《步步高》高三物理一輪復習(江蘇專用)第四章第1講功和功率課件

第1講功和功率(多選)下列說法中正確的是 (

)．A．功是矢量，正負表示其方向B．功是標量，正負表示外力對物體做功還是物體克服外力做功C．力對物體做正功還是做負功取決于力和位移的方向關系D．力對物體做的功總是在某過程中完成的，所以功是一個過程

量功Ⅱ(考綱要求)【思維驅動】解析功是標量，是過程量，功的正負不代表其大小，也不代表其方向，只說明做功的力是動力還是阻力．答案

BCD【知識存盤】1．做功的兩個要素 (1)作用在物體上的__． (2)物體在_________上發(fā)生的位移．2．公式：W＝_______ (1)α是力與____方向之間的夾角，l為物體對地的位移． (2)該公式只適用于_____做功．力力的方向Flcosα位移恒力3．功的正負夾角功的正負α<90°力對物體做_____α＝90°力對物體_______α>90°力對物體做_____或說成物體克服這個力做了功正功不做功負功(單選)兩個完全相同的小球A、B，在某一高度處以相同大小的初速度v0分別沿水平方向和豎直方向拋出，不計空氣阻力，如圖4－1－1所示，則下列說法正確的是 (

)．功率Ⅱ(考綱要求)【思維驅動】圖4-1-1A．兩小球落地時速度相同B．兩小球落地時，重力的瞬時功率相同C．從開始運動至落地，重力對兩小球做的功相同D．從開始運動至落地，重力對兩小球做功的平均功率相同解析兩小球落地時的速度方向不相同，故A錯誤；兩小球落地時，重力的瞬時功率不相同，選項B錯誤；根據(jù)重力做功的特點可知，從開始運動至落地，重力對兩小球做功相同，選項C正確；從開始運動至落地，運動時間不同，重力對兩小球做功的平均功率不相同，選項D錯誤．答案

C【知識存盤】1．定義：功與完成這些功所用時間的_____．2．物理意義：描述力對物體___________．4．額定功率：機械_________時輸出的_____功率．5．實際功率：機械________時輸出的功率．要求_______ _____額定功率．比值做功的快慢正常工作最大實際工作小于或等于平均功率Fvcos

α平均功率瞬時功率功的正負的物理意義考點一力做正功或負功的理解及判斷動力學角度能量角度正功若某力對物體做正功，則這個力對物體來說是動力若力對物體做功，則外界向物體提供能量，即受力物體獲得了能量負功若某力對物體做負功，則這個力對物體來說是阻力若物體克服外力做功，則物體要消耗自身的能量，即物體失去了能量【典例1】(多選)如圖4－1－2所示，在加速向左運動的車廂中，一人用力向左推車廂(人與車廂始終保持相對靜止)，則下列說法正確的是 (

)． A．人對車廂做正功 C．人對車廂做負功

圖4－1－2B．車廂對人做負功D．車廂對人做正功解析先確定人對車廂的作用力方向和力的作用點的位移方向，這里人對車廂除有手對車廂的推力F1外，還有個容易被疏忽的力：腳對車廂地板的靜摩擦力F2，受力分析如圖所示．其中F1做正功，F(xiàn)2做負功．由于F1和F2大小未知，因此這兩個力的總功正負難以確定．于是將研究對象轉換為受力情況較簡單的人，在水平方向人受到車廂壁向右的力F1′和車廂地板對人向左的靜摩擦力F2′，這兩個力的合力使人產(chǎn)生向左加速運動的加速度，合力是動力，對人做正功，表示車廂對人做正功，由牛頓第三定律知，人對車廂的作用力向右，是阻力，所以人對車廂做負功，故C、D正確．答案

CD【變式跟蹤1】(單選)(2013·啟東模擬)如圖4－1－3所示，電梯與水平地面成θ角，一人站在電梯上，電梯從靜止開始勻加速上升，到達一定速度后再勻速上升．若以FN表示水平梯板對人的

