其他因素無關(guān)，也與物體運動的路徑無關(guān)。運動的路徑無關(guān)。(2)F與與l必須具備同時性，即必須具備同時性，即l必須是力必須是力F作用過程中物體的位移。作用過程中物體的位移?！咀兪接柧殹俊咀兪接柧殹?.(2014新課標全國卷新課標全國卷，16)一物體靜止在粗糙水平地面上。現(xiàn)一物體靜止在粗糙水平地面上?，F(xiàn)用一大小為用一大小為F1的水平拉力拉動物體，經(jīng)過一段時間后其速度變的水平拉力拉動物體，經(jīng)過一段時間后其速度變?yōu)闉関。若將水平拉力的大小改為。若將水平拉力的大小改為F2，物體從靜止開始經(jīng)過同樣的，物體從靜止開始經(jīng)過同樣的時間后速度變?yōu)闀r間后速度變?yōu)?/p>

13、2v。對于上述兩個過程，用。對于上述兩個過程，用WF1、WF2分別表示分別表示拉力拉力F1、F2所做的功，所做的功，Wf1、Wf2分別表示前后兩次克服摩擦力分別表示前后兩次克服摩擦力所做的功，則所做的功，則()A.WF24WF1，Wf22Wf1B.WF24WF1, Wf22Wf1C.WF24WF1，Wf22Wf1D.WF24WF1, Wf22Wf1答案答案C【例【例2】一臺起重機從靜止開始勻加速地將一質(zhì)量一臺起重機從靜止開始勻加速地將一質(zhì)量m1.0103 kg的貨物豎直吊起，在的貨物豎直吊起，在2 s末貨物的速度末貨物的速度v4 m/s。起重機在這起重機在這2 s內(nèi)的平均輸出功率及內(nèi)的平均輸出

14、功率及2 s末的瞬時功率分別為末的瞬時功率分別為(g取取10 m/s2)()A.2.4104 W2.4104 WB.2.4104 W4.8104 WC.4.8104 W2.4104 WD.4.8104 W4.8104 W答案答案B特別提醒特別提醒要明確所求功率是平均功率還是瞬時功率，對應(yīng)于某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。瞬時功率?！咀兪接柧殹俊咀兪接柧殹?.(多選多選)如圖如圖4所示，某一百貨商場內(nèi)自動電梯以恒定速度所示，某一百貨商場內(nèi)自動電梯以恒定速度v0勻速勻速上升，一個質(zhì)

15、量為上升，一個質(zhì)量為m的人沿電梯勻速往上走，在時間的人沿電梯勻速往上走，在時間t內(nèi)走完此內(nèi)走完此電梯。若電梯長為電梯。若電梯長為l，電梯斜面傾角為，電梯斜面傾角為，則，則()圖圖4答案答案BC考點三機車的兩種啟動模型的分析考點三機車的兩種啟動模型的分析【例【例3】(2015新課標全國卷新課標全國卷，17)一汽車在平直公路上行駛。一汽車在平直公路上行駛。從某時刻開始計時，發(fā)動機的功率從某時刻開始計時，發(fā)動機的功率P隨時間隨時間t的變化如圖的變化如圖5所示。所示。假定汽車所受阻力的大小假定汽車所受阻力的大小f恒定不變。下列描述該汽車的速度恒定不變。下列描述該汽車的速度v隨時間隨時間t變化的圖線中，

16、可能正確的是變化的圖線中，可能正確的是()圖圖5答案答案A【變式訓練】【變式訓練】3.一列火車總質(zhì)量一列火車總質(zhì)量m500 t，發(fā)動機的額定功率，發(fā)動機的額定功率P6105 W，在軌道上行駛時，軌道對列車的阻力在軌道上行駛時，軌道對列車的阻力Ff是車重的是車重的0.01倍。倍。(取取g10 m/s2)(1)求列車在水平軌道上行駛的最大速度；求列車在水平軌道上行駛的最大速度；(2)在水平軌道上，發(fā)動機以額定功率在水平軌道上，發(fā)動機以額定功率P工作，求當行駛速度工作，求當行駛速度為為v11 m/s和和v210 m/s時，列車的瞬時加速度時，列車的瞬時加速度a1、a2的大?。坏拇笮?；(3)列車在水平

