2019年高考物理一轮复习 第五章 机械能及其守恒定律 第1讲 功和功率学案

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1、第1讲　功和功率板块一　主干梳理·夯实基础【知识点1】　功　Ⅱ1.做功的两个必要条件(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＝Flcosα(1)α是力与位移方向之间的夹角，l为物体对地的位移。(2)该公式只适用于恒力做功。(3)功是标量。3.功的正负判断夹角功的正负α<90°力对物体做正功α>90°力对物体做负功，或者说物体克服这个力做了功α＝90°力对物体不做功【知识点2】　功率　Ⅱ1.定义：功与完成这些功所用时间的比值。物理意义：描述力对物体做功的快慢。2.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

2、)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。3.额定功率机械正常工作时的最大输出功率。4.实际功率机械实际工作时的功率，要求不大于额定功率。板块二　考点细研·悟法培优考点1功的正负判断与计算[拓展延伸]1.功的正负的判断方法(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。(2)曲线运动中功的判断：若物体做曲线运动，依据F与v的方向夹角来判断。当0°≤α<90°，力对物体做正功；90°<α≤180°，力对物体做负功；α＝90°，力对物体不做功。2.功的计算方法(1)恒力做功(2)变力做功①用动能定理：W＝mv－mv；②当变力的功率P

3、一定时，可用W＝Pt求功，如机车以恒定功率启动时；③将变力做功转化为恒力做功：当力的大小不变，而方向发生变化且力的方向与速度夹角不变时，这类力的功等于力和路程(不是位移)的乘积。如滑动摩擦力做功、空气阻力做功等；④用Fx图象围成的面积求功；⑤用微元法(或分段法)求变力做功：可将整个过程分为几个微小的阶段，使力在每个阶段内不变，求出每个阶段内外力所做的功，然后再求和。(3)总功的计算①先求物体所受的合力，再求合力的功；②先求每个力做的功，再求各功的代数和；③动能定理。例1　(多选)如图所示，轻绳一端受到大小为F的水平恒力作用，另一端通过定滑轮与质量为m、可视为质点的小物块

4、相连。开始时绳与水平方向的夹角为θ。当小物块从水平面上的A点被拖动到水平面上的B点时，位移为L，随后从B点沿斜面被拖动到定滑轮O处，BO间距离也为L。小物块与水平面及斜面间的动摩擦因数均为μ，若小物块从A点运动到O点的过程中，F对小物块做的功为WF，小物块在BO段运动过程中克服摩擦力做的功为Wf，则以下结果正确的是(　　)A．WF＝FL(cosθ＋1)B．WF＝2FLcosθC.Wf＝μmgLcos2θD．Wf＝FL－mgLsin2θ哪一段距离是沿力F方向的位移大小？提示：AO段的长度。尝试解答　选BC。小物块从A点运动到O点，拉力F的作用点移动的距离为AO的长度，即拉

5、力F的位移为x＝2Lcosθ，所以拉力F做的功WF＝Fx＝2FLcosθ，A错误，B正确；由几何关系知斜面的倾角为2θ，所以小物块在BO段受到的摩擦力f＝μmgcos2θ，则Wf＝fL＝μmgLcos2θ，C正确，D错误。总结升华使用W＝Flcosα应注意的几个问题(1)位移l①“l”应取作用点的位移，如例题中力F的作用点从A点移到O点，所以位移的大小是AO的长度；②“l”的取值一般以地面为参考系。(2)力F①力的独立性原理，即求某个力做的功仅与该力及物体沿该力方向的位移有关，而与其他力是否存在、是否做功无关。②力只能是恒力。此公式只能求恒力做功。(3)α是l与F之间的

6、夹角。　(多选)如图所示，建筑工人通过滑轮装置将一质量是100kg的料车沿30°角的斜面由底端匀速地拉到顶端，斜面长L是4m，若不计滑轮的质量和各处的摩擦力，g取10N/kg，则对这一过程下列说法哪些正确(　　)A.人拉绳子的力做功为1000JB.人拉绳子的力做功为2000JC.料车的重力做功为2000JD.料车受到的合力对料车做的总功为0答案　BD解析　工人拉绳子的力：F＝mgsin30°＝250N，工人将料车拉到斜面顶端时，力F作用点的位移：l＝2L＝8m，人拉绳子的力做的功W＝Fl＝2000J，故A错误，B正确。重力做功：W2＝－mgh＝－mgLsin30°＝－2

7、000J。故C错误。由于料车在斜面上匀速运动，则料车所受的合力为0，故W合＝0，D正确。考点2功率的计算[解题技巧]1.平均功率的计算方法(1)利用＝。(2)利用＝F·cosθ，其中为物体运动的平均速度，F为恒力。2.瞬时功率的计算方法利用公式P＝F·vcosθ，其中v为t时刻的瞬时速度。例2　[2017·海口模拟](多选)质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t＝0时刻开始受到水平力的作用。力的大小F与时间t的关系如图所示，力的方向保持不变，则(　　)A.3t0时刻的瞬时功率为B.3t0时刻的瞬时功率为C.在t＝0到3t0这段时间内，水平