浙江鴨高考物理大一輪復(fù)習(xí)機(jī)械能守恒定律功功率

1、第1講功功率 第五章機(jī)械能守恒定律 考試標(biāo)準(zhǔn) 知識(shí)內(nèi)容必考要求加試要求說明 追尋守恒量 能量 b 1.不要求用功的定義式計(jì)算變力的功. 2.不要求用功率、力和速度的關(guān)系式 解決力與速度不在一條直線上的問題. 3.不要求結(jié)合力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系定量求解 機(jī)車以恒定功率啟動(dòng)和勻加速啟動(dòng)的 問題. 功cc 功率cc 內(nèi)容索引 過好雙基關(guān) 回扣基礎(chǔ)知識(shí) 訓(xùn)練基礎(chǔ)題目 研透命題點(diǎn) 細(xì)研考綱和真題 分析突破命題點(diǎn) 課時(shí)作業(yè) 限時(shí)訓(xùn)練 練規(guī)范 練速度 過好雙基關(guān) 一、追尋守恒量一、追尋守恒量 1.物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫做；相互作用的物體憑借其位置而 具有的能量叫做. 2.無論經(jīng)歷怎樣的運(yùn)動(dòng)變化，能量總和保持不變

2、，稱之為. 動(dòng)能 勢能 守恒 二、功二、功 1.做功的必要因素做功的必要因素 力和物體在上發(fā)生的位移. 2.計(jì)算公式計(jì)算公式 (1)當(dāng)恒力F的方向與位移l的方向一致時(shí)：W . (2)當(dāng)恒力F的方向與位移l的方向成某一夾角時(shí)：W . 力的方向 Fl Flcos 3.功的正負(fù)功的正負(fù) 正功 負(fù)功 不做功 自測自測1下列說法正確的是 A.因?yàn)楣τ姓?fù)，所以功是矢量 B.功的大小只由力和位移決定 C.做功的過程就是物體能量的轉(zhuǎn)化過程 D.把重1N的物體勻速舉高1m，克服重力做功為1J 答案 自測自測2用起重機(jī)將質(zhì)量為m的物體勻速吊起一段距離，那么作用在物體 上的各力做功情況應(yīng)是下列說法中的哪一種？ A

3、.重力做正功，拉力做負(fù)功，合力做功為零 B.重力做負(fù)功，拉力做正功，合力做正功 C.重力做負(fù)功，拉力做正功，合力做功為零 D.重力不做功，拉力做正功，合力做正功 答案 三、功率三、功率 1.定義：定義：功與完成這些功所用的比值. 2.物理意義：物理意義：描述做功的. 3.公式公式 (1)P，P為時(shí)間t內(nèi)的. (2)PFv(力與速度在一條直線上). v為平均速度，則P為. v為瞬時(shí)速度，則P為. 時(shí)間 平均功率 平均功率 瞬時(shí)功率 快慢 4.額定功率與實(shí)際功率額定功率與實(shí)際功率 (1)額定功率：動(dòng)力機(jī)械時(shí)輸出的功率. (2)實(shí)際功率：動(dòng)力機(jī)械時(shí)輸出的功率，要求額定功率. 正常工作最大 實(shí)際工作小

4、于或等于 自測自測3汽車上坡時(shí)，在發(fā)動(dòng)機(jī)的功率P不變的情況下，要想增大牽引力 F，應(yīng)該怎樣改變速度的大小v A.增大vB.減小v C.維持v不變D.與v的變化無關(guān) 答案 研透命題點(diǎn) 命題點(diǎn)一正、負(fù)功的判斷 判斷力是否做功及做正、負(fù)功的方法 判斷根據(jù)適用情況 根據(jù)力和位移的方向的夾角判斷常用于恒力做功的判斷 根據(jù)力和瞬時(shí)速度方向的夾角判斷常用于質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng) 根據(jù)功能關(guān)系或能量守恒定律判斷常用于變力做功的判斷 例例1如圖1所示，A、B兩物塊疊放在一起，用細(xì)繩將A連接在墻上，用 力F拉著B向右移動(dòng).用F拉、FAB、FBA分別表示細(xì)繩的拉力、A對(duì)B的摩擦 力和B對(duì)A的摩擦力，則下列說法中正確的是 A