圖4-1-3支持力，G為人受到的重力，F(xiàn)為電梯對人的靜摩擦力，則下列結論正確的是 (

)．A．加速過程中F≠0，F(xiàn)、FN、G都做功B．加速過程中F≠0，F(xiàn)N不做功C．加速過程中F＝0，F(xiàn)N、G都做功

D．勻速過程中F＝0，F(xiàn)N、G都不做功解析加速過程中，水平方向的加速度由靜摩擦力F提供，所以F≠0，F(xiàn)、FN做正功，G做負功，選項A正確，B、C錯誤．勻速過程中，水平方向不受靜摩擦力作用，F(xiàn)＝0，F(xiàn)N做正功，G做負功，選項D錯誤．答案

A1．判斷力是否做功及做功正負的方法 (1)看力F的方向與位移l的方向間的夾角α——常用于恒力做功的情形． (2)看力F的方向與速度v的方向間的夾角α——常用于曲線運動的情形．以題說法(3)根據(jù)動能的變化：動能定理描述了合外力做功與動能變化的關系，即W合＝Ek末－Ek初，當動能增加時合外力做正功；當動能減少時，合外力做負功．(1)兩個力均不做功；(2)其中一個力做功，另一個力不做功；(3)其中一個力做正功，另一個力做負功；(4)兩個力均做正功或均做負功．2．一對作用力和反作用力做功的情況【典例2】(多選)一物體在水平面上，受恒定的水平拉力和摩擦力作用沿直線運動，已知在第1秒內(nèi)合力對物體做的功為45J，在第1秒末撤去拉力，其v－t圖象如圖4－1－4所示，g取10m/s2，則 (

)．考點二功的計算A．物體的質量為10kgB．物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2C．第1秒內(nèi)摩擦力對物體做的功為60JD．第1秒內(nèi)拉力對物體做的功為60J圖4-1-4答案

AD【變式跟蹤2】(多選)如圖4－1－5所示，擺球質量為m，懸線的長為L，把懸線拉到水平位置后放手．設在擺球運動過程中空氣阻力F阻的大小不變，則下列說法正確的是 (

)．圖4-1-5答案

ABD1．計算做功的一般思路借題發(fā)揮2．計算變力做功常用的方法 (1)用動能定理W＝ΔEk或功能關系求功．此種方法不僅適于變力做功，也適于恒力做功． (2)根據(jù)W＝Pt計算一段時間內(nèi)做的功，此公式適用于功率恒定的情況． (3)根據(jù)力(F)－位移(l)圖象的物理意義計算力對物體所做的功，如圖4－1－6中陰影部分的面積在數(shù)值上等于力所做功的大?。畧D4-1-6(4)滑動摩擦力及空氣阻力做功要用力與路程的乘積來計算．【典例3】(單選)(2012·江蘇卷，3)如圖4－1－7所示，細線的一端固定于O點，另一端系一小球．在水平拉力作用下，小球以恒定速率在豎直平面內(nèi)由A點運動到B點．在此過程中拉力的瞬時功率變化情況是 (

)．考點三功率的計算圖4-1-7A．逐漸增大

B．逐漸減小C．先增大，后減小

D．先減小，后增大解析小球速率恒定，由動能定理知：拉力做的功與克服重力做的功始終相等，將小球的速度分解，可發(fā)現(xiàn)小球在豎直方向分速度逐漸增大，重力的瞬時功率也逐漸增大，則拉力的瞬時功率也逐漸增大，A項正確．答案

A【變式跟蹤3】(多選)一質量為1kg的質點靜止于光滑水平面上，從t＝0時起，第1秒內(nèi)受到2N的水平外力作用，第2秒內(nèi)受到同方向的1N的外力作用．下列判斷正確的是 (

)．答案

AD1．公式P＝Fv的適用條件

公式P＝Fv適用于力F的方向與速度v的方向在同一條直線上的情況．

若力F和速度v不在同一直線上時，要分解力F或速度v.2．計算功率的基本思路 (1)首先判斷待求的功率是瞬時功率還是平均功率． (2)①平均功率的計算方法．借題發(fā)揮模型特點

