（江蘇專版）2019年高考物理總復(fù)習(xí) 第18講 功功率講義

1、（江蘇專版）2019年高考物理總復(fù)習(xí) 第18講 功功率講義第18講功功率考情剖析考查內(nèi)容考綱要求考查年份考查詳情能力要求功和功率14年T3選擇，考查理想變壓器的功率分析、推理15年T9選擇，考查摩擦力做功；T14計(jì)算，綜合考查合外力做功分析、推理17年T13、T14計(jì)算，考查感應(yīng)電流的功率和拉力的功理解、推理弱項(xiàng)清單,1.對力做負(fù)功會遺漏負(fù)號；2對變力的求解存在知識盲區(qū)知識整合一、功1做功的兩個(gè)要素作用在物體上的_，物體在_上發(fā)生的位移2公式：W_(1)是力與_方向之間的夾角，s為物體對地的位移(2)該公式只適用于_做功(3)功是_(標(biāo)或矢)量3功的正負(fù)(1)<90，力對物體做_功(2)

2、>90，力對物體做_功，或者說物體克服這個(gè)力做了功(3)90，力對物體_功二、功率1定義：功與完成這些功所用時(shí)間的_物理意義：描述力對_2公式(1)P，P為時(shí)間t內(nèi)的_(2)PFvcos(為F與v的夾角)v為平均速度，則P為_v為瞬時(shí)速度，則P為_方法技巧釋難答疑的金鑰匙考點(diǎn)1判斷正、負(fù)功的方法1根據(jù)力和位移方向之間的夾角判斷此法常用于恒力做功的判斷2根據(jù)力和速度方向之間的夾角判斷此法常用于質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動時(shí)變力做功的判斷3從能的轉(zhuǎn)化角度來進(jìn)行判斷【典型例題1】(多選)如圖所示，人站在自動扶梯上不動，隨扶梯向上勻速運(yùn)動，下列說法中正確的是()A重力對人做負(fù)功B摩擦力對人做正功C支持力對人做

3、正功D合力對人做功為零【典型例題2】(多選)如圖所示，自動卸貨車始終靜止在水平地面上，車廂在液壓機(jī)的作用下，角逐漸增大且貨物相對車廂靜止的過程中，下列說法正確的是()A貨物受到的摩擦力增大B貨物受到的支持力不變C貨物受到的支持力對貨物做正功D貨物受到的摩擦力對貨物做負(fù)功考點(diǎn)2功的計(jì)算1恒力做的功：直接用WFlcos計(jì)算2合外力做的功方法一：先求合外力F合，再用W合F合lcos求功(適合F合是恒力)方法二：先求各個(gè)力做的功W1、W2、W3、，再應(yīng)用W合W1W2W3求合外力做的功3變力做的功(1)應(yīng)用動能定理求解(2)應(yīng)用WPt求解，此法適用于變力的功率P不變(3)將變力做功轉(zhuǎn)化為恒力做功，此法適

4、用于力的大小不變，方向與運(yùn)動方向相同或相反，或力的方向不變，大小隨位移均勻變化的情況【典型例題3】(17年南通模擬)如圖所示，質(zhì)量為m的小球用長為L的輕繩懸掛于O點(diǎn)，用水平恒力F拉著小球從最低點(diǎn)運(yùn)動到使輕繩與豎直方向成角的位置，求此過程中，各力對小球做的總功為()AFLsinBmgL(1cos)CFLsinmgL(1cos)DFLsinmgLcos1.質(zhì)量為2kg的物體，放在動摩擦因數(shù)0.1的水平面上，在水平拉力F的作用下，由靜止開始運(yùn)動拉力做的功W和物體發(fā)生的位移x之間的關(guān)系如圖所示，g10m/s2.下列說法中正確的是()A此物體在AB段做勻加速直線運(yùn)動，且整個(gè)過程中拉力的最大功率為15WB

