[高三理化生]第5章-第一讲-功和功率--LI

1、 高三物理高考复习高三物理高考复习 第五章机械能第五章机械能 第第1 1讲功和功率讲功和功率功，功率功，功率动能和动能定理动能和动能定理 重力做功与重力势能重力做功与重力势能 功能关系，机械能守恒定律及其应用功能关系，机械能守恒定律及其应用 实验：探究动能定理实验：探究动能定理实验：验证机械能守恒定律实验：验证机械能守恒定律第一讲功和功率第一讲功和功率一、功一、功1做功的两个不可缺少的因素：力和物体在做功的两个不可缺少的因素：力和物体在上发生的位移上发生的位移2功的公式：功的公式：W ，其中，其中F为为恒力，恒力，为为F的方向与位移的方向与位移l的方向夹角；功的单位：的方向夹角；功的单位： (

2、J)；功是；功是 (矢、标矢、标)量量3正功和负功正功和负功(1)功的正负的意义功的正负的意义功是功是 量，但有正负之分，正功表示动力对物量，但有正负之分，正功表示动力对物体做功，负功表示体做功，负功表示一个力对物体做负功，往往说成是物体一个力对物体做负功，往往说成是物体 力的方向力的方向Flcos 焦耳焦耳 标标标标阻力对物体做功阻力对物体做功克服这个力做功克服这个力做功(2)功的正负的确定功的正负的确定若若0，表示力对物体做，表示力对物体做若若90，则，则W0，表示力对物体，表示力对物体若若90180，则，则W0，表示力对物体做，表示力对物体做 功的公式可有两种理解：一是力功的公式可有两种

3、理解：一是力“F”乘以物体乘以物体在力的方向上发生的位移在力的方向上发生的位移“lcos ”；二是在位移；二是在位移l方向上的力方向上的力“Fcos ”乘以位移乘以位移l.正功正功不做功不做功负功负功二、功率二、功率1定义：功与完成功所用时间的定义：功与完成功所用时间的2物理意义：描述力对物体物理意义：描述力对物体3公式公式(1)P，P为时间为时间t内的内的 (2)PFvcos (为为F与与v的夹角的夹角)v为平均速度，则为平均速度，则P为为 ；v为瞬时速度，则为瞬时速度，则P为为4额定功率：机械额定功率：机械 时输出的时输出的 功率功率5实际功率：机械实际功率：机械 时输出的功率时输出的功率

4、要求要求 额定功率额定功率比值比值做功的快慢做功的快慢平均功率平均功率 平均功率平均功率瞬时功率瞬时功率正常工作正常工作最大最大实际工作实际工作小于或等于小于或等于一、判断正负功的方法一、判断正负功的方法方法根据方法根据常用情况常用情况根据力和位移的方向的根据力和位移的方向的夹角判断夹角判断常用于恒力做功的判断常用于恒力做功的判断根据力和瞬时速度方向根据力和瞬时速度方向的夹角判断的夹角判断常用于质点做曲线运动时常用于质点做曲线运动时变力做功的判断变力做功的判断根据功能关系或能量守根据功能关系或能量守恒定律判断恒定律判断常用于系统内力做功的判常用于系统内力做功的判断断二、机动车两种启动方式二、机

5、动车两种启动方式对机动车等交通工具，在启动的时候，通常有对机动车等交通工具，在启动的时候，通常有两种启动方式，即以恒定功率启动和以恒定加速度两种启动方式，即以恒定功率启动和以恒定加速度启动现比较如下：启动现比较如下：两种两种方式方式以恒定功率启动以恒定功率启动以恒定加速度启动以恒定加速度启动Pt图和图和vt图图1.起重机以起重机以1 m/s2的加速度将质量为的加速度将质量为1 000 kg的的货物由静止开始匀加速向上提升，若货物由静止开始匀加速向上提升，若g取取10 m/s2，则在则在1 s内起重机对货物所做的功是内起重机对货物所做的功是()A500 JB4 500 JC5 000 JD5 5

