高三一轮复习物理优秀课件功功率解析

第一节功功率

功1.做功的两个要素(1)作用在物体上的____.(2)物体在__________上发生的位移.2.公式：W=________(1)α是力与____方向之间的夹角，l为物体对地的位移.(2)该公式只适用于____做功.力力的方向Flcosα位移恒力回扣一功 1.如图所示的四幅图是小明提包回家的情景，小明提包的力不做功的是(

) 2.放在光滑水平面上的物体，在水平拉力F1作用下，移动位移s；如果拉力改为与水平方向成30°的力F2，移动的位移为2s。已知F1和F2所做的功相等，则F1与F2的大小之比为________。功的正、负的判断考点一【知识必会】1.恒力做功的判断 若物体做直线运动，依据力与位移的夹角来判断做功的正负。2.曲线运动中功的判断

若物体做曲线运动，依据F与v的方向夹角α来判断。当0º≤α<90º，力对物体做正功；90º<α≤180º，力对物体做负功，α=90º，力对物体不做功。3.依据能量变化来判断 根据功是能量转化的量度，若有能量转化，则必有力对物体做功。此法常用于判断两个相联系的物体之间的相互作用力做功的判断。例如，车M静止在光滑水平轨道上，球m用细线悬挂在车上，由图中的位置无初速地释放，则可判断在球下摆过程中细线的拉力对车做正功。因为细线的拉力使车的动能增加了。又因为M和m构成的系统的机械能是守恒的，M增加的机械能等于m减少的机械能，所以细线的拉力一定对球m做负功。[名师点睛] (1)作用力和反作用力虽然等大反向，但由于其分别作用在两个物体上，产生的位移效果无必然联系，故作用力和反作用力的功不一定一正一负，大小也不一定相等。

(2)摩擦力并非只做负功，可以做正功、负功或不做功。 [例1]如图所示，质量为m的物体置于倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，在外力作用下，斜面以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体m与斜面体相对静止。则关于斜面对m的支持力和摩擦力的下列说法中错误的是(

) A.支持力一定做正功

B.摩擦力一定做正功

C.摩擦力可能不做功

D.摩擦力可能做负功【典例必研】 1.人造地球卫星在椭圆轨道上运行，由图中的a点运动到b点的过程中(

) A.万有引力对卫星做正功

B.万有引力对卫星做负功

C.万有引力对卫星先做正功，再做负功

D.万有引力对卫星一直不做功【冲关必试】 2.如图所示，物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带，传送带以图示方向匀速运转，则传送带对物体做功情况可能是(

) A.始终不做功

B.先做负功后做正功

C.先做正功后不做功

D.先做负功后不做功【知识必会】功的计算考点二1.求解恒力做功的流程图 (4)作出变力F随位移l变化的图像，图像与位移轴所围的“面积”即为变力做的功。图中甲表示恒力F做的功W，乙图表示变力F做的功W，丙图中横轴上方的面积表示正功，横轴下方的面积表示负功，其总功等于正、负功的代数和。3.多个力的合力做的功

(1)先求F合，再根据W＝F合·lcosα计算，一般适用于整个过程中合力恒定不变的情况。

(2)先求各个力做的功W1、W2…Wn，再根据W总＝W1＋W2＋…＋Wn计算总功，这是求合力做功常用的方法。 (1)对于求功的问题，要先分析是求恒力的功还是变力的功，还是求合外力的功，然后再选择合适的方法进行求解，同时注意做功的正负。

(2)利用动能定理或功能关系也可计算恒力做功。[名师点睛]【典例必研】 [例2](2012·三亚模拟)如图所示，升降机内有一斜面，其倾角为θ，一质量为m的物体放在斜面上，如升降机以加速度a匀加速上升，且物体与斜面相对静止，则在上升高度h的过程中，物体受到的各力分别对物体做了多少功？合外力对物体做了多少功？[解析]

物体受力，如图所示则FNsinθ＝Ffcosθ ①FNcosθ＋Ffsinθ－mg＝ma ②由①②得 FN＝m(g＋a)cosθ

Ff＝m(g＋a)sinθ

[答案]