5、.F做正功，F(xiàn)AB做負(fù)功，F(xiàn)BA做正功，F(xiàn)拉不做功 B.F和FBA做正功，F(xiàn)拉和FAB不做功 C.F做正功，F(xiàn)AB做負(fù)功，F(xiàn)BA和F拉不做功 D.F做正功，其他力都不做功 圖1 答案解析 解析解析由題意知，力F作用點(diǎn)的位移不為零，且與F方向相同，故F做正 功；細(xì)繩的拉力F拉作用點(diǎn)的位移為零，故F拉不做功；FAB作用點(diǎn)的位移 不為零，且與FAB方向相反，故FAB做負(fù)功；FBA作用點(diǎn)的位移為零，故 FBA不做功，所以選項(xiàng)C正確. 變式變式1關(guān)于摩擦力對(duì)物體做功，以下說法中正確的是 A.滑動(dòng)摩擦力總是做負(fù)功 B.滑動(dòng)摩擦力可能做負(fù)功，也可能做正功 C.靜摩擦力對(duì)物體一定做負(fù)功 D.靜摩擦力對(duì)物體總是

6、做正功 答案解析 解析解析無論是靜摩擦力，還是滑動(dòng)摩擦力，既可以做正功，也可以做負(fù) 功，還可以不做功. 變式變式2如圖所示的四幅圖是小明提包回家的情景，小明提包的力不做 功的是 答案 命題點(diǎn)二功的分析與計(jì)算 1.在求力做功時(shí)，首先要區(qū)分是求某個(gè)力的功還是合力的功，是求恒力 的功還是變力的功. 2.恒力做功與物體的實(shí)際路徑無關(guān)，等于力與物體在力方向上的位移的 乘積，或等于位移與在位移方向上的力的乘積. 3.若為變力做功，則要考慮應(yīng)用動(dòng)能定理或?qū)⒆兞ψ龉D(zhuǎn)化為恒力做功 進(jìn)行求解. 4.總功的計(jì)算： (1)先求物體所受的合外力，再求合外力的功； (2)先求每個(gè)力做的功，再求各功的代數(shù)和. 例例2如圖

7、2所示，一個(gè)質(zhì)量為m2kg的物體受到與水平面成37角的 斜向下的推力F10N的作用，在水平地面上移動(dòng)了距離x12m后撤去 推力，此物體又滑行了x21.6m的距離后停止運(yùn)動(dòng)，物體與地面間的動(dòng) 摩擦因數(shù)為0.2(g取10m/s2，sin370.6，cos370.8)，求： (1)推力F對(duì)物體做的功； 圖2 答案答案16J 解析解析推力做功由WFlcos得 WFFx1cos371020.8J16J. 答案解析 (2)全過程中摩擦力對(duì)物體做的功. 答案答案16.8J 解析解析如圖所示，撤去推力前對(duì)物體受力分析可知，豎直方向 FN1mgFsin3726N 所以撤去推力前摩擦力做功 Wf1FN1x1cos

8、1800.2262(1)J10.4J 撤去推力后FN2mg20N， Wf2FN2x2cos1800.2201.6(1)J6.4J 故WfWf1Wf216.8J. 答案解析 解析解析小球在水平拉力F的作用下，從平衡位置P點(diǎn)很緩慢地移動(dòng)到Q點(diǎn)， 動(dòng)能不變，水平力F是變力，不能通過功的公式求解功的大小，根據(jù)動(dòng) 能定理得，WFmgl(1cos)0，解得水平力F所做的功WFmgl(1 cos)，故D正確. 變式變式3(2017紹興一中高一期末)一質(zhì)量為m的小球，用 長為l的輕繩懸掛于O點(diǎn)，小球在水平力F作用下，從平 衡位置P點(diǎn)很緩慢地移動(dòng)到Q點(diǎn)，如圖3所示，則力F所 做的功為 圖3 A.FlsinB.F