6、00 J答案：答案：DAW10，W20BW10CW10，W20 DW10，W20解析：解析：物体物体m下滑过程中对滑块下滑过程中对滑块M的压力沿左的压力沿左下方，因此滑块下方，因此滑块M向左加速，其动能增加；向左加速，其动能增加；滑块滑块M对物体对物体m的支持力沿右上方，此力在物体的支持力沿右上方，此力在物体m下滑时对下滑时对m做负功，又由于重力对做负功，又由于重力对m做正功，所以做正功，所以物体物体m的动能增加，但机械能减小的动能增加，但机械能减小综上所述，综上所述，W10. 答案：答案：B3. (2010新课标全国卷新课标全国卷)如右图所示，在外力作如右图所示，在外力作用下某质点运动的用下

7、某质点运动的vt图象为正弦曲线从图中可图象为正弦曲线从图中可以判断以判断()A在在0t1时间内，外力做正功时间内，外力做正功B在在0t1时间内，外力的功率时间内，外力的功率 逐渐增大逐渐增大C在在t2时刻，外力的功率最大时刻，外力的功率最大D在在t1t3时间内，外力做的总功为零时间内，外力做的总功为零解析：解析：由动能定理可知，在由动能定理可知，在0t1时间内质点时间内质点速度越来越大，动能越来越大，外力一定做正功，速度越来越大，动能越来越大，外力一定做正功，故故A项正确；在项正确；在t1t3时间内，动能变化量为零，可时间内，动能变化量为零，可以判定外力做的总功为零，故以判定外力做的总功为零，

8、故D项正确；由项正确；由PFv知知0、t1、t2、t3四个时刻功率为零，故四个时刻功率为零，故B、C都错都错答案：答案：AD11：如右图所示，一个物体放在水平面：如右图所示，一个物体放在水平面上，在跟竖直方向成上，在跟竖直方向成角的斜向下的推力角的斜向下的推力F的的作用下沿平面移动了距离作用下沿平面移动了距离l，若物体的质量为，若物体的质量为m，物体与地面之间的摩擦力大小为，物体与地面之间的摩擦力大小为Ff，则，则在此过程中在此过程中()A摩擦力做的功为摩擦力做的功为FflB力力F做的功为做的功为Flcos C力力F做的功为做的功为Flsin D重力做的功为重力做的功为mgl答案：答案：C21

9、：(2011辽宁沈阳辽宁沈阳)如下图甲所示，质量为如下图甲所示，质量为m的物体置于水平地面上，所受水平拉力的物体置于水平地面上，所受水平拉力F在在2 s时时间内的变化图象如图乙所示，其运动的速度图象如间内的变化图象如图乙所示，其运动的速度图象如图丙所示，图丙所示，g10 m/s2.下列说法正确的是下列说法正确的是() A物体和地面之间的动摩擦因数为物体和地面之间的动摩擦因数为0.1B水平拉力水平拉力F的最大功率为的最大功率为5 WC2 s末物体回到出发点末物体回到出发点D2 s内物体的加速度不变内物体的加速度不变答案：答案：AA物体和地面之间的动摩擦因数为物体和地面之间的动摩擦因数为0.1B水

10、平拉力水平拉力F的最大功率为的最大功率为5 WC2 s末物体回到出发点末物体回到出发点D2 s内物体的加速度不变内物体的加速度不变解析：解析：本题考查通过图象处理匀变速运动问本题考查通过图象处理匀变速运动问题在减速阶段，题在减速阶段，Ffma，mgma，0.1，A正确；拉力正确；拉力F的最大功率的最大功率PFv101 W10 W，B不正确；物体在第一秒内受到的合力的方向与第不正确；物体在第一秒内受到的合力的方向与第二秒内受到的合力的方向相反，加速度方向相反，二秒内受到的合力的方向相反，加速度方向相反，D不正确；由不正确；由vt图象可知，物体在图象可知，物体在2 s内位移是速内位移是速度图线与度

11、图线与t轴所围面积，即轴所围面积，即1 m，没有回到出发点，没有回到出发点，C不正确不正确答案：答案：A1.如图所示，用恒力如图所示，用恒力F拉着质量为拉着质量为m的物体的物体沿水平面从沿水平面从A移到移到B的过程中，下列说法正确的过程中，下列说法正确的是的是()A有摩擦力时比无摩擦力时有摩擦力时比无摩擦力时F做的功多做的功多B有摩擦力时与无摩擦力时有摩擦力时与无摩擦力时F做功一样多做功一样多C物体加速运动时物体加速运动时F做的功比减速运动时做的功比减速运动时F做的功多做的功多D物体无论是加速、减速还是匀速，力物体无论是加速、减速还是匀速，力F做的功一样多做的功一样多答案：答案：BD解析：解析

