(完整版)高考专题-功及功率复习试题

1、完美 WORD 格式1功的概念（ 1）定义：一个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生一段位移，就说这个力做了功.（2）做功的两个必要条件： a、力； b、物体在力的方向上发生位移 .（3）功的单位：在国际单位制中，功的单位是焦耳，符号J，其物理意义是： 1J 等于 1N 的力使物体在力的方向上发生 1m 的位移时所做的功 .（ 4）功是标量，只有大小，没有方向 .（ 5）功是过程量，即做功必定对应一个过程（位移）应明确是哪个力在哪个过程中对哪个物体做功.2、功的计算（1）功的一般计算公式： W=Flcos （2）条件：适用于恆力所做的功（3）字母意义： F 力l 物体对地位移 F 、l 正方

2、向之间的夹角3、正负功的意义（1）根据功的计算公式 W=Flcos 可得到以下几种情况： 当 90o时， cos 0，则 W0 即力对物体不做功； 当 00<90o 时， cos>0，则 W>0，即力对物体做正功； 当 90o<180o 时，则 cos<0，即力对物体做负功，也常说成物体克服这个力做功；（ 2）功的正负既不表示方向，也不表示大小，它表示：正功是动力对物体做功，负功是阻力对物体做功.4、总功的求法（1）先求外力的合力 F合，再应用功的公式求出总功： W=F 合lcos（2）先分别求出各外力对物体所做的功W1、W2、W3 ，总功即这些功的代数和： W=

3、W1+W2+W3+重点难点例析、判断力是否做功及其正负的方法：1. 看力 F 与 l 夹角 常用于恒力做功的情形2. 看力 F 与 v 方向夹角 常用于曲线运动情形 . 若 为锐角做正功，若 为直角则不做功，若 为钝角则做负功 【例】 1.如图 1-1 所示，小物体位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水 平地面上，从地面上看，在小物体沿斜面下滑的过程中，斜面对小物 体的作用力（ ）A. 垂直于接触面，做功为零；B. 垂直于接触面，做功不为零；C. 不垂直于接触面，做功为零；D. 不垂直于接触面，做功不为零 . 2.下面列举的哪几种情况下所做的功是零（）A 卫星做匀速圆周运动，地球引力对卫星做的功B

4、平抛运动中，重力对物体做的功C举重运动员，扛着杠铃在头上的上方停留10s，运动员对杠铃做的功D木块在粗糙水平面上滑动，支持力对木块做的功、求变力的功1.化变力为恒力：（1） 分段计算功，然后用求和的方法求变力所做的功（2）用转换研究对象的方法求变力所做的功 .2. 若F 是位移 l 的线性函数时，先求平均值 F F1 F2，由W Fl cos 求其功.2例如 :用铁锤把小铁钉钉入木板，设木板对钉子的阻力与钉进木板的深度成正比，已知铁锤第一次将钉子钉 进 d ，如果铁锤第二次敲钉子时对钉子做的功与第一次相同，那么，第二次进入木板的深度是多少 ?解： kd d kd k(d d )d2 d 2 d

5、 d ( 2 1)d3. 作出变力变化的 Fl 图象，图象与位移轴所围的 “面积 ”即为变力做的功 .在 F-l 图象中，图线与坐标轴所围成的 “面积 ”表示功 . 对于方向不变，大小随位移 变化的力，作出 F-l 图象，求出图线与坐标轴所围成的 “面积 ”，就求出了变力所做的 功 ,上述例题也可用图象法来求解 .因为木板对钉子的阻力与钉进木板的深度成正比， 即 F=kd，其图象为图 1-2 所示.铁锤两次对钉子做功相同，则三角形 OAB 的面积与梯形 ABCD 的面积相等，即 1d (kd) 1 kd k(d d ) d22s解得 d ( 2 1)d【例】 1 以一定的速度竖直向上抛出一小球

6、，小球上升的最大速度为 h，空气的阻力大小恒为 F，则从抛出至落 回出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为（ ）A 0B FhC 2FhD4Fh【点拨】 空气阻力、摩擦阻力是一种特殊的力，在计算这种力做功时，不可简单地套用功的计算公式W Flcos 得出 W=0 的错误结论 .从上面的正确结果可以看出： 空气阻力做的功在数值上等于阻力与全 过程小球路程的乘积 .2.如图 1-3 在光滑的水平面上，物块在恒力 F 100的作用下从 A 点运动到 B 点，不计滑轮的大小，不计绳与 滑轮的质量及绳、滑轮间的摩擦， 2.4 ， 37°，53°，求绳的拉力对物体所做的功 .、分析摩擦