9、lcos C.mglcosD.mgl(1cos) 答案解析 變式變式4如圖4所示，坐在雪橇上的小英與雪橇的總質(zhì)量為m，狗拉著雪 橇沿水平地面向左移動(dòng)了一段距離L，假定狗對(duì)雪橇的拉力F為恒力且與 水平方向成角斜向上.已知雪橇與雪地間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則雪橇受到 的 A.支持力做功為mgL B.合外力做功為mgL C.拉力做功為FLcos D.滑動(dòng)摩擦力做功為mgL 圖4 答案 變式變式5(2015浙江10月選考12)快艇在運(yùn)動(dòng)中受到的阻力與速度平方成 正比(即Ffkv2).若油箱中有20L燃油，當(dāng)快艇以10m/s勻速行駛時(shí)，還 能行駛40km，假設(shè)快艇發(fā)動(dòng)機(jī)的效率保持不變，則快艇以20m/s勻速行

10、 駛時(shí)，還能行駛 A.80kmB.40kmC.10kmD.5km 答案 解析 命題點(diǎn)三功率的理解和計(jì)算 1.首先要明確所求功率是平均功率還是瞬時(shí)功率； 2.平均功率與一段時(shí)間(或過程)相對(duì)應(yīng)，計(jì)算時(shí)應(yīng)明確是哪個(gè)力在哪段 時(shí)間(或過程)內(nèi)做功的平均功率； 3.瞬時(shí)功率計(jì)算時(shí)應(yīng)明確是哪個(gè)力在哪個(gè)時(shí)刻(或狀態(tài))的功率. 例例3如圖5所示，質(zhì)量相同的兩物體處于同一高度，A沿固定在地面上 的光滑斜面下滑，B自由下落，最后到達(dá)同一水平面，則 A.重力對(duì)兩物體做的功相同 B.重力的平均功率相同 C.到達(dá)底端時(shí)重力的瞬時(shí)功率大小相等 D.到達(dá)底端時(shí)兩物體的速度相同 圖5 答案 解析 解析解析由于兩個(gè)物體質(zhì)量相

11、同、下落高度相同，所以重力對(duì)兩物體做的 功相同，A選項(xiàng)正確； 由于下落的時(shí)間不同，所以重力的平均功率不相同，B選項(xiàng)錯(cuò)誤； 根據(jù)機(jī)械能守恒可知，兩物體到達(dá)底端時(shí)動(dòng)能相同，即速度大小相同， 但是方向不同，D選項(xiàng)錯(cuò)誤； 由瞬時(shí)功率的計(jì)算式可得PAmgvsin，PBmgv，因此，到達(dá)底端時(shí)重 力的瞬時(shí)功率不相等，C選項(xiàng)錯(cuò)誤. B.由PFv只能求某一時(shí)刻的瞬時(shí)功率，不能求平均功率 C.由PFv知，隨著汽車速度增大，它的功率也可以無限制增大 D.由PFv知，當(dāng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)功率一定時(shí)，牽引力與速度成反比 答案 變式變式7(2017浙江11月選考10)如圖6所示，質(zhì)量為 60kg的某運(yùn)動(dòng)員在做俯臥撐運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過

12、程中可將 她的身體視為一根直棒.已知重心在c點(diǎn)，其垂線與 腳、兩手連線中點(diǎn)間的距離Oa、Ob分別為0.9m和 0.6m.若她在1min內(nèi)做了30個(gè)俯臥撐，每次肩部上 圖6 升的距離均為0.4m，則克服重力做的功和相應(yīng)的功率約為 A.430J,7WB.4300J,70W C.720J,12WD.7200J,120W 答案 解析 變式變式8某車以相同的功率在兩種不同的水平路面上行駛，受到的阻力 分別為車重的k1和k2倍，最大速率分別為v1和v2，則 答案 解析 變式變式9(2017“金華十?！甭?lián)考)甲、乙兩車從某地同時(shí)由靜止開始沿 直線同方向加速運(yùn)動(dòng)，甲車保持功率P恒定，乙車保持牽引力恒定，兩 車