17、軌道上以列車在水平軌道上以36 km/h的速度勻速行駛時，求發(fā)動機的速度勻速行駛時，求發(fā)動機的實際功率的實際功率P；(4)若列車從靜止開始，保持若列車從靜止開始，保持0.5 m/s2的加速度做勻加速運動，的加速度做勻加速運動，求這一過程維持的最長時間。求這一過程維持的最長時間。答案答案(1)12 m/s(2)1.1 m/s20.02 m/s2(3)5105 W(4)4 s1.(多選多選)(2016江蘇南通模擬江蘇南通模擬)如圖如圖6所示，質(zhì)量為所示，質(zhì)量為m的木塊放在傾的木塊放在傾角為角為的斜面上，與斜面一起水平向左勻速運動，木塊的斜面上，與斜面一起水平向左勻速運動，木塊()圖圖6A.對斜面的

18、壓力大小為對斜面的壓力大小為mgcos B.所受的支持力對木塊不做功所受的支持力對木塊不做功C.所受的摩擦力對木塊做負功所受的摩擦力對木塊做負功D.所受的摩擦力方向可能沿斜面向下所受的摩擦力方向可能沿斜面向下解析解析木塊隨斜面一起水平向左勻速運動，根據(jù)平衡條件可知木塊隨斜面一起水平向左勻速運動，根據(jù)平衡條件可知木塊對斜面的壓力大小為木塊對斜面的壓力大小為mgcos ，選項，選項A正確；木塊所受的支正確；木塊所受的支持力與木塊位移的夾角為銳角，所以木塊所受支持力對木塊做持力與木塊位移的夾角為銳角，所以木塊所受支持力對木塊做正功，選項正功，選項B錯誤；木塊所受的摩擦力方向一定沿斜面向上，錯誤；木塊

19、所受的摩擦力方向一定沿斜面向上，與木塊位移的夾角為鈍角，所以木塊所受的摩擦力對木塊做負與木塊位移的夾角為鈍角，所以木塊所受的摩擦力對木塊做負功，選項功，選項C正確，正確，D錯誤。錯誤。答案答案AC2.如圖如圖7所示，小球在水平拉力作用下，以恒定速率所示，小球在水平拉力作用下，以恒定速率v沿豎直光滑沿豎直光滑圓軌道由圓軌道由A點運動到點運動到B點，在此過程中拉力的瞬時功率變化情況點，在此過程中拉力的瞬時功率變化情況是是()圖圖7A.逐漸減小逐漸減小B.逐漸增大逐漸增大C.先減小，后增大先減小，后增大D.先增大，后減小先增大，后減小答案答案B3.(2015海南單科，海南單科，3)假設(shè)摩托艇受到的阻

20、力的大小正比于它的速假設(shè)摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。如果摩托艇發(fā)動機的輸出功率變?yōu)樵瓉淼穆?。如果摩托艇發(fā)動機的輸出功率變?yōu)樵瓉淼?倍，則摩托艇的倍，則摩托艇的最大速率變?yōu)樵瓉淼淖畲笏俾首優(yōu)樵瓉淼?)答案答案D4.(多選多選)起重機的鋼索將重物由地面吊到空中某個高度，其鋼索拉起重機的鋼索將重物由地面吊到空中某個高度，其鋼索拉力的功率隨時間變化的圖象如圖力的功率隨時間變化的圖象如圖8所示，則所示，則()圖圖8A.0t1時間內(nèi)，若拉力不變，重物變加速上升時間內(nèi)，若拉力不變，重物變加速上升B.t1t2時間內(nèi)，若拉力不變，重物勻加速上升時間內(nèi)，若拉力不變，重物勻加速上升C.t2t3時間內(nèi)，若拉力不變，重物勻減速上升時間內(nèi)，若拉力不變，重物勻減速上升D.在在t2時刻，重物所受拉力突然減小時刻，重物所受拉力突然減小解析解析題給鋼索拉力的