WG＝－mgh

WN＝m(g＋a)hcos2θ

Wf＝m(g＋a)hcos2θ

W合＝mah

3.一滑块在水平地面上沿直线滑行，t＝0时其速度为1m/s，从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力F，力F和滑动的速度v随时间的变化规律分别如图甲和乙所示。设在第1秒内、第2秒内、第3秒内力F对滑块做的功分别为W1、W2、W3，则以下关系正确的是(

)

【冲关必试】A.W1＝W2＝W3B.W1<W2<W3

C.W1<W3<W2D.W1＝W2<W3

4.如图所示，某人用大小不变的力F拉着放在光滑水平面上的物体，开始时与物体相连的绳和水平面间的夹角是α，当拉力F作用一段时间后，绳与水平面间的夹角为β。已知图中的高度是h，求绳的拉力T对物体所做的功。(假定绳的质量、滑轮质量及绳与滑轮间的摩擦不计)

解析：设绳的拉力T对物体做的功为WT，人的拉力F对绳做的功为WF，由图可知，在绳与水平面的夹角为α变到β的过程中，拉力F的作用点的位移大小为物体从A到C拉过的绳长Δs＝AB－BC。 由W＝Fl可知回扣二功率

3.关于功率的公式P＝Fvcosα，以下理解正确的是(

) A.它是由功率的定义式P＝W/t及功的定义式W＝Flcosα联合导出的，所以它只能用来计算平均功率

B.若F与v的夹角α＝0，P＝Fv C.当公式中的v表示平均速度且F为恒力时，则P＝Fv给的是平均功率

D.当F、v、α均为瞬时值时，P＝Fvcosα给出的是瞬时功率 4.将20kg的物体从静止开始以2m/s2的加速度竖直提升4m，拉力做功的平均功率为________W，到达4m高处时拉力的瞬时功率为________W。(g取10m/s2)480

9601.额定功率和实际功率

(1)额定功率：机械在正常条件下可以长时间工作的最大功率。一般在机械的铭牌上标明。

(2)实际功率：机械实际工作时输出的功率。要求小于等于额定功率。【知识必会】机车的启动问题分析考点三2.机车启动的两种方式两种方式以恒定功率启动以恒定加速度启动P－t图和v－t图

(1)在机车的功率P＝Fv中，F是指机车的牵引力，不是机车所受的合力。

(2)不论哪种启动方式的分析都要用分段分析法，在匀加速阶段通常用牛顿第二定律和运动学公式结合分析，在非匀加速阶段，一般用动能定理求解。

(3)机车以恒定加速度启动时，匀加速结束时的速度不是机车的最大速度。[名师点睛] [例3]如图所示，质量为M的汽车通过质量不计的绳索拖着质量为m的车厢(可作为质点)在水平地面上由静止开始做直线运动。已知汽车和车厢与水平地面间的动摩擦因数均为μ，汽车和车厢之间的绳索与水平地面间的夹角为θ，汽车的额定功率为P，重力加速度为g，不计空气阻力。为使汽车能尽快地加速到最大速度又能使汽车和车厢始终保持相对静止，问：

(1)汽车所能达到的最大速度为多少？

(2)汽车能达到的最大加速度为多少？

(3)汽车以最大加速度行驶的时间为多少？【典例必研】 (2)要保持汽车和车厢相对静止，就应使车厢在整个运动过程中不脱离地面。临界情况为车厢刚好未脱离地面，此时车厢受到的力为车厢重力和绳索对车厢的拉力FT，设此时车厢的最大加速度为a，则有： 水平方向FTcosθ＝ma

竖直方向FTsinθ＝mg

由以上两式得：a＝gcotθ。 5.汽车发动机的额定功率为P1，它在水平路面上行驶时受到的阻力f大小恒定，汽车在水平路面上由静止开始运动，最大速度为v，汽车发动机的输出功率随时间变化的图像如图所示。则汽车(

