高考物理一轮总复习第1讲功和功率讲义(含解析新人教版

1、功和功率全国卷3年考情分析考点内容考纲要求三年考题201620172018功和功率n卷川T20,动能定理卷川T24,机械能守恒定律卷 n T16,动能定理卷I T24,机械能，功能关系卷川T16,功能关系卷n T24,动能定理卷I T18,功 能关系卷n T14,动 能定理卷川T19,功 率、动能定理动能和动能定理n重力做功与重力势能n功能关系、机械能守恒定律及其应用n实验：探究动能定理实验：验证机械能守恒定律卷 I T22第1讲功和功率课前双基落实教材回归融知新基础知识填一填知识点1 功1 做功的两个必要条件(1) 作用在物体上的力(2) 物体在 力的方向上发生的位移.2. 公式：W Flc

2、os_ a(1) a是力与 位移 方向之间的夹角，l为物体对地的位移.(2) 该公式只适用于恒力做功.功是标量.3. 功的正负判断夹角功的正负a V90力对物体做 正功a 力对物体做负功，或者说物体 克服 这个力做了90功a =90力对物体不做功判断正误，正确的划错误的划“X（1）只要物体受力的同时又有位移发生，则一定有力对物体做功.（X ）（2）个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动.（V）（3）滑动摩擦力可能做负功，也可能做正功；静摩擦力对物体一定不做功.（X ）（4）作用力做正功时，反作用力一定做负功.（X ）知识点2 功率1. 定义功与完成这些功所用时间的 比值物理意义：描

3、述力对物体做功的快慢2. 公式（1）p=wy p为时间t内的平均功率.（2）P= Fvcos a （ a 为 F 与 V 的夹角） 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 3. 额定功率机械正常工作时的最大输出功率.4实际功率机械 实际工作时的功率，要求不大于额定功率.!思樂诊肺判断正误，正确的划“V”，错误的划“ X”.W（1）由P=-，只要知道 W和t就可求出任意时刻的功率.（X ）（2）由P= Fv，既能求某一时刻的瞬时功率，也可以求平均功率.（V）（3）由P= Fv知，随着汽车速度的增大，它的功率也可以无限制地增大.（X ）（4）由P= Fv知，当汽车发动机

4、功率一定时，牵引力与速度成反比.（V）教材挖掘做一做1. （人教版必修2 P60第2题改编）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：C2. （人教版必修2 P59第1题改编）如图所示，两个物体与水平地面间的动摩擦因数相等，它们的质量也相等，在甲图中用力F1拉物体，在乙图中用力 F2推物体，夹角均为 a ,两个物体都做匀速直线运动，通过相同的位移.设Fi和F2对物体

5、所做的功分别为 W和W,物体克服摩擦力做的功分别为W和W,下列判断正确的是（)A. Fi = F2B. W= WC. W= WD. W W= W W答案：D3. （人教版必修2 P63第34题改编）（多选）发动机额定功率为 80 kW的汽车，质量为 2X 103 kg，在水平路面上行驶时汽车所受摩擦阻力恒为4X 103 N，若汽车在平直公路上以额定功率启动，则下列说法中正确的是（）A汽车的加速度和速度都逐渐增加B. 汽车匀速行驶时，所受的牵引力为零C. 汽车的最大速度为20 m/sD. 当汽车速度为 5 m/s时，其加速度为 6 m/s解析：CD 由P= Fv, F Ff = ma可知，在汽车

6、以额定功率启动的过程中，F逐渐变小,汽车的加速度 a逐渐减小，但速度逐渐增加，当匀速行驶时，F= Ff，此时加速度为零，速3P 80 x 10度达到最大值，则 vm= F = 4x 103 m/s = 20 m/s，故A B错误，C正确；当汽车速度为 5Pm/s时，由牛顿第二定律得 。F = ma解得a= 6 m/s 2,故D正确.课堂 师生互动热点考向讲练提升考点一功的正负判断及恒力做功的计算考点解读1. 功的正负的判断方法（1）恒力做功的判断：依据力与位移方向的夹角来判断.（2）曲线运动中做功的判断：依据F与V的方向夹角a来判断，0in 0 卩mopos 0 = 0,解得F= mgin 0