5、此物體在AB段做勻速直線運(yùn)動，且整個(gè)過程中拉力的最大功率為6WC此物體在AB段做勻加速直線運(yùn)動，且整個(gè)過程中拉力的最大功率為6WD此物體在AB段做勻速直線運(yùn)動，且整個(gè)過程中拉力的最大功率為15W考點(diǎn)3功率的計(jì)算1公式P和PFv的區(qū)別P是功率的定義式，PFv是功率的計(jì)算式2平均功率的計(jì)算方法(1)利用P.(2)利用PFvcos，其中v為物體運(yùn)動的平均速度3瞬時(shí)功率的計(jì)算方法(1)利用公式PFvcos，其中v為t時(shí)刻的瞬時(shí)速度(2)PFvF，其中vF為物體的速度v在力F方向上的分速度(3)PFvv，其中Fv為物體受到的外力F在速度v方向上的分力【典型例題4】如圖所示，質(zhì)量為m2kg的木塊在傾角37

6、的斜面上由靜止開始下滑，木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.5，已知：sin370.6，cos370.8，g取10m/s2，則前2s內(nèi)重力的平均功率和2s末的瞬時(shí)功率分別為()A48W24WB24W48WC24W12WD12W24W2.(多選)如圖所示，勁度系數(shù)為k的輕彈簧的一端固定在墻上，另一端與置于水平面上質(zhì)量為m的物體接觸(未連接)，彈簧水平且無形變用水平力F緩慢推動物體，在彈性限度內(nèi)彈簧長度被壓縮了x0，此時(shí)物體靜止撤去F后，物體開始向左運(yùn)動，運(yùn)動的最大距離為4x0.物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度為g.則()A撤去F后，物體先做勻加速運(yùn)動，再做勻減速運(yùn)動B撤去F后，物體剛運(yùn)動時(shí)的加

7、速度大小為gC物體做勻減速運(yùn)動的時(shí)間為2D物體開始向左運(yùn)動到速度最大的過程中克服摩擦力做的功為mg考點(diǎn)4機(jī)車的啟動問題1機(jī)車的輸出功率PFv，其中F為機(jī)車的牽引力，v為機(jī)車運(yùn)動速度2.兩種啟動方式對比兩種方式以恒定功率啟動以恒定加速度啟動Pt圖和vt圖OA段過程分析vFaa不變F不變PFv直到P額Fv1運(yùn)動性質(zhì)加速度減小的加速直線運(yùn)動勻加速直線運(yùn)動，維持時(shí)間t0AB段,過程分析,FF阻a0F阻,vFa運(yùn)動性質(zhì),以vm做勻速直線運(yùn)動,加速度減小的加速運(yùn)動BC段,FF阻a0F阻，以vm做勻速直線運(yùn)動3.三個(gè)重要關(guān)系式(1)無論哪種運(yùn)行過程，機(jī)車的最大速度都等于其勻速運(yùn)動時(shí)的速度，即vm(式中Fmi

8、n為最小牽引力，其值等于阻力F阻)(2)機(jī)車以恒定加速度啟動的運(yùn)動過程中，勻加速過程結(jié)束時(shí)，功率最大，速度不是最大，即v<vm.(3)機(jī)車以恒定功率運(yùn)行時(shí)，牽引力做的功WPt.由動能定理：PtF阻lEk.此式經(jīng)常用于求解機(jī)車以恒定功率啟動過程的位移大小【典型例題5】(多選)質(zhì)量為2103kg的汽車由靜止開始沿平直公路行駛，行駛過程中牽引力F和車速倒數(shù)的關(guān)系圖象如圖所示已知行駛過程中最大車速為30m/s，設(shè)阻力恒定，則()A汽車運(yùn)動過程中受到的阻力為6103NB汽車在車速為5m/s時(shí)，加速度為3m/s2C汽車在車速為15m/s時(shí)，加速度為1m/s2D汽車在行駛過程中的最大功率為6104W3

