2023届高三物理复习重难点突破专题34功 功率 车船的两种启动方式（解析版）.docx

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专题34功功率车船的两种启动方式考点一功考点二功率考点三车船的两种启动方式考点一功1.W＝Flcosα(1)该公式只适用于恒力做功．(2)α是力与位移方向之间的夹角，l为力在物体上的作用点相对大地的位移2.功的正负:功是标量,功的正负表示动力做功还是阻力做功，不表示大小和方向(1)若物体做直线运动，依据力与位移的夹角来判断功的正负:0≤α<90°，力对物体做正功．90°<α≤180°，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．(2)若物体做曲线运动，依据F与v的方向夹角来判断功的正负。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。3.功的计算方法(1)公式法：W＝Flcos_α（恒力做功）(2)动能定理：W＝mv－mv.(3)功率法：当变力的功率P一定时，可用W＝Pt求功，如机车恒定功率启动时．(4)当力的大小不变，而方向始终与运动方向相同或相反时，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．(5)平均力法：若力F随位移x线性变化，力可用平均值＝表示，然后代入功的公式求功．(6)图像法：若已知F－x图像和P－t图像，则图像与x轴或t轴所围的面积表示功，如图甲所示，在位移x0内力F做的功W＝x0.在图乙中，0～t0时间内做功W＝·t0.(7)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．1．（2023·全国·高三课时练习）如图所示，物块A、B在外力F科网（北京）股份有限公司 的作用下一起沿水平地面做匀速直线运动，下列关于A对地面的滑动摩擦力做功和B对A的静摩擦力做功的说法正确的是（　　）A．B对A的静摩擦力做正功，A对地面的滑动摩擦力做负功B．B对A的静摩擦力不做功，A对地面的滑动摩擦力做负功C．B对A的静摩擦力做正功，A对地面的滑动摩擦力不做功D．B对A的静摩擦力做负功，A对地面的滑动摩擦力做正功【答案】C【解析】A对地面虽然有摩擦力，但在力的作用下地面没有发生位移，所以A对地面的滑动摩擦力不做功，B对A的静摩擦力的方向向右，A的位移也向右，所以B对A的静摩擦力做正功。故选C。2．在加速向左运动的车厢中，一个人用力向前推车厢，如图所示。人相对车厢未移动，则下列说法正确的是（　　）A．人对车厢不做功B．人对车厢做正功C．人对车厢做负功D．车厢对人做负功【答案】C【解析】对人进行受力分析如图所示由于人车向左加速运动，则加速度方向向左，则f−F0=ma则车厢底部对人的静摩擦力大于车厢竖直面对人的作用力，即车厢对人的作用力为f与F0的合力方向水平向左，车厢向左运动，位移方向向左，根据W=Fx可知，车厢对人做正功，根据牛顿第三定律，可知，人对车厢的作用力为f与F0的反作用力的合力，方向水平向右，车厢向左运动，位移方向向左，根据W=Fx可知，人对车厢做负功，ABD错误，C正确。3.如图所示，用电梯将两箱相同的货物从一楼运送到二楼，其中图甲是用台阶式电梯运送，图乙是用履带式自动电梯运送，假设两种情况下电梯都是匀速地运送货物，下列说法正确的是(　　)科网（北京）股份有限公司 A．两种情况下电梯对货物的支持力都对货物做正功B．图乙中电梯对货物的支持力对货物做正功C．图甲中电梯对货物的支持力对货物不做功D．图乙中电梯对货物的支持力对货物不做功【答案】D　【解析】在题图甲中，货物随电梯匀速上升时，货物受到的支持力竖直向上，与货物位移方向的夹角小于90°，故此种情况下支持力对货物做正功，选项C错误；题图乙中，货物受到的支持力与电梯接触面垂直，此时货物受到的支持力与货物位移方向垂直，故此种情况下支持力对货物不做功，故选项A、B错误，D正确。4．(多选)力F对物体所做的功可由公式W=F⋅Scosα求得。但用这个公式求功是有条件的，即力F必须是恒力。而实际问题中，有很多情况是变力在对物体做功。那么，用这个公式不能直接求变力的功，我们就需要通过其他的一些方法来求解力F所做的功。如图，对于甲、乙、丙、丁四种情况下求解某个力所做的功，下列说法正确的是（　　）A．