) A.0～t1做匀加速运动，牵引力恒定

B.0～t1做变加速运动，牵引力增大

C.t1后加速度逐渐减小，速度达到v后做匀速运动

D.t1后牵引力恒定，与阻力大小相等

【冲关必试】 6.质量为m的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度图像如图所示。从t1时刻起汽车的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力为Ff，则(

) 7.质量m=3×106kg的火车，在恒定的额定功率下，沿平直的轨道由静止开始出发，在运动过程中受到的阻力大小恒定，经过t=103s后达到最大行驶速度v=20=m/s，此时司机发现前方x=4000m处的轨道旁有山体塌方，便立即紧急刹车，这时附加的制动力为F1=9×104N，结果列车正好到达轨道毁坏处停下。试求：

(1)列车在行驶过程中所受的阻力大小。

(2)列车的额定功率。

(3)列车从开始运动到停下所经过的总路程。答案：(1)6×104N

(2)1.2×106W

(3)14km

【每课一得】[答案]

C【每课一测】 1.如图所示，拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法。如果某受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100m，那么下列说法正确的是(

) A.轮胎受到地面的摩擦力做了负功

B.轮胎受到的重力做了正功

C.轮胎受到的拉力不做功

D.轮胎受到地面的支持力做了正功 2.(2011·江苏高考)如图所示，演员正在进行杂技表演。由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于(

) A.0.3J B.3J C.30J D.300J 3.一质量为m的木块静止在光滑的水平面上，从t=0开始，将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上，在t=t1时刻力F的瞬时功率是(

) 4.如图所示，在外力作用下某质点运动的v－t图像为正弦曲线。从图中可以判断(

) A.在0～t1时间内，外力做正功

B.在0～t1时间内，外力的功率逐渐增大

C.在t2时刻，外力的功率最大

D.在t1～t3时间内，外力做的总功为零 5.(2012·乐山模拟)如图所示，倾角为θ的斜劈放在水平面上，斜劈上用固定的竖直挡板挡住一个光滑的质量为m的小球，当整个装置沿水平面以速度v向左匀速运动时间t时，以下说法正确的是(

) A.小球的重力做功为零

B.斜劈对小球的弹力做功为

C.挡板对小球的弹力做功为零

D.合力对小球做功为零 6.起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度，其速度－时间图像如图所示，则钢索拉力的功率随时间变化的图像可能是图中的(

) 7.如图甲所示，静止于光滑水平面上坐标原点处的小物块，在水平拉力F作用下，沿x轴方向运动，拉力F随物块所在位置坐标x的变化关系如图乙所示，图线为半圆。则小物块运动到x0处时F做的总功为(

) 8.下列图是反映汽车以额定功率P额从静止开始匀加速启动，最后做匀速运动的过程中，其速度随时间以及加速度、牵引力和功率随速度变化的图像，其中正确的是(

) 9.一根质量为M的直木棒，悬挂在O点，有一只质量为m的猴子抓着木棒，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。设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，则下列图所示的四个图像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是(

) 10.如图甲所示，一物块在t=0时刻，以初速度v0从足够长的粗糙斜面底端向上滑行，物块速度随时间变化的图像如图乙所示，t0时刻物块到达最高点，3t0时刻物块又返回底端。由此可以确定(

)A.物块返回底端时的速度B.物块所受摩擦力大小C.斜面倾角θ

D.3t0时间内物块克服摩擦力所做的功 11.(2012·六盘水模拟)如图所示，水平传送带正以2m/s的速度运行，两端水平距离l=8m，把一质量m=2kg的物块轻轻放到传送带的A端，物块在传送带的带动下向右运动，若物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.1，则把这个物块从A端传送到B端的过程中，不计物块的大小，g取10m/s2，求摩擦力对物块做功的平均功率(不计物块的大小，g取10m/s2)。

解析：物块刚放到传送带上时，由于与传送带有相对运动，物块受向右的滑动摩擦力，物块做加速运动，摩擦力对物块做功，物块受向右的摩擦力为：

Ff=μmg=0