7、 +卩moposh,0 , F 做的功为 W= FL= ( mgin 0 + 卩 mgsos 0 )= mgh 卩 mghcot 0，因为 m h、sin 0卩相等，所以0越小，W越大，故A正确；重力做功只与高度差有关，高度相等，所以克 服重力做功相等，故 B错误；拉力做功 W= mgh卩mglcot 0 , 0越小，拉力做功越多,故C错误；克服摩擦力做的功 W卩mcos 0 - L砂s 0 伕=評F，所以倾角越大，克服摩擦力做的功越少，故D错误.3如图所示，质量为 m的小球用长为L的轻绳悬挂于 0点，用水平恒力 F拉着小球从最低点运动到使轻绳与竖直方向成角的位置，求此过程中，各力对小球做的总

8、功为A.FLsinB.mgL1cos 0 )C.FLsin0 mgL1 cosD.FLsin0 mglcos 0解析：C如图，小球在F方向的位移为 CB方向与F同向，则皿 F CB= F Lsin 0小球在重力方向的位移为 AC方向与重力反向，则W= mg- AC- cos 180 =mg- L(1 cos 0 )故 Wm、= W+ W+ VFT= FLsin 0 mgl(1 cos 0 )所以选项C正确.考点二功率的理解与计算考点解读功率的计算方法丽:-p平均血率卜其H 5为丄时则的科：吋速度q瞬时血率卜_任/怙苴中*为物惦的越虞*在力f方向上的極硬-P=挂中歼为物怵受的外力F在建度U方向上

9、的分力典例赏析典例2（多选）一质量为1 kg的质点静止于光滑水平面上，从t = 0时刻开始，受到水平外力F作用，如图所示下列判断正确的是（）F/NA. 02 s内外力的平均功率是 4 WB. 第2 s内外力所做的功是4 JC. 第2 s末外力的瞬时功率最大D. 第1 s末与第2 s末外力的瞬时功率之比为9 : 4解析AD 第1 s末质点的速度Fi3vi= 11= x 1 m/s = 3 m/s.m 1第2s末质点的速度F2f 1）V2= V1+ t2= 3+;xi m/s = 4 m/s.m1/1 2 1 2则第2 s内外力做功 W= $mv $mv= 3.5 J02 s内外力的平均功率P=1

10、 22mv0.5 X 1X42W= 4 W.选项A正确，选项B错误；第1 s末外力的瞬时功率 Pi= FiVi = 3X 3 W= 9 W,第2 s末外力的瞬时功率 P2= F2V2= 1 X 4 W= 4 W,故P : F2= 9 : 4，选项C错误，选项D正确.易错警示求解功率时应注意的“三个”问题1. 首先要明确所求功率是平均功率还是瞬时功率，对应于某一过程的功率为平均功率, 对应于某一时刻的功率为瞬时功率.2. 求功率大小时要注意 F与V方向的夹角a对结果的影响.3. 用F= F0COS a求平均功率时，V应容易求得，如求匀变速直线运动中某力的平均功率.题组巩固1. （2019 漳州模

11、拟）（多选）如图，质量为M= 72 kg的重物放置在水平地面上，柔软不可伸长的轻绳跨过光滑轻质滑轮，绳一端连接重物，另一端被质量为m= 60 kg的人抓住,起初绳子恰好处于竖直绷紧状态，人通过抓绳以a= 4 m/s 1 mv + Mv 2,解得W= 2 380 J，故C正确；拉力对重物做功 W= Mgh + Mv 2,平均功率的加速度竖直攀升 2 m，g取10m/s2,则此过程（）A.重物的加速度为2 m/s2B. 绳子的拉力为 840 NC. 人的拉力所做的功为 2 380 JD. 拉力对重物做功的平均功率为700 W解析：BCD 对人由牛顿第二定律得F- mg= ma解得 F= mg+ m