甲图中若F大小不变，物块从A到C过程中力F做的为W=FOA−OCB．乙图中，全过程中F做的总功为72JC．丙图中，绳长为R，若空气阻力f大小不变，小球从A运动到B过程中空气阻力做的功W=12πRfD．图丁中，F始终保持水平，无论是F缓慢将小球从P拉到Q，还是F为恒力将小球从P拉到Q，F做的功都是W=Flsinθ【答案】AB【解析】A．因沿着同一根绳做功的功率相等，则力对绳做的功等于绳对物体做的功，则物块从A到C过程中力F做的为W=FOA−OC故A正确；B．乙图F−x的面积代表功，则全过程中F做的总功为W=15×6J+(−3)×6=72J故B正确；C．丙图中，绳长为R，空气阻力f大小不变，小球从A运动到B过程中空气阻力做的功为W=−f⋅2πR4=−12πRf故C错误；D．图丁中，F始终保持水平，当F为恒力时将小球从P拉到Q，F做的功是W=Flsinθ而F缓慢将小球从P拉到Q，F为水平方向的变力，F做的功不能用力乘以位移计算，故D错误。科网（北京）股份有限公司 5．（2022·全国·高三课时练习）用铁锤把小铁钉钉入木板，设木板对钉子的阻力与钉进木板的深度成正比。已知铁锤第一次将钉子钉进d，如果铁锤第二次敲钉子时对钉子做的功与第一次相同，那么，第二次钉子进入木板的深度为（　　）A．（3-1）dB．（2-1）dC．(5−1)d2D．22d【答案】B【解析】铁锤每次敲钉子时对钉子做的功等于钉子克服阻力做的功，由于阻力与深度成正比，可用阻力的平均值求功，据题意可得W=F1d=kd2d，W=F2d′=kd+kd+d′2d′联立解得d′=2−1d故ACD错误，B正确。6．如图为一物体在水平力F作用下沿水平面运动位移10m的F−s图象，则该水平力在这段位移内对物体所做的功的大小为（　　）A．800JB．1200JC．1600JD．无法计算【答案】B【解析】该过程水平力F的平均值为F=80+1602N=120N水平力F所做的功为W=Fs=1200J故选B。7．某弹簧的弹力（F）—伸长量（x）的关系图像如图所示，弹簧由被拉长4cm到恢复原长的过程中，弹力做功为（　　）A．0.4JB．-0.4JC．0.8JD．-0.8J【答案】A【解析】由图可知拉长4cm时弹力为F1=20N，恢复原长时，弹力F2=0。又因为弹簧的弹力是随位移（即形变量x）均匀变化的，故弹力做的功大小为W=Fx=F1+F22x=0+202×0.04J=0.4JA正确BCD错误。故选A。8．（2022·全国·高三课时练习）水平桌面上，长R=5m的轻绳一端固定于O科网（北京）股份有限公司 点，如图所示（俯视图），另一端系一质量m=2.0kg的小球，现对小球施加一个大小不变的力F=10N，F拉着物体从M点运动到N点，方向始终与小球的运动方向成37°角。已知小球与桌面间的动摩擦因数μ=0.2，不计空气阻力，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则拉力F做的功与克服摩擦力做的功之比为（　　）A．2∶1B．3∶1C．2∶1D．3∶1【答案】C【解析】因拉力F大小不变，方向始终与小球的运动方向成37°角，W=Fcos37°·π3R=40π3J同理可得小球克服摩擦力做的功Wf=μmg·π3R=20π3J拉力F做的功与小球克服摩擦力做的功之比为2∶1。故选C。9．一辆质量为m的汽车，从静止开始运动，其阻力为车重的λ倍，其牵引力的大小F=kx+f，其中k为比例系数，x为车前进的距离，f为车所受的阻力，则当车前进的距离为s时牵引力做的功为（　　）A．λmgsB．12ks2C．12ks2+λmgsD．12ks2+λmgs【答案】C【解析】由题意可知汽车受到的阻力大小为f=λmg当x=0时，牵引力大小为F1=f当x=s时，牵引力大小为F2=ks+f由于牵引力随位移线性变化，所以整个过程的平均牵引力大小为F=F1+F22=12ks+λmg牵引力做功为W=Fs=12ks2+λmgs故选C。考点二功率1.P＝是功率的定义式只能计算平均功率.2.P＝Fvcosα是功率的计算式，可以计算平均功率(v是平均速度)和瞬时功率(v是瞬时速度),α是F和v的夹角.10．如图所示，质量相同的两物体从同一高度由静止开始运动，A沿着固定在地面上的光滑斜面下滑，B科网（北京）股份有限公司 做自由落体运动。两物体分别到达地面时，下列说法正确的是(　　)A．重力的平均功率A>B　B．重力的平均功率A＝BC．重力的瞬时功率PA＝PBD．重力的瞬时功率PAtB，由P＝知A