13、所受阻力均為恒力.則在此過程中 A.甲車的牽引力減小 B.在t時(shí)間內(nèi)，甲車的牽引力做功為 C.乙車的功率減小 D.乙車牽引力所做的功等于動(dòng)能的變化 答案 解析 解析解析對(duì)甲車，P一定，由PFv知，隨v增加，牽引力減小，t時(shí)間內(nèi)牽 引力做功為Pt，故A正確，B錯(cuò)誤； 對(duì)乙車，牽引力F一定，由PFv知隨v增加，功率P增大， 由于阻力做功，乙車牽引力做的功大于動(dòng)能的變化，故C、D錯(cuò)誤. 變式變式10一臺(tái)起重機(jī)從靜止開始勻加速地將一質(zhì)量m1.0103kg的貨 物豎直吊起，在2s末貨物的速度v4m/s.起重機(jī)在這2 s內(nèi)的平均輸出 功率及2 s末的瞬時(shí)功率分別為(g取10m/s2) A.2.4104W2

14、.4104W B.2.4104W4.8104W C.4.8104W2.4104W D.4.8104W4.8104W 答案 解析 設(shè)起重機(jī)吊繩的拉力為F，根據(jù)牛頓第二定律，有Fmgma 所以Fm(ga)1.0103(102)N1.2104N 則拉力做的功WFl1.21044J4.8104J 2s末的瞬時(shí)功率PFv1.21044W4.8104W.故B正確. 課時(shí)作業(yè) 1.在如圖1所描述的情景中，人對(duì)物體做功的是 答案解析 1234567891011121314 A.甲圖中舉重運(yùn)動(dòng)員舉著杠鈴不動(dòng) B.乙圖中工人將貨箱從地面搬到桌上 C.丙圖中修理工用力推汽車，汽車沒動(dòng) D.丁圖中大力士支撐著大輪胎靜

15、止不動(dòng) 圖1 解析解析甲圖中舉重運(yùn)動(dòng)員舉著杠鈴不動(dòng)，位移為零，人對(duì)物體不做功， 選項(xiàng)A錯(cuò)誤； 乙圖中工人將貨箱從地面搬到桌上，在力的方向上發(fā)生了位移，人對(duì)物 體做功，選項(xiàng)B正確； 丙圖中修理工用力推汽車，汽車沒動(dòng)，位移為零，人對(duì)物體不做功，選 項(xiàng)C錯(cuò)誤； 丁圖中大力士支撐著大輪胎靜止不動(dòng)，位移為零，人對(duì)物體不做功，選 項(xiàng)D錯(cuò)誤. 1234567891011121314 解析解析由于人勻速向上運(yùn)動(dòng)，人所受到的合外力不做功；對(duì)人受力分析， 受到豎直向下的重力，垂直于梯面向上的支持力，根據(jù)WFx可知，重 力做負(fù)功，支持力做正功，故B、C、D正確，A錯(cuò)誤. 2.(2017溫州市模擬)如圖2所示，人站在

16、臺(tái)階式自動(dòng) 扶梯上，在勻速向上運(yùn)動(dòng)的過程中.下列說法中不正 確的是 A.人所受的重力做正功 B.人所受的重力做負(fù)功 C.梯面對(duì)人的支持力做正功 D.人所受的合外力不做功 圖2 答案解析 1234567891011121314 3.(2017“七彩陽光”聯(lián)考)物體在大小相等的恒力F作用下，分別在粗糙 的水平地面上發(fā)生了一段位移x，其力與速度方向的夾角如圖3所示，則 下列判斷正確的是 答案 1234567891011121314 圖3 A.甲圖中力F做負(fù)功B.乙圖中合外力做功最多 C.丙圖中摩擦力做功最多D.三個(gè)圖中力F做功相同 解析 解析解析根據(jù)WFxcos，題圖甲中F與位移x的夾角為30，為銳

