《福建省长泰一中高三物理 第五章 第1讲 功和功率复习课件 新人教版必修2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《福建省长泰一中高三物理 第五章 第1讲 功和功率复习课件 新人教版必修2（58页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五章 功和功率 能的转化与守恒第1讲功和功率考点考点1 1功功1.1.做功的两个要素做功的两个要素(1)(1)作用在物体上的作用在物体上的_._.(2)(2)物体在物体在_上发生的位移上发生的位移. .2.2.公式：公式：W=_.W=_.(1)(1)是力与是力与_方向之间的夹角，方向之间的夹角，s s为物体对地的位移为物体对地的位移. .(2)(2)该公式只适用于该公式只适用于_做功做功. .力力力的方向力的方向FscosFscos位移位移恒力恒力1.1.判断正、负功两种常用的方法判断正、负功两种常用的方法(1)(1)根据力和位移方向之间的夹角判断：此法常用于恒力做功根据力和位移方向之间的夹
2、角判断：此法常用于恒力做功. .夹角夹角 功的正负功的正负 物理意义物理意义 W0 W0 力对物体做正功力对物体做正功 W0 WWWc cD.D.四种情况一样大四种情况一样大【解析】【解析】选选D.D.依据功的定义式依据功的定义式W=FscosW=Fscos，在本题的四种情况下，在本题的四种情况下，F F、s s、均相同，这样四种情况下力均相同，这样四种情况下力F F所做的功一样大，故选项所做的功一样大，故选项D D正确正确. .1.1.物理意义：描述力对物体物理意义：描述力对物体_._.2.2.公式：公式：(1)P= _(P(1)P= _(P为时间为时间t t内的平均功率内的平均功率).).
3、(2)P=_ (2)P=_ (为为F F与与v v的夹角的夹角).).3.3.额定功率：机械额定功率：机械_时的最大功率时的最大功率. .4.4.实际功率：机械实际功率：机械_时的功率，要求不能大于时的功率，要求不能大于_._.考点考点2 2功率功率做功的快慢做功的快慢FvcosFvcos正常工作正常工作实际工作实际工作额定功率额定功率1.1.平均功率的计算方法平均功率的计算方法(1)(1)利用利用(2)(2)利用利用 其中其中 为物体运动的平均速度为物体运动的平均速度. .2.2.瞬时功率的计算方法瞬时功率的计算方法(1)(1)利用公式利用公式P=FP=Fvcosvcos，其中，其中v v为
4、为t t时刻的瞬时速度时刻的瞬时速度. .(2)P=F(2)P=Fv vF F，其中，其中v vF F为物体的速度为物体的速度v v在力在力F F方向上的分速度方向上的分速度. .(3)P=F(3)P=Fv vv v，其中，其中F Fv v为物体受的外力为物体受的外力F F在速度在速度v v方向上的分力方向上的分力. .两个完全相同的小球两个完全相同的小球A A、B B，在某一高度处以相同大小的初速度，在某一高度处以相同大小的初速度v v0 0分别沿水平方向和竖直方向抛出，不计空气阻力，如图所示，分别沿水平方向和竖直方向抛出，不计空气阻力，如图所示，则下列说法正确的是则下列说法正确的是( )(
5、 )A.A.两小球落地时速度相同两小球落地时速度相同B.B.两小球落地时，重力的瞬时功率相同两小球落地时，重力的瞬时功率相同C.C.从开始运动至落地，重力对两小球做的功相同从开始运动至落地，重力对两小球做的功相同D.D.从开始运动至落地，重力对两小球做功的平均功率相同从开始运动至落地，重力对两小球做功的平均功率相同【解析】【解析】选选C.C.速度是矢量，因此速度要相同，必须大小和方向速度是矢量，因此速度要相同，必须大小和方向都相同；功和功率是标量，重力对两小球做功相同，两小球落都相同；功和功率是标量，重力对两小球做功相同，两小球落地时动能相等，因而速度大小相等，但由于初速度方向不同，地时动能相