12、：由功的公式由功的公式WFxcos 可得力可得力F对物体对物体m做的功做的功WFx，与有无摩擦无关，与有无摩擦无关，与物体是加速、减速还是匀速也无关，因此与物体是加速、减速还是匀速也无关，因此B、D正确正确答案：答案：BD2.如图所示，斜面如图所示，斜面AB、DB摩擦因数相同可视摩擦因数相同可视为质点的物体分别沿为质点的物体分别沿AB、DB从斜面顶端由静止下滑从斜面顶端由静止下滑到底端，下列说法正确的是到底端，下列说法正确的是()A物体沿斜面物体沿斜面DB滑动到底端时动能较大滑动到底端时动能较大B物体沿斜面物体沿斜面AB滑动到底端时动能较大滑动到底端时动能较大C物体沿斜面物体沿斜面DB滑动过程

13、中克服摩擦力做的功较多滑动过程中克服摩擦力做的功较多D物体沿斜面物体沿斜面AB滑动过程中克服摩擦力做的功较多滑动过程中克服摩擦力做的功较多答案：答案：B答案：答案：B3+2 P48-【例例2】 3.一质量为一质量为m m的小球用长为的小球用长为L L的轻绳悬的轻绳悬挂于挂于O O点，小球在水平力点，小球在水平力F F的作用下，从最的作用下，从最低点缓慢地移到低点缓慢地移到Q Q点如图点如图52105210所示，则所示，则力力F F做功为做功为( ( ) )cos(1cos)sinAm gLBm gLCF LDF L答案答案 B Btan0 0(1 cos )(1 cos )FFFQF mgmg

14、LWWmgL 小 球 在 水 平 力 的 作 用 下 缓 慢 运 动 到 点 ，小 球 始 终 处 于 平 衡 ， 由 平 衡 条 件 得 ：，即 拉 力 逐 渐 增 大 ， 并 非 恒 力 ； 由 动 能 定【理 得 ：， 得解 析 】摩擦力的做功特点摩擦力的做功特点一、滑动摩擦力做功的特点一、滑动摩擦力做功的特点1 1滑动摩擦力可以对物体做负功滑动摩擦力可以对物体做负功当滑动摩擦力阻碍物体运动时，为阻力，对物当滑动摩擦力阻碍物体运动时，为阻力，对物体做负功体做负功如图所示，水平桌面上，一质量为如图所示，水平桌面上，一质量为m的物的物体在拉力体在拉力F的作用下发生的位移为的作用下发生的位移为

15、l，物体与，物体与桌面的动摩擦因数为桌面的动摩擦因数为，分析摩擦力对物体做，分析摩擦力对物体做功情况如何？功情况如何？解析：解析：物体受到向左的滑动摩擦力，位物体受到向左的滑动摩擦力，位移为移为l，方向水平向右，方向水平向右由由WFflcos 得得Wmglcos 180mgl即滑动摩擦力对物体做负功即滑动摩擦力对物体做负功2 2滑动摩擦力可以对物体不做功滑动摩擦力可以对物体不做功例例1中，桌面虽然受到物体对它的滑动摩擦力，但桌面相对地面没中，桌面虽然受到物体对它的滑动摩擦力，但桌面相对地面没有发生位移，所以滑动摩擦力对桌面不做功有发生位移，所以滑动摩擦力对桌面不做功3 3滑动摩擦力可以对物体做

16、正功滑动摩擦力可以对物体做正功(1)当滑动摩擦力有加快物体运动的效果时为动力，对物体做正当滑动摩擦力有加快物体运动的效果时为动力，对物体做正功功(2)在相互摩擦的物体系统中，一对相互作用的滑动摩擦力，对物在相互摩擦的物体系统中，一对相互作用的滑动摩擦力，对物体系统所做总功的多少与路径有关，其值是负值，等于摩擦力与相对位体系统所做总功的多少与路径有关，其值是负值，等于摩擦力与相对位移的积，即移的积，即WFfx相对相对，表示物体系统损失了机械能，克服了摩擦力做，表示物体系统损失了机械能，克服了摩擦力做功，功，E损损QFfx相对相对(摩擦生热摩擦生热)如下图所示，质量为如下图所示，质量为m的物体的物