17、角，力 F做正功，題圖乙中F與x的夾角為150，力F做負(fù)功，丙中F與x的夾角 為30，力F做正功，三種情況下力F做功的大小是相等的；題圖甲中摩 擦力最大，做功最多；題圖乙中合外力為F的水平分力與摩擦力的和， 而題圖甲和題圖丙中合外力為F的水平分力與摩擦力的差，故題圖乙中 合外力做功最多. 1234567891011121314 4.(2017紹興一中高一期末)一人用力踢質(zhì)量為0.1kg的靜止皮球，使球以 20m/s的速度飛出.假定人踢球瞬間對(duì)球的平均作用力是200N，球在水平 方向運(yùn)動(dòng)了20m停止.那么人對(duì)球所做的功為 A.5JB.20JC.50JD.400J 答案 1234567891011

18、121314 解析 解析解析空氣阻力與小球速度方向始終相反，故空氣阻力一直做負(fù)功，W Fh(Fh)2Fh，D正確. 5.以一定的初速度豎直向上拋出一個(gè)小球，小球上升的最大高度為h， 空氣阻力的大小恒為F，則從拋出到落回到拋出點(diǎn)的過程中，空氣阻力 對(duì)小球做的功為 A.0B.FhC.FhD.2Fh 答案解析 1234567891011121314 解析解析高三同學(xué)體重大約60kg，引體向上時(shí)重心向上運(yùn)動(dòng)的位移大約 0.5m，故克服重力所做的功Wmgh6000.5J300J.故A正確. 6.(2017金華市高三上學(xué)期期末)如圖4所示，高三某 男同學(xué)參加引體向上體能測試，估算每次引體向上 過程該同學(xué)克

19、服重力做功最接近于(g取10m/s2) A.300JB.600J C.900JD.1200J 圖4 答案解析 1234567891011121314 7.如圖5所示，擺球質(zhì)量為m，懸線的長為L，把懸線拉到水平位置(拉直) 后放手.設(shè)在擺球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中空氣阻力F阻的大小不變，則 下列說法錯(cuò)誤的是(重力加速度為g) 答案解析 1234567891011121314 圖5 解析解析重力做功與初末位置的高度差有關(guān)，所以重力做功為WGmgL， 故A正確； 因?yàn)榫€的拉力FT始終與擺球的運(yùn)動(dòng)方向垂直，故不做功，故B正確； 1234567891011121314 8.中國已成為世界上高鐵系統(tǒng)技術(shù)最

20、全、集成能 力最強(qiáng)、運(yùn)營里程最長、運(yùn)行速度最高、在建規(guī) 模最大的國家.報(bào)道稱，新一代高速列車(如圖6) 牽引功率達(dá)9000kW，持續(xù)運(yùn)行速度為350km/h， 答案解析 圖6 則新一代高速列車沿全長約1300km的京滬線從北京到上海，在動(dòng)力上 耗電約為 A.3.3104kWhB.3.3105kWh C.3.3106kWhD.3.3107kWh 1234567891011121314 1234567891011121314 9.(2017“金華十?！甭?lián)考)一名美團(tuán)職工用電動(dòng)自行車沿平直公路行駛 給客戶送餐，中途因電瓶“沒電”，只能改用腳蹬車以5m/s的速度勻速前 行，騎行過程中所受阻力大小恒為車

21、和人總重力的0.02倍，該職工騎電 動(dòng)自行車以5m/s的速度勻速前行過程做功的功率最接近 A.10WB.100WC.1kWD.10kW 答案 1234567891011121314 解析解析設(shè)人和車的總質(zhì)量為100kg，勻速行駛時(shí)的速率為5m/s，勻速行 駛時(shí)的牽引力與阻力大小相等F0.02mg20N，則人騎電動(dòng)自行車勻 速行駛時(shí)的功率為PFv100W，故B正確. 解析 1234567891011121314 10.起重機(jī)沿豎直方向以大小不同的速度兩次勻速吊起貨物，所吊貨物的 質(zhì)量相等.那么，關(guān)于起重機(jī)對(duì)貨物的拉力和起重機(jī)的功率，下列說法正 確的是 A.拉力不等，功率相等B.拉力不等，功率不等