6、等，因而速度大小相等，但由于初速度方向不同，落地时两小球的速度方向不同，设速度方向与竖直方向夹角为落地时两小球的速度方向不同，设速度方向与竖直方向夹角为，小球落地时重力的瞬时功率，小球落地时重力的瞬时功率P=mgvcosP=mgvcos，由于两小球的速，由于两小球的速度与重力的夹角不同，重力的瞬时功率不同，故度与重力的夹角不同，重力的瞬时功率不同，故A A、B B错误，错误，C C正正确；由于确；由于A A小球平抛、小球平抛、B B小球竖直上抛，运动时间不同，故重力小球竖直上抛，运动时间不同，故重力对两小球做功的平均功率不相同，对两小球做功的平均功率不相同，D D错误错误. .1.1.机车的输
7、出功率：机车的输出功率：P=FP=Fv.v.其中其中F F为机车的牵引力，匀速行驶时，牵引力为机车的牵引力，匀速行驶时，牵引力_阻力阻力. .2.2.两种常见的起动方式两种常见的起动方式(1)(1)以恒定功率起动：机车的加速度以恒定功率起动：机车的加速度_，达到，达到_时，加速度为零时，加速度为零. .(2)(2)以恒定加速度起动：机车的功率以恒定加速度起动：机车的功率_，达到额定功率，达到额定功率后，加速度后，加速度_，当加速度减小到零时，速度，当加速度减小到零时，速度_._.考点考点3 3 机车的起动机车的起动等于等于逐渐减小逐渐减小最大速度最大速度逐渐增大逐渐增大逐渐减小逐渐减小最大最大
8、1.1.两种启动方式比较两种启动方式比较2.2.三个重要关系式三个重要关系式(1)(1)无论哪种运行过程，机车的最大速度都等于其匀速运动时的无论哪种运行过程，机车的最大速度都等于其匀速运动时的速度，即速度，即 ( (式中式中F Fminmin为最小牵引力，其值等于阻力为最小牵引力，其值等于阻力F F阻阻).).(2)(2)机车以恒定加速度起动的运动过程中，匀加速过程结束时，机车以恒定加速度起动的运动过程中，匀加速过程结束时，功率最大，速度不是最大，此时功率最大，速度不是最大，此时(3)(3)机车以恒定功率运行时，牵引力做的功机车以恒定功率运行时，牵引力做的功W=Pt.W=Pt.由动能定理：由动
9、能定理：Pt-FPt-F阻阻s=Es=Ek k. .此式经常用于求解机车以恒定功率起动过程的位此式经常用于求解机车以恒定功率起动过程的位移大小移大小. .汽车发动机的额定功率为汽车发动机的额定功率为P P1 1，它在水平路，它在水平路面上行驶时受到的阻力面上行驶时受到的阻力f f大小恒定，汽车在大小恒定，汽车在水平路面上由静止开始做直线运动，最大水平路面上由静止开始做直线运动，最大车速为车速为v.v.汽车发动机的输出功率随时间变汽车发动机的输出功率随时间变化的图象如图所示化的图象如图所示. .则则( )( )A.A.开始汽车做匀加速运动，开始汽车做匀加速运动，t t1 1时刻速度达到时刻速度达
10、到v v，然后做匀速直线，然后做匀速直线运动运动B.B.开始汽车做匀加速直线运动，开始汽车做匀加速直线运动，t t1 1时刻后做加速度逐渐减小的时刻后做加速度逐渐减小的直线运动，速度达到直线运动，速度达到v v后做匀速直线运动后做匀速直线运动C.C.开始时汽车牵引力逐渐增大，开始时汽车牵引力逐渐增大，t t1 1时刻牵引力与阻力大小相等时刻牵引力与阻力大小相等D.D.开始时汽车牵引力恒定，开始时汽车牵引力恒定，t t1 1时刻牵引力与阻力大小相等时刻牵引力与阻力大小相等【解析】【解析】选选B.B.根据汽车恒力起动时做匀加速直线运动的特点，根据汽车恒力起动时做匀加速直线运动的特点，加速度不变，速
11、度与时间成正比，则汽车功率与时间成正比加速度不变，速度与时间成正比，则汽车功率与时间成正比.t.t1 1时间内题图符合这种运动功率变化，在时间内题图符合这种运动功率变化，在t t1 1时刻后达到额定功率，时刻后达到额定功率，速度继续增大，牵引力减小，加速度减小，汽车加速度为零时，速度继续增大，牵引力减小，加速度减小，汽车加速度为零时，速度达到最大值速度达到最大值v v，此时牵引力等于阻力，此时牵引力等于阻力，B B对对. .热点考向热点考向1 1 用用“化变为恒法化变为恒法”求解变力做的功求解变力做的功【例证【例证1 1】用铁锤将一铁钉击入木块，设木块对铁钉的阻力与铁用铁锤将一铁钉击入木块，设
