高考物理一轮复习专题5.1功功率（精讲）（含解析）

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1、专题5.1功　功率1．会判断功的正负，会计算恒力的功和变力的功。2．理解功率的两个公式P＝和P＝Fv，能利用P＝Fv计算瞬时功率。3．会分析机车的两种启动方式。知识点一功1．做功两因素力和物体在力的方向上发生的位移。2．公式：W＝Flcosα(1)α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．功的正负的判断方法恒力的功依据力与位移方向的夹角来判断曲线运动中的功依据力与速度方向的夹角α来判断，0°≤α＜90°时，力对物体做正功；90°＜α≤180°时，力对物体做负功；α＝90°时，力对物体不做功能量变化时的功功是

2、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知识点二功率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＝Fvcosα(α为F与v的夹角)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。知识点三机车启动问题1．机车启动问题中的四个常用规律(1)P＝Fv。(2

3、)F－F阻＝ma。(3)v＝at(a恒定)。(4)Pt－F阻x＝ΔEk(P恒定)。2．三个重要关系式(1)无论哪种启动过程，机车的最大速度都等于其匀速运动时的速度，即vm＝。(2)机车以恒定加速度启动时，匀加速过程结束后功率最大，速度不是最大，即v＝＜vm＝。(3)机车以恒定功率运行时，牵引力做的功W＝Pt，由动能定理得Pt－F阻x＝ΔEk，此式经常用于求解机车以恒定功率启动过程的位移或时间。【对比分析】两种启动方式的比较两种方式以恒定功率启动以恒定加速度启动Pt图象和vt图象OA段过程分析v↑⇒F＝↓⇒a＝↓a＝不变⇒F不变v↑⇒P＝Fv↑直到

4、P额＝Fv1运动性质加速度减小的加速运动匀加速直线运动，维持时间t0＝AB段过程分析F＝F阻⇒a＝0⇒vm＝v↑⇒F＝↓⇒a＝↓运动性质以vm匀速直线运动加速度减小的加速运动BC段无F＝F阻⇒a＝0⇒以vm＝匀速运动考点一　恒力做功的分析与计算【典例1】（2019·江苏卷）如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态．小物块的质量为m，从A点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A点恰好静止．物块向左运动的最大距离为s，与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度．在上述过程中A．弹簧的最大弹力为μmgB．物块克服摩擦力做的

5、功为2μmgsC．弹簧的最大弹性势能为μmgsD．物块在A点的初速度为【答案】BC【解析】小物块压缩弹簧最短时有，故A错误；全过程小物块的路程为，所以全过程中克服摩擦力做的功为：，故B正确；小物块从弹簧压缩最短处到A点由能量守恒得：，故C正确；小物块从A点返回A点由动能定理得：，解得：，故D错误。【变式探究】(2018·全国卷Ⅱ)如图所示，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度。木箱获得的动能一定(　　)A．小于拉力所做的功B．等于拉力所做的功C．等于克服摩擦力所做的功D．大于克服摩擦力所做的功【答案】A　【解析】由

6、动能定理WF－Wf＝Ek－0，可知木箱获得的动能一定小于拉力所做的功，A正确。【归纳总结】摩擦力做功的特点(1)单个摩擦力(包括静摩擦力和滑动摩擦力)可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。(2)相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零；相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数和不为零，且总为负值。(3)相互作用的一对滑动摩擦力做功过程中会发生物体间机械能转移和机械能转化为内能的情况，内能Q＝Ff·x相对。【变式1】(2019·湖南长郡中学模拟)分别对放在粗糙水平面上的同一物体施加一水平拉力和一斜向上的拉力，物体在这两种情况下的加速度相同，当物体通过

7、相同位移时，这两种情况下拉力的功和合力的功的正确关系是(　　)A．拉力的功和合力的功分别相等B．拉力的功相等，斜向上拉时合力的功大C．合力的功相等，斜向上拉时拉力的功大D．合力的功相等，斜向上拉时拉力的功小【答案】D【解析】两种情况下加速度相等，合力相等，位移相等，所以合力的功相等。第一种情况下拉力的功W1＝F1l，第二种情况下拉力的功W2＝F2lcosθ，由受力分析F1－f1＝ma，F2cosθ－f2＝ma，f1＞f2，则F1＞F2cosθ，即W1＞W2，即斜向上拉时拉力的功小。考点二变力做功的分析与计算【典例2】(2019·北京牛栏山一中模拟

8、)如图，定滑轮至滑块的高度为h，已知细绳的拉力为F(恒定)，滑块沿水平面由A点前进s米至B点，滑块在初、末位置时细绳与水平方向夹角分别为