7、力做功图 1-3不论是静摩擦力，还是滑动摩擦力既可以对物体做正功，也可以对物体做负功，还可能不对物体做功.力做功是要看哪个力对哪个物体在哪个过程中做的功，而不是由力的性质来决定的.力做正功还是做负功要看这个力是动力还是阻力 .摩擦力可以是动力也可以是阻力，也可能与位移方向垂直.例】 物块从光滑曲面上的P 点自由滑下，通过粗糙的静止水平传送带以后落到地面上的Q 点，若传送带的皮带轮沿逆时针方向转动起来， 物块放到 P 点自由滑下则（ A.物块将仍落在 Q 点使传送带随之运动， 如图 1-4所示， 再把 ）B.物块将会落在 Q 点的左边C.物块将会落在 Q 点的右边D.物块有可能落不到地面上 易错

8、【错解】因为皮带轮转动起来以后，物块在皮带轮上的时间长，相对皮带位移量大，摩擦力做功将比皮带轮不 转动时多，物块在皮带右端的速度将小于皮带轮不动时，所以落在 Q点左边，应选 B选项.【错因】 学生的错误 主要是对物体的运动过程中的受力分析不准确.实质上当皮带轮逆时针转动时，无论物块以多大的速度滑下来，传送带给物块施的摩擦力都是相同的，且与传送带静止时一样，由运动学公式知位移相同.从传送带上做平抛运动的初速度相同，水平位移相同，落点相同 .【正解】 物块从斜面滑下来，当传送带静止时，在水平方向受到与运动方向相反的摩擦力，物块将做匀减速运动 .离开传送带时做平抛运动 .当传送带逆时针转动时物体相对

9、传送带都是向前运动，受到滑动摩擦力方向与运动方向相反 . 物体做匀减速运动，离开传送带时，也做平抛运动，且与传送带不动时的抛出速度相同，故落在 Q 点，所以 A 选项正确 .【点悟】 若此题中传送带顺时针转动，物块相对传送带的运动情况就应讨论了 .（1）当 v0=vB 物块滑到底的速度等于传送带速度，没有摩擦力作用，物块做匀速运动，离开传送带做平抛 的初速度比传送带不动时的大，水平位移也大，所以落在 Q 点的右边 .（2）当 v0>vB 物块滑到底速度小于传送带的速度，有两种情况，一是物块始终做匀加速运动，二是物块 先做加速运动，当物块速度等于传送带的速度时，物体做匀速运动。这两种情况落

10、点都在 Q 点右边 .（3）v0<vB 当物块滑上传送带的速度大于传送带的速度，有两种情况， 一是物块一直减速， 二是先减速后匀速。第一种落在 Q 点，第二种落在 Q 点的右边 .课堂自主训练1.如图 1-5 所示，木块 A 放在木块 B 的左上端，用恒力 F 做的功为 W1 ；第二次让 B 可以在光滑的地面上自由滑动， 较两次做功，应有 （ ）A W1 W2B W1 W2F将A拉至 B的右端第一次将 B固定在地面上， F 做的功为 W2 比专业 知识分享2如图 1-6 所示，一个质量为 m 的木块，放在倾角为的斜面体上，当图 1-5sC W1W2D无法比较斜面与木块保持相对静止沿水平方

11、向向右匀速移动距离 力的功是多少？课后创新演练1关于功是否为矢量，下列说法正确的是（）A 因为功有正功和负功，所以功是矢量B.因为功没有方向性，所以功是标量C力和位移都是矢量，功也一定是矢量D 力是矢量，功也是矢量2物体在两个相互垂直的力作用下运动，力F 1对物体做功 6J，物体克服力 F2 做功 8J，则 F1、F2的合力对物体做功为（ ）A 14JB 10JC2JD 2J3一个水平方向的恒力 F先后作用于甲、乙两个物体，先使甲物体沿着粗糙的水平面运动距离s，做功的数值为W1 ；再使乙物体沿光滑的斜面向上滑过距离s，做功的数值为 W2，则（ ）A W1=W2B W1>W2C W1<