12、木块对铁钉的阻力与铁钉进入木块内的深度成正比，即钉进入木块内的深度成正比，即f=kx(f=kx(其中其中x x为铁钉进入木块的为铁钉进入木块的深度深度).).在铁锤击打第一次后，铁钉进入木块的深度为在铁锤击打第一次后，铁钉进入木块的深度为d.d.(1)(1)求铁锤对铁钉做功的大小；求铁锤对铁钉做功的大小；(2)(2)若铁锤对铁钉每次做功相等，求击打第二次时，铁钉还能进若铁锤对铁钉每次做功相等，求击打第二次时，铁钉还能进入的深度入的深度. .【解题指南】【解题指南】解答本题应注意以下两个方面：解答本题应注意以下两个方面：(1)(1)铁锤对铁钉做的功全部用于克服阻力做功铁锤对铁钉做的功全部用于克服
13、阻力做功. .(2)(2)铁钉所受阻力与铁钉进入木块的深度的关系铁钉所受阻力与铁钉进入木块的深度的关系. .【自主解答】【自主解答】(1)(1)第一次击入的深度为第一次击入的深度为d,d,则阻力则阻力f=kd,f=kd,此过程铁钉克服阻力所做的功：此过程铁钉克服阻力所做的功：故铁锤对铁钉做的功为故铁锤对铁钉做的功为 (2)(2)设击打第二次后，铁钉进入木块的总深度为设击打第二次后，铁钉进入木块的总深度为dd，此时阻力，此时阻力为为f=kdf=kd则第二次击打铁钉的过程中，铁钉克服阻力所做的功则第二次击打铁钉的过程中，铁钉克服阻力所做的功又因铁锤对铁钉每次做功相同，又因铁锤对铁钉每次做功相同，故
14、有：故有：故击打第二次时，铁钉还能进入木块的深度故击打第二次时，铁钉还能进入木块的深度d=d-d=( -1)dd=d-d=( -1)d答案：答案：【总结提升】【总结提升】“化变为恒法化变为恒法”求功适用的两种情况求功适用的两种情况(1)(1)若力的大小改变，方向不变，且力的大小与物体的位移大若力的大小改变，方向不变，且力的大小与物体的位移大小成正比，则此力做的功可用小成正比，则此力做的功可用W= W= 求解求解. .(2)(2)若力的方向时刻变化，但力沿运动方向的分力大小不变时，若力的方向时刻变化，但力沿运动方向的分力大小不变时，可用可用W=FW=Fx xl( (其中其中F Fx x为力为力F
15、 F在运动方向的分力，在运动方向的分力，l为物体运动的路为物体运动的路程程) )来求功来求功. .【变式训练】【变式训练】如图所示，一质量为如图所示，一质量为m=2.0 kgm=2.0 kg的的物体从半径为物体从半径为R=5.0 mR=5.0 m的圆弧轨道的的圆弧轨道的A A端，在拉端，在拉力作用下沿圆弧缓慢运动到力作用下沿圆弧缓慢运动到B B端端( (圆弧圆弧ABAB在竖直在竖直平面内平面内).).拉力拉力F F大小不变始终为大小不变始终为15 N,15 N,方向始终方向始终与物体在该点的切线成与物体在该点的切线成3737角角. .圆弧所对应的圆圆弧所对应的圆心角为心角为4545,BO,BO
16、边为竖直方向边为竖直方向. .求这一过程中求这一过程中: :(g(g取取10 m/s10 m/s2 2) )(1)(1)拉力拉力F F做的功做的功. .(2)(2)重力重力G G做的功做的功. .【解析】【解析】(1)(1)拉力拉力F F大小不变大小不变, ,方向始终与物体在该点的切线方向方向始终与物体在该点的切线方向夹角为夹角为3737, ,故拉力故拉力F F沿物体运动的切线方向的合力沿物体运动的切线方向的合力F Fx x=Fcos37=Fcos37, ,故拉力故拉力F F做的功做的功W WF F=F=Fx xs=Fcos37s=Fcos37 =15 J=47.1 J =15 J=47.1