22、 C.拉力相等，功率相等D.拉力相等，功率不等 答案 解析解析由于兩次貨物都是做勻速運(yùn)動(dòng)，故貨物受力平衡，拉力等于重力. 而PFv，兩次貨物的速度不同，拉力相等，故起重機(jī)的功率不相等， 故D項(xiàng)正確. 解析 11.如圖7所示，在外力作用下某質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的vt圖象為正弦曲線.從圖中 可以判斷 A.在0t1時(shí)間內(nèi)，外力的功率先減小后增大 B.在0t1時(shí)間內(nèi)，外力的功率逐漸為零 C.在t2時(shí)刻，外力的功率為零 D.在t3時(shí)刻，外力的功率最大 答案解析 1234567891011121314 圖7 解析解析t0時(shí)，v0，外力F0，外力的功率為零，t1時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)的加 速度為零，外力F為零，外力的功率為零，所以

23、0t1時(shí)間內(nèi)，外力的功 率先增大后減小，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤； t2時(shí)刻速率為零，此時(shí)外力的功率為零，選項(xiàng)C正確； t3時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)的加速度為零，外力為零，外力的功率為零，選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 1234567891011121314 12.(2017嘉興市期末測試)我國海軍裝備的某重型氣墊船自重達(dá)5.0105kg， 最高時(shí)速為108km/h，裝有額定輸出功率為9000kW的燃?xì)廨啓C(jī).假設(shè)該重型 氣墊船在海面航行過程所受的阻力Ff與速度v滿足Ffkv，下列說法正確的是 A.該重型氣墊船的最大牽引力為3.0105N B.從題中給出的數(shù)據(jù)，可算出k1.0104Ns/m C.以最高時(shí)速一半的速度勻速航行時(shí)，氣墊船所受

24、的阻力為3.0105N D.以最高時(shí)速一半的速度勻速航行時(shí)，氣墊船發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為4500kW 答案解析 1234567891011121314 1234567891011121314 1234567891011121314 13.“飛車表演”是一種雜技項(xiàng)目，雜技演員駕著摩 托車在球形金屬網(wǎng)內(nèi)壁上下盤旋，令人驚嘆不已.如 圖8所示假設(shè)演員以v20m/s的恒定速率騎摩托車 沿圖示豎直軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，摩托車通過最高 點(diǎn)A時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率恰好為零，人和車的總質(zhì)量為m 200kg，摩托車受到的阻力是摩托車對(duì)軌道壓力 答案解析 1234567891011121314 的k倍，且k0.1(摩托車車身長

25、度不計(jì)，g取10m/s2)，則摩托車通過最低 點(diǎn)B時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為 A.8000WB.6000WC.4000W D.0 圖8 解析解析由于車在A點(diǎn)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)功率為零，故車在A點(diǎn)受到的牽引力、阻力 和軌道對(duì)摩托車的彈力均為零. 1234567891011121314 摩托車在B點(diǎn)時(shí)受到的阻力為：FfkFN0.14000N400N 則發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力為：FFf400N 故摩托車在B點(diǎn)時(shí)的功率為PFv40020W8000W，故A正確，B、 C、D錯(cuò)誤. 1234567891011121314 14.如圖9所示，某起重機(jī)利用抓鉤提升重物，當(dāng)鋼繩 對(duì)抓鉤的拉力為2.02104N時(shí)，重物由靜止開始豎直 向上運(yùn)

26、動(dòng)，歷時(shí)3s.已知抓鉤的總質(zhì)量為20kg，重物 的質(zhì)量為2103kg，重力加速度g9.8m/s2，求此過 程中抓鉤對(duì)重物做的功. 答案答案1.8104J 答案解析 圖9 1234567891011121314 解析解析設(shè)重物上升的加速度為a，由牛頓第二定律得 F(Mm)g(Mm)a 設(shè)抓鉤對(duì)重物的摩擦力為Ff，有FfMgMa 抓鉤對(duì)重物做的功WFfh 代入數(shù)據(jù)得W1.8104J. 1234567891011121314 自測自測2用起重機(jī)將質(zhì)量為m的物體勻速吊起一段距離，那么作用在物體 上的各力做功情況應(yīng)是下列說法中的哪一種？ A.重力做正功，拉力做負(fù)功，合力做功為零 B.重力做負(fù)功，拉力做正功，合力做正功 C.重力做負(fù)功，拉力做