2021届高考物理二轮专题复习讲义：专题二第1讲 功 功率和功能关系.doc

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1、第1讲　功　功率和功能关系专题复习目标学科核心素养高考命题方向1.本讲内容主要是复习功和功率的分析与计算，动能定理以及力学中的功能关系应用。2．熟练应用动能定理进行分析和推理。1.物理观念：主要是对功和功率的概念理解；对功能关系的理解。2．科学推理：应用动能定理和力学中的功能关系分析和解决问题。高考强调以生活中的实例为背景，强化对做功和功率概念的理解，在多过程运动情景中运用动能定理分析和推理。命题方向主要围绕功和功率、动能定理的应用以及对功能关系的理解。1．几种力做功的特点(1)重力、弹簧弹力、静电力做功与路径无关。(2)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

2、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，在静摩擦力做功的过程中，只有机械能的转移，没有机械能转化为其他形式的能；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。在一对滑动摩擦力做功的过程中，不仅有相互摩擦的物体间机械能的转移，还有部分机械能转化为内能，转化为内能的量等于系统机械能的减少量，等于滑动摩擦力与相对位移的乘积。③摩擦生热是指滑动摩擦生热，静摩擦不会生热。2．几个重要的功能关系(1)重力做的功等于重力势能减少量，即WG＝－ΔEp。(2)弹力做的功等于弹性势能减少量，即W弹＝－ΔEp。(3)合力做的功等于动能的变化，即W＝ΔEk。(4)重力(或系

3、统内弹力)之外的其他力做的功等于机械能的变化，即W其他＝ΔE。(5)系统内一对滑动摩擦力做的功是系统内能改变的量度，即Q＝Ffx相对。3．功和功率的求解(1)功的求解：W＝Flcosα用于恒力做功，变力做功可以用动能定理或者图象法来求解。(2)功率的求解：可以用定义式P＝来求解，如果力是恒力，可以用P＝Fvcosα来求解。4．动能定理的应用技巧若运动包括几个不同的过程，可以全程或者分过程应用动能定理。热点一　功和功率的分析和计算1．几种力做功比较(1)重力、弹簧弹力、电场力、分子力做功与位移有关，与路径无关。(2)滑动摩擦力、空气阻力、安培力做功与路径有关。(3)摩擦力做功有以下特点①单个摩

4、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的转移和机械能的转化，机械能转化为内能，内能Q＝Ffx相对。(4)合力做功的计算方法方法一先求合外力F合，再用W合＝F合lcosα求功。适用于F合为恒力的过程方法二先求各个力做的功W1、W2、W3、…，再应用W合＝W1＋W2＋W3＋…求合力做的功2.平均功率的计算方法(1)＝。(2)＝Fcosα，为物体运动的平均速度。3．瞬时功率的计算方法(1)P＝Fvcosα，v为

5、t时刻的瞬时速度。(2)P＝FvF，vF为物体的速度v在力F方向上的分速度，v为t时刻的瞬时速度。(3)P＝Fvv，Fv为物体受到的外力F在速度v方向上的分力，v为t时刻的瞬时速度。我国自主研制的绞吸挖泥船“天鲲号”达到世界先进水平。若某段工作时间内，“天鲲号”的泥泵输出功率恒为1×104kW，排泥量为1.4m3/s，排泥管的横截面积为0.7m2，则泥泵对排泥管内泥浆的推力为(　　)A．5×106N　　　　　B．2×107NC．2×109ND．5×109N[解析]　设排泥的流量为Q，t时间内排泥的长度为：x＝＝＝t＝2t，输出的功：W＝Pt，排泥的功：W＝Fx，输出的功都用于排泥，则解得：F

6、＝5×106N，故A正确，B、C、D错误。[答案]　A【拓展训练1】　(2020·合肥教学质检)仰卧起坐是《国家学生体质健康标准》中规定的女生测试项目之一。根据该标准高三女生一分钟内完成55个以上仰卧起坐记为满分。若某女生一分钟内做了50个仰卧起坐，其质量为50kg，上半身质量为总质量的0.6，仰卧起坐时下半身重心位置不变，g取10m/s2.则测试过程中该女生克服重力做功的平均功率约为(　　)A．10WB．40WC．100WD．200W解析：选C。该同学身高约1.6m，则每次上半身重心上升的距离约为×1.6m＝0.4m，则她每一次克服重力做的功W＝0.6mgh＝0.6×50×10×0.4J＝

7、120J，1min内她克服重力所做的总功W总＝50W＝50×120J＝6000J，她克服重力做功的平均功率为P＝＝W＝100W，故C正确，A、B、D错误。【拓展训练2】　(多选)(2020·河南九师联盟模拟)某机车发动机的额定功率为P＝3.6×106W，该机车在水平轨道上行驶时所受的阻力为f＝kv(k为常数)，已知机车的质量为M＝2.0×105kg，机车能达到的最大速度为vm＝40m/s，重力加速度g取10m