17、J(2)(2)重力重力G G做的功做的功W WG G=-mgR(1-cos45=-mgR(1-cos45)=-29.3 J)=-29.3 J答案：答案：(1)47.1 J (2)-29.3 J(1)47.1 J (2)-29.3 J热点考向热点考向2 2 功率的计算功率的计算【例证【例证2 2】一质量为一质量为1 kg1 kg的质点静止于光滑水平面上，从的质点静止于光滑水平面上，从t=0t=0时时起，第起，第1 1秒内受到秒内受到2 N2 N的水平外力作用，第的水平外力作用，第2 2秒内受到同方向的秒内受到同方向的1 1 N N的外力作用的外力作用. .下列判断正确的是下列判断正确的是( )(
18、 )A.0A.02 2秒内外力的平均功率是秒内外力的平均功率是3 W3 WB.B.第第2 2秒内外力所做的功是秒内外力所做的功是 J JC.C.第第2 2秒末外力的瞬时功率最大秒末外力的瞬时功率最大D.D.第第1 1秒内与第秒内与第2 2秒内质点动能增加量的比值是秒内质点动能增加量的比值是【解题指南】【解题指南】解答本题时应注意以下两点：解答本题时应注意以下两点：(1)(1)前前2 s2 s内外力和速度均变化，求平均功率时注意所选的公式内外力和速度均变化，求平均功率时注意所选的公式. .(2)(2)瞬时速度最大时，外力的功率不一定最大瞬时速度最大时，外力的功率不一定最大. .【自主解答】【自主
19、解答】选选D.D.第第1 s1 s内质点运动的位移为内质点运动的位移为1 m1 m，第，第2 s2 s内质点内质点运动的位移为运动的位移为2.5 m.2.5 m.第第1 s1 s内外力所做的功内外力所做的功W W1 1=2=21 J=2 J,1 J=2 J,第第2 s2 s内外力所做的功为内外力所做的功为W W2 2=1=12.5 J=2.5 J,2.5 J=2.5 J,则则0 02 s2 s内外力的平内外力的平均功率为均功率为P= P= 选项选项A A、B B错误错误. .根据动能定理可知，根据动能定理可知，第第1 s1 s内与第内与第2 s2 s内质点动能增加量的比值等于内质点动能增加量的
20、比值等于 选项选项D D正正确确. .由功率公式由功率公式P=FvP=Fv可知，在第可知，在第1 s1 s末外力的瞬时功率为末外力的瞬时功率为4 W4 W，第，第2 s2 s末外力的瞬时功率为末外力的瞬时功率为3 W,3 W,选项选项C C错误错误. .【总结提升】【总结提升】求功率时，首先要确定是求平均功率还是瞬时功求功率时，首先要确定是求平均功率还是瞬时功率，然后再选择合适的公式进行计算，对易错选项及错误原因率，然后再选择合适的公式进行计算，对易错选项及错误原因具体分析如下：具体分析如下：易错角度易错角度错误原因错误原因易错选易错选A A不能选用合适的公式求解前不能选用合适的公式求解前2
21、s2 s内的平均功率内的平均功率易错选易错选C C误认为第误认为第2 s2 s末质点的速度最大，功率也最大，没有考虑第末质点的速度最大，功率也最大，没有考虑第1 s1 s内外力内外力比第比第2 s2 s内外力大内外力大【变式训练】【变式训练】(2012(2012三明模拟三明模拟) )一根质量为一根质量为M M的的直木棒，悬挂在直木棒，悬挂在O O点，有一只质量为点，有一只质量为m m的猴子抓的猴子抓着木棒，如图所示，剪断悬挂木棒的细绳，木着木棒，如图所示，剪断悬挂木棒的细绳，木棒开始下落，同时猴子开始沿木棒向上爬棒开始下落，同时猴子开始沿木棒向上爬. .设设在一段时间内木棒沿竖直方向下落，猴子
22、对地在一段时间内木棒沿竖直方向下落，猴子对地的高度保持不变，忽略空气阻力，则下列所示的高度保持不变，忽略空气阻力，则下列所示的四个图象中能正确反映在这段时间内猴子做功的功率随时间的四个图象中能正确反映在这段时间内猴子做功的功率随时间变化的关系的是变化的关系的是( )( )【解析】【解析】选选B.B.猴子对地的高度不变，所以猴子受力平衡猴子对地的高度不变，所以猴子受力平衡. .设猴子设猴子的质量为的质量为m m，木棒对猴子的作用力为，木棒对猴子的作用力为F F，则有，则有F=mgF=mg；设木棒的重；设木棒的重力为力为MgMg，则木棒所受合力为，则木棒所受合力为F+MgF+Mg，根据力的作用相互