9、.(多選)質(zhì)量為2103kg，發(fā)動機(jī)額定功率為80kW的汽車在平直公路上行駛；若汽車所受阻力大小恒為重力的0.2倍，則下列判斷中正確的有()A汽車的最大動能是4105JB汽車以加速度2m/s2從靜止開始勻加速啟動，啟動后第2秒末時(shí)發(fā)動機(jī)實(shí)際功率是32kWC若汽車保持額定功率啟動，則當(dāng)汽車速度為8m/s時(shí)，其加速度為3m/s2D汽車以加速度2m/s2從靜止開始的勻加速啟動中，達(dá)到最大速度時(shí)摩擦力做功為4105J當(dāng)堂檢測1.水平路面上行駛的汽車所受到的阻力大小與汽車行駛的速率成正比，若汽車從靜止出發(fā)，先做勻加速直線運(yùn)動，達(dá)到額定功率后保持額定功率行駛，則在整個(gè)行駛過程中，汽車受到的牽引力大小與阻力

10、大小關(guān)系圖象正確的是()2一質(zhì)量m3kg的物體在水平推力F的作用下沿水平面做直線運(yùn)動，一段時(shí)間后撤去F，其運(yùn)動的vt圖象如圖所示取g10m/s2，則()第2題圖A在06s內(nèi)，合力的平均功率為16WB在610s內(nèi)，合力對物體做功為96JC物體所受的水平推力F9ND在t8s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的加速度為1m/s23汽車從靜止開始先做勻加速直線運(yùn)動，然后做勻速運(yùn)動汽車所受阻力恒定，下列汽車功率P與時(shí)間t的關(guān)系圖象中，能描述上述過程的是()4起重機(jī)以1m/s2的加速度將質(zhì)量為1000kg的貨物由靜止開始勻加速向上提升，g取10m/s2，則在1s內(nèi)起重機(jī)對貨物做的功是()A500JB4500JC5000JD5500

11、J5如圖，一半徑為R的半圓形軌道豎直固定放置，軌道兩端等高，質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)自軌道端點(diǎn)P由靜止開始滑下，滑到最低點(diǎn)Q時(shí)，對軌道的正壓力為2mg，重力加速度大小為g.質(zhì)點(diǎn)自P滑到Q的過程中，克服摩擦力所做的功為多少？第5題圖第18講功功率知識整合基礎(chǔ)自測一、1.力力的方向2.Flcos(1)位移(2)恒力(3)標(biāo)3.(1)正(2)負(fù)(3)不做二、1.比值做功的快慢2.(1)平均功率(2)平均功率瞬時(shí)功率方法技巧典型例題1ACD【解析】人隨電梯向上勻速運(yùn)動時(shí)只受重力和豎直向上的支持力，所以重力做負(fù)功，支持力做正功，合力為零所以做功為零，A、C、D正確典型例題2AC【解析】貨物處于平衡狀態(tài)，則有：mg

12、sinf，Nmgcos，增大時(shí)，f增大，N減小，故A正確，B錯誤；貨物受到的支持力的方向與位移方向的夾角小于90，做正功，故C正確；摩擦力的方向與速度方向始終垂直，不做功，故D錯誤典型例題3C【解析】如圖，小球在F方向的位移為CB，方向與F同向，則WFFCBFLsin小球在重力方向的位移為AC，方向與重力反向，則WGmgACcos180mgL(1cos)繩的拉力FT時(shí)刻與運(yùn)動方向垂直，則WFT0故W總WFWGWFTFLsinmgL(1cos)所以選項(xiàng)C正確變式訓(xùn)練1D【解析】由WFx知物體在前3m位移內(nèi)的拉力恒為F15N，由牛頓第二定律F1mgma1，得加速度a11.5m/s2，物體在OA段做

