（浙江選考）2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能守恒定律 第1講 功 功率學(xué)案.docx
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第1講 功 功率 [考試標(biāo)準(zhǔn)] 知識(shí)內(nèi)容 考試要求 說(shuō)明 追尋守恒量——能量 b 1.不要求用功的定義式計(jì)算變力的功． 2.不要求用功率、力和速度的關(guān)系式解決力與速度不在一條直線上的問(wèn)題． 3.不要求結(jié)合力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系定量求解機(jī)車以恒定功率啟動(dòng)和勻加速啟動(dòng)的問(wèn)題. 功 c 功率 c 一、追尋守恒量 1．物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫做動(dòng)能；相互作用的物體憑借其位置而具有的能量叫做勢(shì)能． 2．無(wú)論經(jīng)歷怎樣的運(yùn)動(dòng)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(jì)算公式 (1)當(dāng)恒力F的方向與位移l的方向一致時(shí)：W＝Fl. (2)當(dāng)恒力F的方向與位移l的方向成某一夾角α?xí)r：W＝Flcosα. 3．功的正負(fù) (1)當(dāng)0≤α<時(shí)，W>0，力對(duì)物體做正功． (2)當(dāng)<α≤π時(shí)，W<0，力對(duì)物體做負(fù)功，或者說(shuō)物體克服這個(gè)力做了功． (3)當(dāng)α＝時(shí)，W＝0，力對(duì)物體不做功． 自測(cè)1 下列說(shuō)法正確的是( ) A．因?yàn)楣τ姓?fù)，所以功是矢量 B．功的大小只由力和位移決定 C．做功的過(guò)程就是物體能量的轉(zhuǎn)化過(guò)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(cè)2 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(shuō)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 C 三、功率 1．定義：功與完成這些功所用時(shí)間的比值． 2．物理意義：描述做功的快慢． 3．公式 (1)P＝，P為時(shí)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(shí)速度，則P為瞬時(shí)功率． 4．額定功率與實(shí)際功率 (1)額定功率：動(dòng)力機(jī)械正常工作時(shí)輸出的最大功率． (2)實(shí)際功率：動(dòng)力機(jī)械實(shí)際工作時(shí)輸出的功率，要求小于或等于額定功率． 自測(cè)3 (多選)關(guān)于功率公式P＝和P＝Fv的說(shuō)法正確的是( ) A．由P＝知，只要知道W和t就可求出任意時(shí)刻的功率 B．由P＝Fv既能求某一時(shí)刻的瞬時(shí)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(wú)限增大 D．由P＝Fv知，當(dāng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)功率一定時(shí)，牽引力與速度成反比 答案 BD 命題點(diǎn)一 正、負(fù)功的判斷 判斷力是否做功及做正、負(fù)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(shí)速度方向的夾角判斷 常用于質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng) 根據(jù)功能關(guān)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(dòng)機(jī)使用汽油作為燃料提供動(dòng)力，可以垂直起降，也可以快速前進(jìn)，若飛行包(包括人)在豎直勻速降落的過(guò)程中(空氣阻力不可忽略)，下列說(shuō)法正確的是( ) 圖1 A．發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)飛行包(包括人)做正功 B．飛行包(包括人)的重力做負(fù)功 C．空氣阻力對(duì)飛行包(包括人)做負(fù)功 D．飛行包(包括人)所受的合力做負(fù)功 答案 C 解析 飛行包(包括人)在豎直勻速降落的過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力向上，則發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)飛行包(包括人)做負(fù)功，故A錯(cuò)誤．高度下降，飛行包(包括人)的重力做正功，故B錯(cuò)誤．空氣阻力豎直向上，與位移方向相反，則空氣阻力對(duì)飛行包(包括人)做負(fù)功，故C正確．飛行包勻速運(yùn)動(dòng)，所受合力為零，則飛行包(包括人)所受的合力不做功，故D錯(cuò)誤． 變式1 一個(gè)人乘電梯從1樓到20樓，在此過(guò)程中經(jīng)歷了先加速，后勻速，再減速的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，則電梯支持力對(duì)人做功的情況是( ) A．加速時(shí)做正功，勻速時(shí)不做功，減速時(shí)做負(fù)功 B．加速時(shí)做正功，勻速和減速時(shí)做負(fù)功 C．加速和勻速做正功，減速時(shí)做負(fù)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(guò)程中，他雖然經(jīng)歷了先加速，后勻速，再減速的運(yùn)動(dòng)過(guò)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(dòng)了距離s，如圖2所示，物體m相對(duì)斜面靜止．則下列說(shuō)法正確的是( ) 圖2 A．重力對(duì)物體m做正功 B．合力對(duì)物體m做功為零 C．摩擦力對(duì)物體m做負(fù)功 D．支持力對(duì)物體m做正功 答案 BCD 命題點(diǎn)二 功的分析與計(jì)算 1．在求力做功時(shí)，首先要區(qū)分是求某個(gè)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(shí)際路徑無(wú)關(guān)，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(yīng)用動(dòng)能定理或?qū)⒆兞ψ龉D(zhuǎn)化為恒力做功進(jìn)行求解． 4．總功的計(jì)算： (1)先求物體所受的合外力，再求合外力的功； (2)先求每個(gè)力做的功，再求各功的代數(shù)和． 類型1 恒力功的分析與計(jì)算 例2 如圖3所示，一個(gè)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(dòng)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(yùn)動(dòng)，物體與地面間的動(dòng)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(duì)物體做的功； (2)全過(guò)程中摩擦力對(duì)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(duì)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(shí)其速度為1m/s，從此刻開始在滑塊運(yùn)動(dòng)方向上再施加一水平作用力F，力F、滑塊的速率v隨時(shí)間的變化規(guī)律分別如圖4甲和乙所示，設(shè)在第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)力F對(duì)滑塊做的功分別為W1、W2、W3，則以下關(guān)系正確的是( ) 圖4 A．W1＝W2＝W3 B．W1下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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