物體在牽引力(受功率和速度制約)作用下，從靜止開始克服一定的阻力，最后達到最大速度的整個加速過程，可看作“機車的啟動”模型．

(1)恒定功率啟動(所受阻力一定)

先做變加速(a減小)運動，再做勻速(a＝0)運動，在此過程中，F(xiàn)牽、v、a的變化情況是：物理建模4

“機車的啟動”模型(2)恒定加速度啟動(所受阻力一定)先做勻加速運動，再做變加速運動，最后勻速運動，具體變化過程如下(4)v－t圖象(如圖4－1－8所示)圖4-1-8建模指導典例

如圖4－1－9所示為修建高層建筑常用的塔式起重機．在起重機將質量m＝5×103kg的重物豎直吊起的過程中，重物由靜止開始向上做勻加速直線運動，加速度a＝0.2m/s2，當起重機輸出功率達到其允許的最大值時，保持該功率直圖4-1-9到重物做vm＝1.02m/s的勻速運動．取g＝10m/s2，不計額外功．求：(1)起重機允許輸出的最大功率；(2)重物做勻加速運動所經(jīng)歷的時間和起重機在第2秒末的輸出功率．教你審題解析

(1)設起重機允許輸出的最大功率為P0，重物達到最大速度時，拉力F0的大小等于重力．P0＝F0vm

①F0＝mg ②代入數(shù)據(jù)，有：P0＝5.1×104W ③(2)勻加速運動結束時，起重機達到允許輸出的最大功率，設此時重物受到的拉力為F，速度為v1，勻加速運動經(jīng)歷時間為t1，有：P0＝Fv1

④F－mg＝ma ⑤v1＝at1 ⑥由③④⑤⑥，代入數(shù)據(jù)，得：t1＝5s ⑦當時間為t＝2s時，重物處于勻加速運動階段，設此時速度的大小為v2，輸出功率為P，則v2＝at ⑧P＝Fv2 ⑨由⑤⑧⑨，代入數(shù)據(jù)，得：P＝2.04×104W.答案

(1)5.1×104W

(2)5s

2.04×104W【應用】(單選)如圖4－1－10所示為汽車在水平路面上啟動過程中的速度圖象，Oa為過原點的傾斜直線，ab段表示以額定功率行駛時的加速階段，bc段是與ab段相切的水平直線，則下述說法中正確的是(

)．圖4-1-10答案

D一、功的判斷與計算1．(單選)如圖4－1－11所示的a、b、c、d中，質量為M的物體甲受到相同的恒力F的作用，在力F作用下使物體甲在水平方向移動相同的位移．μ表示物體甲與水平面間的動摩擦因數(shù)，乙是隨物體甲一起運動的小物塊，比較物體甲移動的過程中力F對甲所做的功的大小 (

)．

圖4-1-11A．Wa最小

B．Wd最大C．Wa>Wc D．四種情況一樣大答案

D2．(單選)質量為1kg的物體被人用手由靜止向上提高1m(忽略空氣阻力)，這時物體的速度是2m/s，下列說法中不正確的是(g＝10m/s2) (

)． A．手對物體做功12J B．合外力對物體做功12J C．合外力對物體做功2J D．物體克服重力做功10J答案

B二、對功率的理解與分析3．(單選)(2013·常州二模)如圖4－1－12所示，質量為m的物體放在光滑的水平面上，兩次用力拉物體，都是從靜止開始，以相同的加速度移動同樣的距離，第一次拉力F1的方向水平，第二次拉力F2的方向與水平方向成α角斜向上．在此過程中，兩力的平均功率為P1和P2，則 (

)．圖4-1-12A．P1<P2 B．P1＝P2C．P1>P2 D．無法判斷解析兩次拉力作用下，物體都從靜止開始，以相同的加速度移動同樣的距離，則物體兩次