2019版高考物理大一轮复习第五章机械能及其守恒定律第14讲功和功率学案

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1、第14讲　功和功率考纲要求考情分析命题趋势1.正负功的判断Ⅰ2．功、功率的计算Ⅱ2017·全国卷Ⅱ，142016·全国卷Ⅱ，19功和功率属于力学的基础内容，在高考中常以选择题的形式考查对功、功率的理解，能将变力功转化为恒力功，用图象法求解1．功(1)做功的两个要素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＝Flcosα①α是力与__位移__方向之间的夹角，l是物体对地的位移．②该公式只适用于__恒力__做功．(3)功的正负①当0≤α<时，W>0，力对物体做__正功__，是动力．②当

2、<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，是阻力．③当α＝时，W＝0，力对物体__不做功__.2．功率类别定义计算公式单位平均功率力在一段时间内做功的平均快慢程度，大小等于__功__跟完成这些功所用__时间__的比值(1)＝(2)＝F，适用条件：__F为恒力，且F与平均速度共线__瓦特(W)力在__某一时刻(1)P＝__Fv__，适用条件：__F瞬时功率__做功的快慢程度与瞬时速度v共线__(2)t→0，P＝为瞬时功率(不要求)额定功率动力机械在正常条件下长时间工作的__最大__

3、功率实际功率动力机械工作时实际消耗的功率一般小于或等于额定功率1．判断正误(1)只要物体受力的同时又发生了位移，则一定有力对物体做功．(　×　)(2)一个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动．(　√　)(3)作用力做正功时，反作用力一定做负功．(　×　)(4)力始终垂直物体的运动方向，则该力对物体不做功．(　√　)(5)摩擦力对物体一定做负功．(　×　)(6)由P＝Fv可知，发动机功率一定时，机车的牵引力与运行速度的大小成反比．(　√　)(7)汽车上坡时换成低速挡位，其目的是减小速度得到较大的牵引力．(　

4、√　)2．如图所示，甲、乙、丙三个物体分别在大小相等、方向不同的力F的作用下，向右移动相等的位移x，关于F对甲、乙、丙做功的大小W1、W2、W3判断正确的(　C　)　A．W1>W2>W3B．W1＝W2>W3C．W1＝W2＝W3D．W1

5、合外力做的功．[例1]一物体静止在粗糙水平地面上．现用一大小为F1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为v.若将水平拉力的大小改为F2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v.对于上述两个过程，用WF1、WF2分别表示拉力F1、F2所做的功，Wf1、Wf2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则(　C　)A．WF2>4WF1，Wf2>2Wf1B．WF2>4WF1，Wf2＝2Wf1C．WF2<4WF1，Wf2＝2Wf1D．WF2<4WF1，Wf2<2Wf1解析　物体两次的加速度之比a2∶a1＝∶＝2∶1，位移之

6、比l2∶l1＝t∶t＝2∶1，摩擦力之比Ff2∶Ff1＝1∶1，由牛顿第二定律得F－Ff＝ma，则拉力之比F2∶F1＝(ma2＋Ff)∶(ma1＋Ff)<2，拉力做功之比WF2∶WF1＝F2l2∶F1l1<4，克服摩擦力做功之比Wf2∶Wf1＝(－Ff2l2)∶(－Ff1l1)＝2∶1，故选项C正确．计算功时应注意的两个问题(1)计算恒力功的公式W＝Flcosα中位移“l”的意义①“l”应取作用点的位移；②“l”的取值一般以大地为参考系．(2)力的独立性原理求某个力做的功仅与该力及物体沿该力方向的位移有关，而与其他力

7、是否存在、是否做功无关．　二　功率的计算1．公式P＝和P＝Fv的区别P＝是功率的定义式，P＝Fv是功率的计算式．2．平均功率的计算方法(1)利用＝.(2)利用＝Fcosα，其中为物体运动的平均速度．3．瞬时功率的计算方法(1)利用公式P＝Fvcosα，其中v为t时刻的瞬时速度．(2)P＝FvF，其中vF为物体的速度v在力F方向上的分速度．(3)P＝Fvv，其中Fv为物体受到的外力F在速度v方向上的分力．[例2](2018·广西南宁模拟)一质量为1kg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

8、所示．下列判断正确的是(　A　)A．0～2s内外力的平均功率是4WB．第2s内外力所做的功是4JC．第2s末外力的瞬时功率最大D．第1s末与第2s末外力的瞬时功率之比为9∶5解析　0～1s内，质点的加速度a1＝＝m/s2＝3m/s2，则质点在0～1s内的位移x1＝a1t＝×3×1m＝1.5m，1s末的速度v1＝a1t1＝3×1m/s＝3m/s；