【物理】2020届一轮复习人教版第五章第1讲功　功率学案

【物理】2020届一轮复习人教版第五章第1讲功　功率学案

第1讲　功　功率 ‎[考试标准]‎ 知识内容 考试要求 说明 追寻守恒量——能量 b ‎1.不要求用功的定义式计算变力的功．‎ ‎2.不要求用功率、力和速度的关系式解决力与速度不在一条直线上的问题．‎ ‎3.不要求结合力和运动关系定量求解机车以恒定功率启动和匀加速启动的问题.‎ 功 c 功率 c 一、追寻守恒量 ‎1．物体由于运动而具有的能量叫做动能；相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能．‎ ‎2．无论经历怎样的运动变化，能量总和保持不变，称之为守恒．‎ 二、功 ‎1．做功的必要因素 力和物体在力的方向上发生的位移．‎ ‎2．计算公式 ‎(1)当恒力F的方向与位移l的方向一致时：W＝Fl.‎ ‎(2)当恒力F的方向与位移l的方向成某一夹角α时：W＝Flcos α.‎ ‎3．功的正负 ‎(1)当0≤α<时，W>0，力对物体做正功．‎ ‎(2)当<α≤π时，W<0，力对物体做负功，或者说物体克服这个力做了功．‎ ‎(3)当α＝时，W＝0，力对物体不做功．‎ 自测1　下列说法正确的是(　　)‎ A．因为功有正负，所以功是矢量 B．功的大小只由力和位移决定 C．做功的过程就是物体能量的转化过程 D．把重1 N的物体匀速举高1 m，克服重力做功为－1 J 答案　C 自测2　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　C 三、功率 ‎1．定义：功与完成这些功所用时间的比值．‎ ‎2．物理意义：描述做功的快慢．‎ ‎3．公式 ‎(1)P＝，P为时间t内的平均功率．‎ ‎(2)P＝Fv(力与速度在一条直线上)．‎ ‎①v为平均速度，则P为平均功率．‎ ‎②v为瞬时速度，则P为瞬时功率．‎ ‎4．额定功率与实际功率 ‎(1)额定功率：动力机械正常工作时输出的最大功率．‎ ‎(2)实际功率：动力机械实际工作时输出的功率，要求小于或等于额定功率．‎ 自测3　(多选)关于功率公式P＝和P＝Fv的说法正确的是(　　)‎ A．由P＝知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率 B．由P＝Fv既能求某一时刻的瞬时功率，也可以求平均功率 C．由P＝Fv知，随着汽车速度的增大，它的功率也可以无限增大 D．由P＝Fv知，当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比 答案　BD 命题点一　正、负功的判断 判断力是否做功及做正、负功的方法 判断根据 适用情况 根据力和位移的方向的夹角判断 常用于恒力做功的判断 根据力和瞬时速度方向的夹角判断 常用于质点做曲线运动 根据功能关系或能量守恒定律判断 常用于变力做功的判断 例1　(2018·温州市期中)载人飞行包是一种单人低空飞行装置，如图1所示，其发动机使用汽油作为燃料提供动力，可以垂直起降，也可以快速前进，若飞行包(包括人)在竖直匀速降落的过程中(空气阻力不可忽略)，下列说法正确的是(　　)‎ 图1‎ A．发动机对飞行包(包括人)做正功 B．飞行包(包括人)的重力做负功 C．空气阻力对飞行包(包括人)做负功 D．飞行包(包括人)所受的合力做负功 答案　C 解析　飞行包(包括人)在竖直匀速降落的过程中，发动机的动力向上，则发动机对飞行包(包括人)做负功，故A错误．高度下降，飞行包(包括人)的重力做正功，故B错误．空气阻力竖直向上，与位移方向相反，则空气阻力对飞行包(包括人)做负功，故C正确．飞行包匀速运动，所受合力为零，则飞行包(包括人)所受的合力不做功，故D错误．‎ 变式1　一个人乘电梯从1楼到20楼，在此过程中经历了先加速，后匀速，再减速的运动过程，则电梯支持力对人做功的情况是(　　)‎ A．加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功 B．加速时做正功，匀速和减速时做负功 C．加速和匀速做正功，减速时做负功 D．始终做正功 答案　D 解析　人乘电梯从1楼到20楼，在此过程中，他虽然经历了先加速，后匀速，再减速的运动过程，但是支持力的方向始终向上，与位移方向一致，即θ＝0°，所以支持力始终做正功．‎ 变式2　(多选)质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，斜面沿水平方向向右匀速移动了距离s，如图2所示，物体m相对斜面静止．则下列说法正确的是(　　)‎ 图2‎ A．重力对物体m做正功 B．合力对物体m做功为零 C．摩擦力对物体m做负功 D．支持力对物体m做正功 答案　BCD 命题点二　功的分析与计算 ‎1．在求力做功时，首先要区分是求某个力的功还是合力的功，是求恒力的功还是变力的功．‎ ‎2．恒力做功与物体的实际路径无关，等于力与物体在力方向上的位移的乘积，或等于位移与在位移方向上的力的乘积．‎ ‎3．若为变力做功，则要考虑应用动能定理或将变力做功转化为恒力做功进行求解．‎ ‎4．总功的计算：‎ ‎(1)先求物体所受的合外力，再求合外力的功；‎ ‎(2)先求每个力做的功，再求各功的代数和．‎ 类型1　恒力功的分析与计算 例2　如图3所示，一个质量为m＝2 kg的物体受到与水平面成37°角的斜向下的推力F＝10 N的作用，在水平地面上移动了距离x1＝2 m后撤去推力，此物体又滑行了x2＝1.6 m的距离后停止运动，物体与地面间的动摩擦因数为0.2(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)，求：‎ 图3‎ ‎(1)推力F对物体做的功；‎ ‎(2)全过程中摩擦力对物体做的功．‎ 答案　(1)16 J　(2)－16.8 J 解析　(1)推力做功由W＝Flcos α得 WF＝Fx1cos 37°＝10×2×0.8 J＝16 J.‎ ‎(2)撤去推力前对物体受力分析如图所示，竖直方向 FN1＝mg＋Fsin 37°＝26 N 所以撤去推力前摩擦力做功 Wf1＝μFN1x1cos 180°＝0.2×26×2×(－1) J＝－10.4 J 撤去推力后FN2＝mg＝20 N，‎ Wf2＝μFN2x2cos 180°＝0.2×20×1.6×(－1) J ‎＝－6.4 J 故Wf＝Wf1＋Wf2＝－16.8 J.‎ 变式3　一滑块在水平地面上沿直线滑行，t＝0时其速度为1 m/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、滑块的速率v随时间的变化规律分别如图4甲和乙所示，设在第1 s内、第2 s内、第3 s内力F对滑块做的功分别为W1、W2、W3，则以下关系正确的是(　　)‎ 图4‎ A．W1＝W2＝W3 B．W1W2 ‎ B．W1

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