12、a= 840 N，对物体由牛顿第二定律得 F- Mg= Ma，解得a= 5 m/s2,故A错误，B正确；上升2 m人获得的v12 5速度v = 2ah= 4 m/s，经历的时间t = = 1 s，重物上升的高度 h=；a t = m,获得甲a26的速度v= a t = 3 m/s，对人和重物组成的整体，根据动能定理得W- mgh- Mgh = 32p= t = 7oo w,故 D 正确.2. （2019 齐齐哈尔模拟）（多选）如图所示，质量相同的甲、乙两个小物块，甲从竖直1固定的；光滑圆弧轨道顶端由静止滑下，轨道半径为R圆弧底端切线水平，乙从高为R的4光滑斜面顶端由静止滑下.下列判断正确的是（

13、）A. 两物块到达底端时速度相同B. 两物块到达底端时动能相同C. 乙物块运动到底端的过程中重力做功的瞬时功率一直在增大D. 甲物块运动到底端的过程中重力做功的瞬时功率先增大后减小1 2解析：BCD 根据动能定理得 mgR= mv,知两物块到达底端的动能相等，速度大小相 等，但是速度的方向不同，故A错误，B正确；根据P= mgv竖直，可知乙物块重力做功的瞬时功率随速度的增大而增大，故C正确；甲的竖直分速度先增大后减小，重力的功率先增大后减小，故D正确.3. （2019 昆明七校调研）（多选）物体受到水平推力 F的作用在粗糙水平面上做直线运 动.通过力和速度传感器监测到推力 F、物体速度v随时间

14、t变化的规律分别如图甲、乙 所示.取g= 10 m/s 2，则下列说法正确的是（）A. 物体的质量 m= 0.5 kgB. 物体与水平面间的动摩擦因数卩=0.4C. 第2 s内物体克服摩擦力做的功W= 2 JD. 前2 s内推力F做功的平均功率 P = 3 W解析：ABC 由题图甲、乙可知，在 12 s内，推力F2= 3 N，物体做匀加速直线运 动，其加速度 a= 2 m/s2,由牛顿运动定律可得，F2 -卩mg= ma在23 s，推力F?= 2 N ,物体做匀速直线运动，由平衡条件可知，卩mg= F3；联立解得物体的质量m= 0.5 kg，物体与水平面间的动摩擦因数卩=0.4 , A、B正确

15、；由速度一时间图象所围的“面积”表示位移可得，第2 s内物体位移x= 1 m,克服摩擦力做的功 W=卩mgx= 2 J , C正确；第1 s 内，由于物体静止，推力不做功；第 2 s内，推力做功 W= F2X= 3 J，即前2 s内推力F做功为W = 3 J，前2 s内推力F做功的平均功率? = W_ = 2 W= 1.5 W, D错误.考点三机车启动问题考点解读1两种启动方式的比较两种方式以恒定功率启动以恒定加速度启动P-1图和v-1图J 吋屮J；. JLCot at0t 0*11OA段过程分析vf ?F= P不变九vF- F阻,? a=JmF- F阻、a=不变？mv fF 不变？ P= Fvf直到P额=Fw运动性质加速度减小的加速直线运动匀加速直线运动，维持时间t0 =也aA B段过程分析PF= F 阻? a= 0? F 阻= Vm人-P ,F- Fe ,v f ? F= J ? a=Jvm运动性质以Vm匀速直线运动加速度减小的加速运动BC段无F= F 阻？ a= 0?以vm=匀速运动F阻2.四个常用规律 p= Fv.(2) F- Ff = mav = at (a恒定). Pt - Ff