《浙江鸭高考物理大一轮复习第五章机械能守恒定律第1讲功功率学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浙江鸭高考物理大一轮复习第五章机械能守恒定律第1讲功功率学案（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第1讲功功率考试标准知识内容考试要求说明追寻守恒量能量b1.不要求用功的定义式计算变力的功2.不要求用功率、力和速度的关系式解决力与速度不在一条直线上的问题3.不要求结合力和运动关系定量求解机车以恒定功率启动和匀加速启动的问题.功c功率c一、追寻守恒量1物体由于运动而具有的能量叫做动能；相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能2无论经历怎样的运动变化，能量总和保持不变，称之为守恒二、功1做功的必要因素力和物体在力的方向上发生的位移2计算公式(1)当恒力F的方向与位移l的方向一致时：WFl.(2)当恒力F的方向与位移l的方向成某一夹角时：WFlcos.3功的正负(1)当00，力对物体做正功(
2、2)当时，W0，力对物体做负功，或者说物体克服这个力做了功(3)当时，W0，力对物体不做功自测1下列说法正确的是()A因为功有正负，所以功是矢量B功的大小只由力和位移决定C做功的过程就是物体能量的转化过程D把重1N的物体匀速举高1m，克服重力做功为1J答案C自测2用起重机将质量为m的物体匀速吊起一段距离，那么作用在物体上的各力做功情况应是下列说法中的哪一种？()A重力做正功，拉力做负功，合力做功为零B重力做负功，拉力做正功，合力做正功C重力做负功，拉力做正功，合力做功为零D重力不做功，拉力做正功，合力做正功答案C三、功率1定义：功与完成这些功所用时间的比值2物理意义：描述做功的快慢3公式(1)
3、P，P为时间t内的平均功率(2)PFv(力与速度在一条直线上)v为平均速度，则P为平均功率v为瞬时速度，则P为瞬时功率4额定功率与实际功率(1)额定功率：动力机械正常工作时输出的最大功率(2)实际功率：动力机械实际工作时输出的功率，要求小于或等于额定功率自测3(多选)关于功率公式P和PFv的说法正确的是()A由P知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率B由PFv既能求某一时刻的瞬时功率，也可以求平均功率C由PFv知，随着汽车速度的增大，它的功率也可以无限增大D由PFv知，当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比答案BD命题点一正、负功的判断判断力是否做功及做正、负功的方法判断根据适用情况根据
4、力和位移的方向的夹角判断常用于恒力做功的判断根据力和瞬时速度方向的夹角判断常用于质点做曲线运动根据功能关系或能量守恒定律判断常用于变力做功的判断例1(2018温州市期中)载人飞行包是一种单人低空飞行装置，如图1所示，其发动机使用汽油作为燃料提供动力，可以垂直起降，也可以快速前进，若飞行包(包括人)在竖直匀速降落的过程中(空气阻力不可忽略)，下列说法正确的是()图1A发动机对飞行包(包括人)做正功B飞行包(包括人)的重力做负功C空气阻力对飞行包(包括人)做负功D飞行包(包括人)所受的合力做负功答案C解析飞行包(包括人)在竖直匀速降落的过程中，发动机的动力向上，则发动机对飞行包(包括人)做负功，故
5、A错误高度下降，飞行包(包括人)的重力做正功，故B错误空气阻力竖直向上，与位移方向相反，则空气阻力对飞行包(包括人)做负功，故C正确飞行包匀速运动，所受合力为零，则飞行包(包括人)所受的合力不做功，故D错误变式1一个人乘电梯从1楼到20楼，在此过程中经历了先加速，后匀速，再减速的运动过程，则电梯支持力对人做功的情况是()A加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功B加速时做正功，匀速和减速时做负功C加速和匀速做正功，减速时做负功D始终做正功答案D解析人乘电梯从1楼到20楼，在此过程中，他虽然经历了先加速，后匀速，再减速的运动过程，但是支持力的方向始终向上，与位移方向一致，即0，所以支持力始终做正
6、功变式2(多选)质量为m的物体静止在倾角为的斜面上，斜面沿水平方向向右匀速移动了距离s，如图2所示，物体m相对斜面静止则下列说法正确的是()图2A重力对物体m做正功B合力对物体m做功为零C摩擦力对物体m做负功D支持力对物体m做正功答案BCD命题点二功的分析与计算1在求力做功时，首先要区分是求某个力的功还是合力的功，是求恒力的功还是变力的功2恒力做功与物体的实际路径无关，等于力与物体在力方向上的位移的乘积，或等于位移与在位移方向上的力的乘积3若为变力做功，则要考虑应用动能定理或将变力做功转化为恒力做功进行求解4总功的计算：(1)先求物体所受的合外力，再求合外力的功；(2)先求每个力做的功，再求各
7、功的代数和类型1恒力功的分析与计算例2如图3所示，一个质量为m2kg的物体受到与水平面成37角的斜向下的推力F10N的作用，在水平地面上移动了距离x12m后撤去推力，此物体又滑行了x21.6m的距离后停止运动，物体与地面间的动摩擦因数为0.2(g取10m/s2，sin370.6，cos370.8)，求：图3(1)推力F对物体做的功；(2)全过程中摩擦力对物体做的功答案(1)16J(2)16.8J解析(1)推力做功由WFlcos得WFFx1cos371020.8J16J.(2)撤去推力前对物体受力分析如图所示，竖直方向FN1mgFsin3726N所以撤去推力前摩擦力做功Wf1FN1x1cos18