23、性，根据力的作用相互性F=F,F=F,根据牛顿第二定律，根据牛顿第二定律，Mg+mg=MaMg+mg=Ma，可见，可见a a是恒量，是恒量，t t时刻木时刻木棒速度棒速度v=at,v=at,猴子做功的功率猴子做功的功率P=mgv=mgat,PP=mgv=mgat,P与与t t为正比例关系，为正比例关系，故故B B正确正确. .热点考向热点考向3 3 机车起动与图象的综合问题机车起动与图象的综合问题【例证【例证3 3】(14(14分分) )电动车因其可靠的电动车因其可靠的安全性能和节能减排的设计理念，安全性能和节能减排的设计理念，越来越受到人们的喜爱越来越受到人们的喜爱. .在检测某款在检测某款
24、电动车性能的某次实验中，质量为电动车性能的某次实验中，质量为8 810102 2 kg kg的电动车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速的电动车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为度为15 m/s15 m/s，利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引，利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力力F F与对应的速度与对应的速度v,v,并描绘出并描绘出F F- - 图象如图所示图象如图所示( (图中图中ABAB、BOBO均均为直线为直线).).假设电动车行驶中所受的阻力恒定假设电动车行驶中所受的阻力恒定. .(1)(1)根据图线根据图线ABCABC，判断该电动车做什么运动，并计算电动车
25、的，判断该电动车做什么运动，并计算电动车的额定功率；额定功率；(2)(2)求此过程中电动车做匀加速直线运动的加速度的大小；求此过程中电动车做匀加速直线运动的加速度的大小；(3)(3)电动车由静止开始运动，经过多长时间速度达到电动车由静止开始运动，经过多长时间速度达到v v1 1=2 m/s?=2 m/s?【解题指南】【解题指南】解答本题时应注意以下三点：解答本题时应注意以下三点：(1)(1)图象中图象中ABAB段电动车牵引力恒定段电动车牵引力恒定. .(2)(2)图线图线BCBC段斜率的物理意义段斜率的物理意义. .(3)C(3)C点对应的牵引力的物理意义点对应的牵引力的物理意义. .【规范解
26、答】【规范解答】(1)(1)分析图线可知：图线分析图线可知：图线ABAB段代表的过程为牵引力段代表的过程为牵引力F F不变，阻力不变，阻力f f不变，电动车由静止开始做匀加速直线运动；图不变，电动车由静止开始做匀加速直线运动；图线线BCBC段的斜率表示电动车的功率段的斜率表示电动车的功率P P，P P不变为额定功率，达到额不变为额定功率，达到额定功率后，则电动车所受牵引力逐渐减小，做加速度减小的变定功率后，则电动车所受牵引力逐渐减小，做加速度减小的变加速直线运动，直至达最大速度加速直线运动，直至达最大速度15 m/s15 m/s；此后电动车做匀速直；此后电动车做匀速直线运动线运动. . (3
27、(3分分) )由图象可得，当达到最大速度由图象可得，当达到最大速度v vmaxmax=15 m/s=15 m/s时，牵引力为时，牵引力为F Fminmin=400 N=400 N故恒定阻力故恒定阻力f=Ff=Fminmin=400 N=400 N (1 (1分分) )额定功率额定功率P=FP=Fminminv vmaxmax=6=610103 3 W W (2 (2分分) )(2)(2)匀加速直线运动的加速度匀加速直线运动的加速度 (4(4分分) )(3)(3)匀加速直线运动的末速度匀加速直线运动的末速度 (2(2分分) )电动车在速度达到电动车在速度达到3 m/s3 m/s之前，一直做匀加速