12、;W2D条件不足，无法比较 W1,W24 质量为 m 的物体，在水平力 F 作用下，在粗糙的水平面上运动，下列哪些说法正确（ ）F 一定对物体做正功F 一定对物体做负功F 也可能对物体做正功F 一定对物体做正功A 如果物体做加速直线运动， B如果物体做减速直线运动， C如果物体做减速直线运动， D 如果物体做匀速直线运动，5关于力对物体做功，如下说法正确的是（）A 滑动摩擦力对物体一定做负功B静摩擦力对物体可能做正功C作用力的功与反作用力的功其代数和一定为零D 合外力对物体不做功，物体一定处于平衡状态6水平力 F作用在质量为 m的物体上沿光滑水平面移动 s，F 做功 W1；若 F作用在质量为

13、2m的物体上，同样 沿光滑水平面移动 s，F做功 W2；若 F作用在质量为 2m的物体上，沿粗糙水平面移动 s，做功为 W3.那么 W1、 W2、W3 三者的大小关系是 （ ）A. W1W2 W3B. W1<W2<W3C. W1>W2>W3D. W1W2<W3图 1-77如图 1-7 所示，某个力 F 10N 作用于半径为 R lm 的转盘的边缘上，力 F 的大小 保持不变， 但方向保持在任何时刻均与作用点的切线一致， 则转动一周这个力 F 做的总功为A.0B.20 JC.10JD.10 Jm 10kg 的物体，以大小为8如图 1-8 所示，滑轮和绳的质量及摩擦不

14、计，用力F 开始提升原来静止的质量为a2ms2的加速度匀加速上升，求头 3s内力 F 做的功.（取 g10ms2）9 、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作用力做正功，反作用力也可能做正功D作用力与反作用力的功大小不一定相等1.功率的概念（1）功 W跟完成这些功所用的时间 t 的比值叫做功率 .（2 ）物理意义：描述做功的快慢 .（3）单位：在国际单位制中，功率的单位是瓦特，符号W.2.功率的计算1）功率的计算公式 W Pt2）平均功率与瞬时功率W FscosF scosFvcos00P Fv式中当 v 是平均速度时，功率 当

15、v 是瞬时速度时，功率P 是平均功率；P 是瞬时功率；其区别在于：平均功率粗略描述做功的快慢；瞬时功率精确描述做功快慢3.机械的额定功率与实际功率任何机械都有一个标牌， 标牌上所注功率为这部机械的额定功率.它是提供人们对机械进行选择、 配置的一个重要参数，它反映了机械的做功能力或机械所能承担的 “任务 ”机.械运行过程中的功率是实际功率 .机械的实际功 率可以小于其额定功率 （称机械没吃饱 ），可以等于其额定功率 （称满负荷运行 ） ，还可以在短时间内略大于其额定 功率 （称超负荷运行 ）.机械不能长时间处于超负荷运行，这样会损坏机械设备，缩短其使用寿命.重点难点例析功率的计算1.平均功率即某

16、一过程的功率，其计算既可用W, 也可用 P= F·v t2.瞬时功率即某一时刻的功率，其计算只能用P= F·v【例】 1.一个质量为 m的物体，从高度为 h，长度为 L的光滑斜面顶端由静止开始下滑，求物体到达斜面底端时重力做功的功率？2.从空中以 40m/s的初速度沿着水平方向抛出一个重为 10N 的物体，不计空气阻力，取 g=10m/s2，求（ 1）在抛 出后 3s内重力的功率 .（2）在抛出后 3s时重力的功率 （设 3s 时未落地 ）.二、机车的启动问题 发动机的额定功率是指牵引力的功率，而不是合外力的功率.P=Fv中，F指的是牵引力 .在 P一定时， F与v成反比；

17、在 F 一定时， P与 v成正比 .1.在额定功率下启动对车在水平方向上受力分析如图5-2-2，由公式 P=Fv 和 F-f=ma 知，由于 P 恒定，随着 v的增大， F 必将减小，a 也必将减小，汽车做加速度不断减小的加速运动，直到F=f，a=0 ，这时 v 达到最大值vmPmFPm可见，恒定功率的加速一定不是匀加速 这种加速过程发动机做的功只能用 W=Pt 计算，不能用 W=Fs计算 因为 F 为变力）其速度图象如图 2-3 所示图 2-2t图 2-32.以恒定加速度 a启动 :PmFvm由公式 P=Fv和 F f=ma知，由于 a恒定，所以 F 恒定，汽车做匀加速运动， 而随着 v的增