17、体(可视为质可视为质点点)，以水平初速度，以水平初速度v，滑上原来静止在水平，滑上原来静止在水平光滑轨道上的质量为光滑轨道上的质量为M的小车，物体与小车的小车，物体与小车上表面间的动摩擦因数为上表面间的动摩擦因数为，小车足够长，则，小车足够长，则(1)滑动摩擦力对小车做功情况如何？滑动摩擦力对小车做功情况如何？(2)系统内能增加了多少？系统内能增加了多少？解析：解析：(1)该题的关键是要分析清楚物理过程开始物该题的关键是要分析清楚物理过程开始物体有速度，小车静止，物体和小车必然有相对运动，产生滑体有速度，小车静止，物体和小车必然有相对运动，产生滑动摩擦力物体相对于小车向右运动，受到向左的滑动摩

18、擦动摩擦力物体相对于小车向右运动，受到向左的滑动摩擦力，向右做匀减速直线运动小车相对于物体向左运动，受力，向右做匀减速直线运动小车相对于物体向左运动，受到向右的滑动摩擦力，向右做匀加速直线运动小车足够长，到向右的滑动摩擦力，向右做匀加速直线运动小车足够长，总有一个时刻小车和物体的速度会达到相同二者没有了相总有一个时刻小车和物体的速度会达到相同二者没有了相对运动，滑动摩擦力消失，小车和物体以获得的共同速度向对运动，滑动摩擦力消失，小车和物体以获得的共同速度向右做匀速直线运动右做匀速直线运动如题图所示，设当小车和物体达到共同速度时，小车位如题图所示，设当小车和物体达到共同速度时，小车位移移l，物体

19、相对于小车的位移为，物体相对于小车的位移为l，则物体相对于地面的位移，则物体相对于地面的位移为为ll，此过程中滑动摩擦力对小车做正功，其大小为，此过程中滑动摩擦力对小车做正功，其大小为W1Fflmgl，同时滑动摩擦力对物体做负功，同时滑动摩擦力对物体做负功W2Ff(ll)cos 180mg(ll)，则相互作用的一对滑动摩擦力做功之，则相互作用的一对滑动摩擦力做功之和为和为WW1W2mgl，即总功为负值，即总功为负值(2)系统内能的增量为系统内能的增量为QWmgl答案：答案：(1)对小车做正功对小车做正功mgl(2)mgl二、静摩擦力做功的特点二、静摩擦力做功的特点1静摩擦力可以做正功还可以做负

20、功，也可能静摩擦力可以做正功还可以做负功，也可能不做功；不做功；2在静摩擦力做功的过程中，只有机械能从一在静摩擦力做功的过程中，只有机械能从一个物体转移到另一个物体，而没有机械能转化为其个物体转移到另一个物体，而没有机械能转化为其他形式的能量；他形式的能量；3相互摩擦的系统，一对静摩擦力所做功的代相互摩擦的系统，一对静摩擦力所做功的代数和总等于零数和总等于零如图所示，质量为如图所示，质量为m的物体置于倾角为的物体置于倾角为的斜面上，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沿水平方向向沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体左做匀加速运动，运动中物体m与斜面体相与斜面体相对静止则关于斜面对对静止则关于斜面对m的支持力和摩擦力的支持力和摩擦力的下列说法中错误的是的下列说法中错误的是()A支持力一定做正功支持力一定做正功B摩擦力一定做正功摩擦力一定做正功C摩擦力可能不做功摩擦力可能不做功 D摩擦力可能做负功摩擦力可能做负功答案：答案：BA支持力一定做正功支持力一定做正功B摩擦力一定做正功摩擦力一定做正功C摩擦力可能不做功摩擦力可能不做功 D摩擦力可能做负功摩擦力可能做负功解析：解析：因物体和斜面一起水平向左做匀加速运动，对物体进行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