28、直线运动之前，一直做匀加速直线运动, ,故所求时间为故所求时间为 (2(2分分) )答案：答案：(1)AB(1)AB段表示电动车做匀加速直线运动，段表示电动车做匀加速直线运动，BCBC段表示电动车段表示电动车做加速度逐渐减小的变加速直线运动做加速度逐渐减小的变加速直线运动6 610103 3 W (2)2 m/s W (2)2 m/s2 2 (3)1 s (3)1 s【互动探究】【互动探究】假设该电动车由静止开始运动，经过假设该电动车由静止开始运动，经过20 s20 s速度达速度达到到15 m/s,15 m/s,则此过程中电动车通过的路程是多少？则此过程中电动车通过的路程是多少？【解析】【解析
29、】A A到到B B做匀加速运动，对应时间为做匀加速运动，对应时间为t t1 1，则则t t1 1= =1.5 s.= =1.5 s.s s1 1= =2.25 m.= =2.25 m.B B点以后，电动车的功率不变，由动能定理得点以后，电动车的功率不变，由动能定理得解得：解得：s s2 2=61.5 m,=61.5 m,故故20 s20 s内电动车通过的路程为内电动车通过的路程为s=ss=s1 1+s+s2 2=63.75 m=63.75 m答案：答案：63.75 m63.75 m【总结提升】【总结提升】分析机车起动问题时应注意的事项分析机车起动问题时应注意的事项(1)(1)机车起动的方式不同
30、，机车运动的规律就不同，因此机车起机车起动的方式不同，机车运动的规律就不同，因此机车起动时，其功率、速度、加速度、牵引力等物理量的变化规律也不动时，其功率、速度、加速度、牵引力等物理量的变化规律也不相同，分析图象时应注意坐标轴的意义及图象变化所描述的规律相同，分析图象时应注意坐标轴的意义及图象变化所描述的规律. .(2)(2)恒定功率下的加速一定不是匀加速，这种加速过程发动机做恒定功率下的加速一定不是匀加速，这种加速过程发动机做的功可用的功可用W=PtW=Pt计算，不能用计算，不能用W=FsW=Fs计算计算( (因为因为F F为变力为变力););(3)(3)以恒定牵引力加速时的功率一定不恒定，
31、这种加速过程发动以恒定牵引力加速时的功率一定不恒定，这种加速过程发动机做的功常用机做的功常用W=FsW=Fs计算，不能用计算，不能用W=PtW=Pt计算计算( (因为因为功率功率P P是变化的是变化的).).【变式备选】【变式备选】一辆汽车在平直的公路上以某一初速度运动，运一辆汽车在平直的公路上以某一初速度运动，运动过程中保持恒定的牵引功率，其加速度动过程中保持恒定的牵引功率，其加速度a a和速度的倒数和速度的倒数(1/v)(1/v)图象如图所示图象如图所示. .若已知汽车的质量，则根据图象所给的信息，不若已知汽车的质量，则根据图象所给的信息，不能求出的物理量是能求出的物理量是( )( )A.
32、A.汽车的功率汽车的功率B.B.汽车行驶的最大速度汽车行驶的最大速度C.C.汽车所受到的阻力汽车所受到的阻力D.D.汽车运动到最大速度所需的时间汽车运动到最大速度所需的时间【解析】【解析】选选D.D.由由P=FvP=Fv和和F-f=maF-f=ma得出：得出： 由图象可求出由图象可求出图线斜率图线斜率k k，由，由k= k= 可求出汽车的功率可求出汽车的功率P P，由图象的纵轴截距知，由图象的纵轴截距知a=-2 m/sa=-2 m/s2 2, ,得：得：-2=- -2=- 可求出汽车所受阻力可求出汽车所受阻力f f，再由，再由P=fP=fv vm m可可求出汽车运动的最大速度求出汽车运动的最大
33、速度v vm m, ,但汽车做变加速直线运动，无法求但汽车做变加速直线运动，无法求出汽车运动到最大速度的时间，故选出汽车运动到最大速度的时间，故选D.D.考查内容考查内容静摩擦力做功的特点静摩擦力做功的特点【例证】【例证】如图所示，质量为如图所示，质量为m m的物体置于倾角的物体置于倾角为为的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为，在外力作用下，斜面以加速度，在外力作用下，斜面以加速度a a沿水平方沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体向向左做匀加速运动，运动中物体m m与斜面相对静止与斜面相对静止. .则关于斜则关于斜面对面对m m的支持力和摩擦力的下列说法中