18、大， P也将不断增大，直到 P 达到额定功率 Pm，功率不能再增大了这时匀加速运动结束，此时速度为此后汽车要想继续加速就只能做恒定功率的变加速运动了，由于机车的功率不变，速度增大，牵引力减小，从图 2-4而加速度也减小，直到 F=f 时， a=0，这时速度达到最大值 vmPm .可见，恒定牵引力的加速，即匀加速运动时，功率一定不恒定.这种加速过程发动机做的功只能用 W=F s计算，不能用 W=P t 计算（因为 P为变功率） .其速度图象如图 2-4所示.要注意两种加速运动过程的最大速度的区别 .【例】 1.质量是 2000kg 、额定功率为 80kW 的汽车，在平直公路上行驶中的最大速度为2

19、0m/s,若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2m/s2，运动中的阻力不变 .求：汽车所受阻力的大小 .3s 末汽车的瞬时功率 .汽车做匀加速运动的时间。汽车在匀加速运动中牵引力所做的功2.汽车质量 5t，额定功率为 60kW ，当汽车在水平路面上行驶时，受到的阻力是车重的 0.1 倍，问： （1）汽车在此路面上行驶所能达到的最大速度是多少？（ 2）若汽车从静止开始，保持以 0.5m/s2 的加速度作匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？三、利用 W Pt 求变力做功问题 如果汽车是以恒定功率起动，则牵引力是变力，发动机做功为变力做功，但抓住汽车的功率不变，由W Pt 可求汽车牵引

20、力做的功 . 易错门诊【例 3】卡车在平直公路上从静止开始加速行驶，经时间t 前进距离 s，速度达到最大值 vm。设此过程中发动机功率恒为 P，卡车所受阻力为 f，则这段时间内，发动机所做的功为（）A PtBfsC PtfsD fvmt【错解 】功 W=FS,卡车达到最大速度时 ,牵引力等于阻力 ,故选 B.【错因】 学生错误的主要原因是不清楚发动机的牵引力是变力,不能直接用功的计算公式 .【正解】 发动机所做的功是指牵引力的功 .由于卡车以恒定功率运动，所以发动机所做的功应等于发动机的功率乘以卡车行驶的时间， A 对.B 项给出的是卡车克服阻力做的功，在这段时间内，牵引力的功不等于克服阻力做

21、功， B错.C项给出的是卡车所受外力的总功 .D 项中，卡车以恒定功率前进，将做加速度逐渐减小的加速运动，达到最大速度时牵引力等于阻力，阻力 f 乘以最大速度 vm 是发动机的功率， 再乘以 t 恰是发动机在 t 时间内 做的功 .故 A D 是正确的 .课堂自主训练1.下列有关功率的说法，正确的是 （ ）A 做功越多，功率越大B 由 P = W/t 知 P 与 t 成反比C 功率越大，做功越快D 完成相同的功，所花时间越短，则功率越大Fmg图 2-52.质量是 2kg 的物体，受到 28N 竖直向上的拉力，由静止开始运动，经过5s；求： 5s 内拉力的平均功率 5s 末拉力的瞬时功率（ g

22、取 10m/s2）课后创新演练1汽车以恒定功率 P 由静止出发，沿平直路面行驶，最大速度为v，则下列判断正确的是（）A 汽车先做匀加速运动，最后做匀速运动B汽车先做加速度越来越大的加速运动，最后做匀速运动C汽车先做加速度越来越小的加速运动，最后做匀速运动D汽车先做加速运动，再做减速运动，最后做匀速运动2物体所受到的合外力为一恒力，由静止开始运动，该力的作用时间越长，则（）A 物体的瞬时速度越大B物体的瞬时加速度越大C在单位时间内对物体所做的功越多D该力的瞬时功率越大3质量为 5kg 的小车在光滑的水平面上做匀加速直线运动若它在 2s 内从静止开始速度增加到 4m s，则在这一段时间里外力对小车

23、做功的平均功率是（ ）A 40WB 20WC10WD 5W4质量为 5t的汽车，在水平路面上以加速度 a = 2m/s2起动，所受阻力为 1.0×103N，汽车起动后第 1秒末的即时功 率是（ ）A 2kWB 22kWC1.1kWD 20kW5从距地面相同高度处，水平抛出两个质量相同的球A和 B，抛出 A球的初速为 v0，抛出 B球的初速为 2v0，则两球运动到落地的过程中（ ）A 重力的平均功率相同，落地时重力的即时功率相同B重力的平均功率相同，落地时重力的即时功率不同C重力的平均功率不同，落地时重力的即时功率相同D重力的平均功率不同，落地时重力的即时功率不同 6一列火车在功率恒定的牵引力牵引下由静止从车站出发，沿直线轨道运动，行驶5min后速度达到 20m/s， 设列车所受阻力恒