8、00.2262(1) J10.4J撤去推力后FN2mg20N，Wf2FN2x2cos1800.2201.6(1) J6.4J故WfWf1Wf216.8J.变式3一滑块在水平地面上沿直线滑行，t0时其速度为1m/s，从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力F，力F、滑块的速率v随时间的变化规律分别如图4甲和乙所示，设在第1s内、第2s内、第3s内力F对滑块做的功分别为W1、W2、W3，则以下关系正确的是()图4AW1W2W3BW1W2W3CW1W3W2DW1W2W3答案B解析在第1s内，滑块的位移为x111m0.5m，力F做的功为W1F1x110.5J0.5J；第2s内，滑块的位移为x211
9、m0.5m，力F做的功为W2F2x230.5J1.5J；第3s内，滑块的位移为x311m1m，力F做的功为W3F3x321J2J，W1W2W3，故选项B正确类型2变力功的分析与计算例3如图5所示，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环，小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大圆环对它的作用力()图5A一直不做功B一直做正功C始终指向大圆环圆心D始终背离大圆环圆心答案A解析因为大圆环光滑，所以大圆环对小环的作用力只有弹力，且弹力的方向总是沿半径方向，与速度方向垂直，则大圆环对小环的作用力一直不做功，故选项A正确，B错误；开始时大圆环对小环的作用力背
10、离圆心，后来指向圆心，故选项C、D错误变式4(2019届育青中学月考)一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点，小球在水平力F作用下，从平衡位置P点缓慢地移动到Q点，如图6所示，则力F所做的功为()图6AFlsinBFlcosCmglcosDmgl(1cos)答案D解析小球在水平力F的作用下，从平衡位置P点缓慢地移动到Q点，动能不变，水平力F是变力，不能通过功的公式求解功的大小，根据动能定理得，WFmgl(1cos)0，解得水平力F所做的功WFmgl(1cos)，故D正确命题点三功率的理解和计算例4(2017浙江11月选考13)如图7所示是具有登高平台的消防车，具有一定质量的伸缩臂能够在5m
11、in内使承载4人的登高平台(人连同平台的总质量为400kg)上升60m到达灭火位置此后，在登高平台上的消防员用水炮灭火，已知水炮的出水量为3m3/min，水离开炮口时的速率为20 m/s，则用于()图7A水炮工作的发动机输出功率约为1104WB水炮工作的发动机输出功率约为4104WC水炮工作的发动机输出功率约为2.4106WD伸缩臂抬升登高平台的发动机输出功率约为800W答案B解析若不计伸缩臂的质量，抬升登高平台的发动机输出功率P4001060W800W，但伸缩臂具有一定质量，发动机输出功率应大于800W，故选项D错误；在1s内，喷出去水的质量为mV103kg50kg，喷出去水的重力势能为Ep
12、mgh501060J3104J，水的动能为Ekmv21104J，所以1s内水增加的能量为4104J，所以水炮工作的发动机输出功率为4104W，选项B正确，A、C错误变式5(2018金华市、丽水市、衢州市十二校联考)跳绳是丽水市高中毕业生体育测试的项目之一，如图8所示，高三的小李同学在某次测验过程中，一分钟跳180次，每次跳跃，脚与地面的接触时间为跳跃一次所需时间的，g取10m/s2，则他克服重力做功的平均功率约为()图8A20WB35WC75WD120W答案C解析小李同学跳一次的时间是：tss，他跳离地面向上做竖直上抛运动，到最高点的时间为：t1(1) s0.1s，此过程中克服重力做功为：Wm
13、g(gt12)500(100.01) J25J，跳绳时克服重力做功的功率为：W75W，故C正确，A、B、D错误变式6小明骑电动自行车沿平直公路行驶，因电瓶“没电”，故改用脚蹬车匀速前行设小明与车的总质量为100kg，骑行过程中所受阻力恒为车和人总重的0.02倍，g取10m/s2.通过估算可知，小明骑此电动车做功的平均功率最接近()A500WB300WC100WD200W答案C解析设人骑车的速度大小为5m/s，匀速行驶时，人和车的受力平衡，阻力的大小为Ff0.02mg0.021000N20N，此时的功率PFvFfv205W100W，C正确变式7高台跳水被认为是世界上最难、最美的运动项目之一运动员
14、在十米跳台跳水比赛中，触水时重力的功率约为()A7000WB700WC70WD7W答案A解析运动员入水前的过程可看做自由落体运动，故落水时的速度为：v10m/s，运动员的质量约为：m50kg，故重力的瞬时功率为：Pmgv7000W，故A正确变式8(多选)质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t0时刻开始受到水平力的作用力的大小F与时间t的关系如图9所示，力的方向保持不变，则()图9A3t0时刻的瞬时功率为B3t0时刻的瞬时功率为C在t0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为D在t0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为答案BD解析根据题图中Ft图线，在02t0时间内的加速度a1，2t0时刻的速度v2a12t0t0，02t0时间内位移x12t0t02，故02t0时间内水平力做的功W1