34、错误的是的支持力和摩擦力的下列说法中错误的是( )( )A.A.支持力一定做正功支持力一定做正功 B.B.摩擦力一定做正功摩擦力一定做正功C.C.摩擦力可能不做功摩擦力可能不做功 D.D.摩擦力可能做负功摩擦力可能做负功【规范解答】【规范解答】选选B.B.因物体和斜面一起水平向左做匀加速运动，因物体和斜面一起水平向左做匀加速运动，对物体进行受力分析可知，支持力方向垂直斜面向上，由功的对物体进行受力分析可知，支持力方向垂直斜面向上，由功的公式可知支持力一定做正功公式可知支持力一定做正功. .而摩擦力是否存在需要讨论而摩擦力是否存在需要讨论. .当当mgtan=mamgtan=ma即即a=gtan
35、a=gtan时，摩擦力不存在，摩擦力不做功；时，摩擦力不存在，摩擦力不做功；当当mgtanmamgtangtanagtan时，摩擦力沿斜面向下，摩擦力做正时，摩擦力沿斜面向下，摩擦力做正功；功；当当mgtanmamgtanma即即agtanagtan时，摩擦力沿斜面向上，摩擦力做负时，摩擦力沿斜面向上，摩擦力做负功功. .综上所述，综上所述，B B是错误的是错误的. .1.1.如图所示，在皮带传送装置中，皮带把物体如图所示，在皮带传送装置中，皮带把物体P P匀速带至高处，匀速带至高处，在此过程中，下述说法正确的是在此过程中，下述说法正确的是( )( )A.A.摩擦力对物体做正功摩擦力对物体做正
36、功B.B.摩擦力对物体做负功摩擦力对物体做负功C.C.支持力对物体做正功支持力对物体做正功D.D.合外力对物体做正功合外力对物体做正功【解析】【解析】选选A.A.物体物体P P匀速上升过程中，合力为零，合外力对物体匀速上升过程中，合力为零，合外力对物体做功为零，做功为零，D D错误错误; ;支持力垂直于运动方向，故支持力做功为零，支持力垂直于运动方向，故支持力做功为零，C C错误；摩擦力沿斜面向上，摩擦力做正功，错误；摩擦力沿斜面向上，摩擦力做正功，A A正确正确,B,B错误错误. .2.2.某物体同时受到三个力作用而做匀减速直线运动，其中某物体同时受到三个力作用而做匀减速直线运动，其中F F
37、1 1与与加速度加速度a a的方向相同，的方向相同，F F2 2与速度与速度v v的方向相同，的方向相同，F F3 3与速度与速度v v的方向的方向相反，则相反，则( )( )A.FA.F1 1对物体做正功对物体做正功B.FB.F2 2对物体做正功对物体做正功C.FC.F3 3对物体做正功对物体做正功D.D.合外力对物体做正功合外力对物体做正功【解析】【解析】选选B.FB.F1 1与加速度与加速度a a方向相同，即方向相同，即F F1 1与速度方向相反，与速度方向相反，F F3 3也与速度方向相反，故也与速度方向相反，故F F1 1、F F3 3均对物体做负功，均对物体做负功，F F2 2与速
38、度方向相与速度方向相同，对物体做正功，故同，对物体做正功，故A A错误，错误，B B正确，正确，C C错误错误. .物体做匀减速直物体做匀减速直线运动，合外力方向与物体运动方向相反，故合外力对物体做线运动，合外力方向与物体运动方向相反，故合外力对物体做负功，负功，D D错误错误. .3.3.开口向上的半球形曲面的截面如图开口向上的半球形曲面的截面如图所示，直径所示，直径ABAB水平水平. .一小物块在曲面一小物块在曲面内内A A点以某一速率开始下滑，曲面内点以某一速率开始下滑，曲面内各处动摩擦因数不同，因摩擦作用物块下滑时速率不变，则下各处动摩擦因数不同，因摩擦作用物块下滑时速率不变，则下列说
