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1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 机械能守恒定律学案 21 功功率一、概念规律题组1关于作用力与反作用力做功的关系，下列说法正确的是()A当作用力做正功时，反作用力一定做负功B当作用力不做功时，反作用力也不做功C作用力与反作用力所做的功一定是大小相等、方向相反D作用力做正功时，反作用力也可能做正功2关于摩擦力对物体做功，以下说法中正确的是()A滑动摩擦力总是做负功B滑动摩擦力可能做负功，也可能做正功C静摩擦力对物体一定做负功D静摩擦力对物体总是做正功3水平恒力 F 作用在一个物体上，使该物体沿光滑水平面在力的方向上移动距离 l，恒力 F 做的功为 率为 用同样的水平力 F 作用在该物体上
2、，使该物体在粗糙的水平面上在力的方向上移动距离 l，恒力 F 做的功为 率为 面选项正确的是()AW 1 BW 1 1 DW 1W 2，P 10，W 20CW 10，W 20规范思维二、功的计算方法1恒力做功的计算公式 W力做功的计算(1)用动能定理 WE E 计算(2)变力做功的功率一定时，用功率和时间计算：W3)将变力做功转化为恒力做功3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，再求各功的代数和【例 3】 (滑块在水平地面上沿直线滑行，t0 时其速度为 1 m/，力 F 和滑块的速度 v 随时间的变化规律分别如图 2(a)和图(b) 所示设在第 1 秒
3、内、第 2 秒内、第 3 秒内力 F 对滑块光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 、W 2、W 3，则以下关系式正确的是 ()图 2AW 1 3 BW 2(2011昆明一中月考)如图 12 所示，两个完全相同的小球 A、B，在同一高度处以相同大小的初速度 别水平抛出和竖直向上抛出，忽略空气阻力，下列说法正确的是()A两小球落地时的速度相同B两小球落地时，重力的瞬时功率相同C从开始运动至落地，重力对两小球做功相同D从开始运动至落地，重力对两小球做功的平均功率相同【能力提升】图 13光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (上海高考)物体沿直线运动的 vt 关系如图 13 所示，已知在第 1 秒
4、内合外力对物体做的功为 W，则( )A从第 1 秒末到第 3 秒末合外力做功为 4第 3 秒末到第 5 秒末合外力做功为2第 5 秒末到第 7 秒末合外力做功为 第 3 秒末到第 4 秒末合外力做功为 2 3 4 5 6 7 8 4汽车发动机的功率为 60 车的质量为 4 t，当它行驶在坡度为 (的长直公路上时，如图 14 所示，所受摩擦阻力为车重的 (g 取 10 m/求：(1)汽车所能达到的最大速度 2)若汽车从静止开始以 0.6 m/加速度做匀加速直线运动，则此过程能维持多长时间？(3)当汽车以 0.6 m/加速度匀加速行驶的速度达到最大值时，汽车做功多少11(2011广东省广州市高三联
5、考) 在一次抗洪抢险活动中，解放军某部利用直升机抢救一重要落水物体，静止在空中的直升机上的电动机通过悬绳将物体从离飞机 90 m 处的洪水中吊到机舱里已知物体的质量为 80 绳的拉力不能超过 1 200 N，电动机的最大输出功率为 12 作人员采取的办法是：先让吊绳以最大的拉力工作一段时间，达到最大功率后电动机就以最大功率工作，当物体到达机舱时恰好达到最大速度(g 取 10 m/：(1)落水物体刚到达机舱时的速度；(2)这一过程所用的时间学案 21功功率【课前双基回扣】1D由 W P 分析 Ca ，v，则 P.2开始匀速，说明牵引力和阻力大小相等；当功率减小时，速度和牵引力都要减小，故汽车做加
6、速度减小的变减速运动，由初始和最终时的功率关系得最终速度为初始时的一半6B钉子钉入木板过程中随着深度的增加，阻力成正比地增加，这属于变力做功问题，由于力与深度成正比，可将变力等效为恒力来处理据题意可得：W d dd dkd d 2联立式解得 d( 1)d.2思维提升1作用力和反作用力做功没有一定的关系，因为根据做功的两个因素，虽然作用力和反作用力大小相等，但这两个力分别作用在发生相互作用的两个物体上，这两个物体在相同时间内运动的情况是由这两个物体所受的合力、物体的质量以及物体的初始条件这三个因素共同决定的，所以两个物体在相互作用力方向上的位移并没有必然联系，因此作用力和反作用力所做功的数值也没