13、勻加速直線運(yùn)動，由v22ax得末速度為3m/s，由于pFv，故物體在OA段最大功率為15W；同理可得，物體在AB段拉力恒為F22N，做勻速直線運(yùn)動，功率恒為6W，故在整個(gè)過程中拉力的最大功率為15W.典型例題4B【解析】木塊所受的合外力F合mgsinmgcosmg(sincos)210(0.60.50.8)N4N木塊的加速度am/s22m/s2前2s內(nèi)木塊的位移xat2222m4m所以，重力在前2s內(nèi)做的功為Wmgxsin2100.64J48J.重力在前2s內(nèi)的平均功率為W24W.木塊在2s末的速度vat22m/s4m/s2s末重力的瞬時(shí)功率Pmgsinv2100.64W48W.故選項(xiàng)B正確變

14、式訓(xùn)練2BD【解析】根據(jù)牛頓第二定律可得kxmgma，即a，當(dāng)kxmg時(shí)，隨著形變量x的減小，加速度a將減??；當(dāng)kxmg時(shí)，隨著形變量x的減小，加速度a將增大，則撤去F后，物體剛運(yùn)動時(shí)的加速度為ag，物體先做加速度逐漸減小的加速直線運(yùn)動，當(dāng)kxmg(a0)時(shí)，物體的速度最大，然后做加速度增大的減速直線運(yùn)動，最后當(dāng)物體與彈簧脫離后做加速度為ag的勻減速直線運(yùn)動，故A選項(xiàng)錯誤，B選項(xiàng)正確；物體脫離彈簧后做加速度為ag的勻減速直線運(yùn)動，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律可得3x0gt2，解得t，故C選項(xiàng)錯誤；根據(jù)功的計(jì)算式可得，物體開始向左端運(yùn)動到速度最大的過程中滑動摩擦力做功為Wmgx，又xx0，解得Wmg

15、，即克服滑動摩擦力做功為mg，故D選項(xiàng)正確典型例題5CD【解析】由圖可知，阻力為2103N，A錯誤；車速為5m/s時(shí)，為勻加速過程，a2m/s2，B錯誤；速度為15m/s時(shí)，a1m/s2，最大功率為斜線斜率6104W，所以C、D均正確變式訓(xùn)練3ABC【解析】汽車的最大速度為：vmm/s20m/s，則汽車的最大動能為：Ekmaxmv2000202J4105J，故A正確根據(jù)牛頓第二定律得牽引力為：Ffma400020002N8000N，則勻加速直線運(yùn)動的最大速度為：v1m/s10m/s，可知勻加速直線運(yùn)動的時(shí)間為：ts5s，2s末的速度為：vat222m/s4m/s，則發(fā)動機(jī)的實(shí)際功率為：PFv8

16、0004W32kW，故B正確當(dāng)速度為8m/s時(shí)，汽車的牽引力為：FN10000N，根據(jù)牛頓第二定律得加速度為：am/s23m/s2，故C正確；從靜止開始的勻加速啟動中，達(dá)到最大速度時(shí)，通過的位移xat2252m25m，摩擦力做功Wffx400025J1105J，故D錯誤當(dāng)堂檢測1A【解析】若汽車從靜止出發(fā)，先做勻加速直線運(yùn)動，在勻加速運(yùn)動階段，由FFfma可得FFfma，牽引力隨阻力的增大均勻增大，圖象C、D錯誤；達(dá)到額定功率后保持額定功率行駛，由F，F(xiàn)fkv可知，牽引力與阻力成反比，圖像A正確，B錯誤2C【解析】在外力的作用下的加速度為a1m/s21m/s2，撤去外力后的加速度為a2m/s22m/s2，撤去外力后fma23(2)N6N，施加的外力Ffma1，F(xiàn)fma1(6)31N9N，06s內(nèi)的位移為x6(28)m30m，故合力平均功率為P15W，故A、D錯誤，C正確；在610s內(nèi)，位移為x48m16m，合力做功為Wfx616J96J，故B錯誤故選C.3C【解析】汽車從靜止開始勻加速，加速度一定，根據(jù)牛頓第二定律有Ffma，得出Ffma.汽車的功率為PFv(fma)at，P與t成正比例函數(shù)，A、D選