39、法正确的是列说法正确的是( )( )A.A.物块运动过程中加速度始终为零物块运动过程中加速度始终为零B.B.物块所受合外力大小不变，方向在变物块所受合外力大小不变，方向在变C.C.在滑到最低点在滑到最低点C C以前，物块所受重力的瞬时功率越来越大以前，物块所受重力的瞬时功率越来越大D.D.在滑到最低点在滑到最低点C C以前，物块所受摩擦力大小不变以前，物块所受摩擦力大小不变【解析】【解析】选选B.B.小物块沿半球形曲面做匀速圆周运动，加速度不小物块沿半球形曲面做匀速圆周运动，加速度不为零，合外力提供向心力，由为零，合外力提供向心力，由 可知，其大小不变，方可知，其大小不变，方向在变，向在变，A
40、 A错误，错误，B B正确；物块所受摩擦力大小等于物块重力沿正确；物块所受摩擦力大小等于物块重力沿切向的分力，故摩擦力逐渐减小，切向的分力，故摩擦力逐渐减小，D D错误；设物块速度与竖直方错误；设物块速度与竖直方向间夹角为向间夹角为，则物块重力的瞬时功率，则物块重力的瞬时功率P=mgP=mgvcosvcos，P P随随的的增大而减小，故增大而减小，故C C错误错误. .4.4.如图所示，一个物块在与水平方向成如图所示，一个物块在与水平方向成角的恒力角的恒力F F作用下，沿作用下，沿水平面向右运动一段距离水平面向右运动一段距离s s，在此过程中，恒力，在此过程中，恒力F F对物块所做的对物块所做
41、的功为功为( )( )【解析】【解析】选选D.D.由于力由于力F F与位移与位移s s的夹角为的夹角为，所以力，所以力F F做的功为做的功为W=Fscos,W=Fscos,故故D D正确正确. .5.(20125.(2012焦作模拟焦作模拟) )放在水平地面上的物体受到水平拉力的作放在水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在用，在0 06 s6 s内其速度与时间图象和拉力的功率与时间图象分内其速度与时间图象和拉力的功率与时间图象分别如图甲、乙所示，则物体的质量为别如图甲、乙所示，则物体的质量为( (取取g=10 m/sg=10 m/s2 2)( )( )【解析】【解析】选选B.B.设加速过程拉力
42、为设加速过程拉力为F F，物体受的阻力为，物体受的阻力为f f，由，由P=FP=Fv v可知，可知，30=F30=F6 6，10=f10=f6 6，可求得：，可求得：F=5 NF=5 N，f= Nf= N，由，由( (甲甲) )图可知，图可知，0 02 s2 s内物体的加速度内物体的加速度a= m/sa= m/s2 2=3 m/s=3 m/s2 2，由牛顿，由牛顿第二定律得：第二定律得：F-f=ma,F-f=ma,可求得：可求得：m= kgm= kg，故，故B B正确正确. .6.6.如图所示，一质量如图所示，一质量m=4.0 kgm=4.0 kg的物体，由高的物体，由高h=2.0 m,h=2
43、.0 m,倾角倾角=53=53的固定斜面顶端滑到底端，物体与斜面间的动摩擦的固定斜面顶端滑到底端，物体与斜面间的动摩擦因数为因数为=0.2.=0.2.求物体所受各力所做的功及合外力做的功求物体所受各力所做的功及合外力做的功. .(g(g取取10 m/s10 m/s2 2).).【解析】【解析】以物体为研究对象，物体受重力以物体为研究对象，物体受重力mgmg、摩擦力、摩擦力f f、支持力、支持力N N作用，其受力情况如图所示作用，其受力情况如图所示. .先求出各个力所做的功，再求总功先求出各个力所做的功，再求总功. .N=mgcosN=mgcosf=N=mgcosf=N=mgcos物体的位移为：物体的位移为：根据功的公式可求出根据功的公式可求出重力做的功为：重力做的功为：W WG G=mgh=4.0=mgh=4.010102.0 J=80 J2.0 J=80 J摩擦力做的功为：摩擦力做的功为：W Wf f=-f=-fs s=-mgcos=-mgcos=-0.2=-0.24.04.010102.02.0 J=-12 J J=-12 J支持力做的功为：支持力做的功为：W WN N=0=0故物体所受合外力做的功为：故物体所受合外力做的功为：W W总总=W=WG G+W+WN N+W+Wf f=(80-12) J=68 J=(80-12) J=68 J答案：答案：见解析见解析