7、有一定的联系2静摩擦力和滑动摩擦力可以做正功、负功或不做功一对相互作用的静摩擦力做功之和恒为零，而一对相互作用的滑动摩擦力做功之和恒为负值3注意区分瞬时功率与平均功率利用 P 只能求平均功率；而利用 P 既可求瞬时功率，需注意的是，只有 F 与 有 P式 W 只能用来求恒力的功，不能直接用来求变力的功变力做功的求法有：微元法；平均力法；图象法；动能定理法；功率法【核心考点突破】例 1 D力对物体做功的表达式为 WFl ，0 球，由于动能增大，重力势能减小，机械能的变化不好判断，但从 A 的能量变化容易判断知 A 的机械能增大，而 A、B 组成的系统机械能不变，则B 的机械能减小，故杆对 B 球
8、做负功，W 20.规范思维 本题判断功的正负的方法：物体的能量增加，外力做正功；物体的能量减小，外力做负功例 3 B由 vt 图象可知第 1 秒内、第 2 秒内、第 3 秒内的力和位移均为正方向，设光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，则 t m，x 2 t m，x 3v 0t1 m，F 11 N，F 23 2 2N，F 32 N，有 1 J，W 2F 2 J，W 3F 3 J，所以得 22 32故选 B.规范思维 本题全过程力是变力，但各个子过程中力是恒力，可在各个过程中分别计算功，然后求总功例 4 732 分析，人对绳的拉力做的功与绳对物体的拉力做的功是相同的，又因为人匀速提升物体，故
9、物体处于平衡状态，可知绳上拉力 Fh 等于右侧绳子的伸长量 l2( 1) 对绳子的拉力做的功W 5002( 1) J732 范思维 (1)应用功的计算公式 WFl 求功时，F 必须是恒力，即大小、方向均不变，l 是对地位移(力的作用点的对地位移)，而力的作用点的位移跟物体的位移在很多问题中往往不同(2)灵活的选择研究对象可以使问题的矛盾转化，大大简化解题过程例 5 b 球下摆过程中，竖直方向的速度 v 先增大后减小，重力对小球做功的功率 P 先增大后减小 a 对地面的压力刚好为零，说明绳的拉力 对 b 球，设绕行半径为 r，在最低点时， T 得 F T3b 在最低点时，a 球恰好对地面压力为零
10、规范思维 在利用功率公式 P 解题时，注意不要丢了 “”， “”可理解为力 F 方向的速度例 6 02t 0 时间内物体做匀加速直线运动，可求得 2t 0 时间内物体也做匀加速直线运动，可求得 3刻物体的速度为 20m 刻的瞬时功率为 3 ，故 B 正确；02t 0 时间内3m 550 2，2t 03t 0 时间内水平力做功为 3F0 05以总功为 ，总功率为 ，所以 D 正确2155范思维 在进行功率的计算时，一定注意要求的是平均功率还是瞬时功率如果是平均功率一般用 P 计算；如果是瞬时功率则要用 P 计算 (1)12 m/s (2)1.1 m/m/ (3)5105 W(4)4 1)列车以额
11、定功率工作时，当牵引力等于阻力，即 FF f，列车的加速度为零，速度达最大值 ：v m 12 m/ (2)当 v车加速运动，当 vv 11 m/s 时，F 1 610 5 1.1 m/s 2vv 210 m/s 时，F 2 610 4 m/s )当 v36 km/h10 m/s 时，列车匀速运动，则发动机的实际功率 PF 10 5 W.(4)据牛顿第二定律得牵引力 FF f310 5 N 在此过程中，速度增大，发动机功率增大当功率为额定功率时速度大小为 即 2 m/s 据PF t 4 a【课时效果检测】11)12.5 m/s(2)13.9 s(3)0 5 P知，汽车在额定功率下行驶，牵引力与速度成反比当汽车的牵引力与阻力(包括爬坡时克服的下滑力 )相等时，速度达最大只有当汽车牵引力不变时，汽车才能匀加速行驶，当 额 时，匀加速运动结束，可由 W求出这一阶段汽车做的功(1)汽车在坡路上行驶，所受阻力由两部分构成，即F 阻 mg 4 000 N800 N 4 800 F 阻 时，P F 阻 以 m/s12.5 m/ 601034 800(2)汽车从静止开始，以 a0.6 m/s 2匀加速行驶，由牛顿第二定律有 FF 阻 mak
