2012版高中物理全程复习方略配套课件 5.1功和功率 沪科版

1、1.1.（20112011南岸区模拟）如图所示的四幅图是小明提包回家南岸区模拟）如图所示的四幅图是小明提包回家的情景的情景, ,小明提包的力不做功的是小明提包的力不做功的是( )( )【解析【解析】选选B.B.做功的两个因素是力和物体在力的方向上发生做功的两个因素是力和物体在力的方向上发生位移位移. .由于由于B B选项中力与位移方向垂直选项中力与位移方向垂直, ,故不做功，因此选故不做功，因此选B.B.2.2.（20112011朝阳区模拟）如图所示，一个物块在与水平方向朝阳区模拟）如图所示，一个物块在与水平方向成成角的恒力角的恒力F F作用下，沿水平面向右运动一段距离作用下，沿水平面向右运动

2、一段距离s s，在此，在此过程中，恒力过程中，恒力F F对物块所做的功为对物块所做的功为( )( )A. B. C.Fssin D.FscosA. B. C.Fssin D.Fscos【解析【解析】选选D.D.由于力由于力F F与位移与位移s s的夹角为的夹角为，所以力，所以力F F做的功做的功为为W=FscosW=Fscos, ,故故D D正确正确. .FssinFscos3.3.物体在两个相互垂直的力的作用下运动，力物体在两个相互垂直的力的作用下运动，力F F1 1对物体做功对物体做功6 J6 J，物体克服力，物体克服力F F2 2做功做功8 J8 J，则，则F F1 1、F F2 2的合

3、力对物体做功为的合力对物体做功为 ( )( )A.14 J B.10 J C.2 J D.-2 JA.14 J B.10 J C.2 J D.-2 J【解析【解析】选选D.D.由于功为标量，合力对物体做的功应等于分力由于功为标量，合力对物体做的功应等于分力做功的代数和，即做功的代数和，即W W6 J6 J（ J J）-2 J-2 J，故，故D D正确正确. .4.4.（20112011长沙模拟）在光滑的水平面上，用一水平拉力长沙模拟）在光滑的水平面上，用一水平拉力F F使物体从静止开始移动使物体从静止开始移动s,s,平均功率为平均功率为P,P,如果将水平拉力增加如果将水平拉力增加为为4F4F，

4、使同一物体从静止开始移动，使同一物体从静止开始移动s s，平均功率为，平均功率为( )( )A.2P B.4P C.6P D.8PA.2P B.4P C.6P D.8P【解析【解析】选选D.D.设第一次运动时间为设第一次运动时间为t t，则其平均功率表达式，则其平均功率表达式为为 第二次加速度为第一次的第二次加速度为第一次的4 4倍，由倍，由 可知时可知时间为间为 其平均功率为其平均功率为 D D正确正确. .FsPt;21sat2t2,4Fs8Fs8Pt2t,/5.5.据报导：我国一家厂商制作了一种特殊的手机，在电池电据报导：我国一家厂商制作了一种特殊的手机，在电池电能耗尽时，摇晃手机，即可

5、产生电能维持通话，摇晃手机的能耗尽时，摇晃手机，即可产生电能维持通话，摇晃手机的过程是将机械能转化为电能，如果将该手机摇晃一次，相当过程是将机械能转化为电能，如果将该手机摇晃一次，相当于将于将100 g100 g的重物举高的重物举高20 cm20 cm，若每秒摇两次（取，若每秒摇两次（取g=10 m/sg=10 m/s2 2）, ,则摇晃手机的平均功率为多少？则摇晃手机的平均功率为多少？【解析【解析】手机摇晃一次所做的功为手机摇晃一次所做的功为W=mghW=mgh=0.2 J=0.2 J，每一次做功所需时间为每一次做功所需时间为t=0.5 st=0.5 s，则摇晃手机的平均功率为则摇晃手机的平

6、均功率为答案：答案：0.4 W0.4 WWP0 4 Wt.一、判断正负功的方法一、判断正负功的方法1.1.根据力和位移方向之间根据力和位移方向之间的夹角判断的夹角判断此法常用于恒力做功的判断此法常用于恒力做功的判断. .如图所示如图所示, ,在水平面上用一水平力在水平面上用一水平力F F推着斜面体向左匀速运动推着斜面体向左匀速运动了一段位移了一段位移s,s,斜面体上的斜面体上的m m受到三个恒力的作用受到三个恒力的作用, ,即即G G、N N、f f，由于这三个力与位移由于这三个力与位移s s夹角分别为夹角分别为9090、小于、小于9090、大于、大于9090，所以，所以G G不做功，不做功，

7、N N做正功做正功,f,f做负功做负功. .2.2.根据力和瞬时速度方向的夹角判断根据力和瞬时速度方向的夹角判断: :此法常用于判断质点此法常用于判断质点做曲线运动时变力的功做曲线运动时变力的功, ,夹角为锐角时做正功夹角为锐角时做正功, ,夹角为钝角时夹角为钝角时做负功做负功, ,夹角为直角时不做功夹角为直角时不做功. .3.3.从能的转化角度来进行判断从能的转化角度来进行判断: :此法常用于判断相互联系的此法常用于判断相互联系的两个物体之间的相互作用力做功的情况两个物体之间的相互作用力做功的情况. .例如车例如车M M静止在光滑水平轨道上，球静止在光滑水平轨道上，球m m用用细线悬挂在车上

8、，由图中的位置无初速细线悬挂在车上，由图中的位置无初速地释放，则可判断在球下摆过程中绳的地释放，则可判断在球下摆过程中绳的拉力对车做正功拉力对车做正功. .因为绳的拉力使车的因为绳的拉力使车的动能增加了动能增加了. .又因为又因为M M和和m m构成的系统的机械能是守恒的，构成的系统的机械能是守恒的，M M增增加的机械能等于加的机械能等于m m减少的机械能，所以绳的拉力一定对球减少的机械能，所以绳的拉力一定对球m m做做负功负功. . （1 1）作用力和反作用力虽然等大反向，）作用力和反作用力虽然等大反向，但由于其分别作用在两个物体上，产生的位移效果无必然联但由于其分别作用在两个物体上，产生的

9、位移效果无必然联系，故作用力和反作用力的功不一定一正一负，大小也不一系，故作用力和反作用力的功不一定一正一负，大小也不一定相等定相等. .（2 2）摩擦力并非只做负功，可以做正功、负功或不做功）摩擦力并非只做负功，可以做正功、负功或不做功. .【例证【例证1 1】如图所示】如图所示, ,物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带平传送带, ,传送带以图示方向匀速运转传送带以图示方向匀速运转, ,则传送带对物体做功则传送带对物体做功情况不可能是情况不可能是A.A.始终不做功始终不做功B.B.先做负功后做正功先做负功后做正功C.C.先做正功后不做功先做正功后不做功

10、D.D.先做负功后不做功先做负功后不做功 【解题指导【解题指导】解答该题应注意以下两点：解答该题应注意以下两点：(1)(1)根据物体和传送带的速度关系确定物体所受摩擦力的方根据物体和传送带的速度关系确定物体所受摩擦力的方向向. .(2)(2)根据摩擦力和速度方向间的关系判断做功的情况根据摩擦力和速度方向间的关系判断做功的情况. .【标准解答【标准解答】选选B.B.设传送带运转的速度大小为设传送带运转的速度大小为v v1 1, ,物体刚滑物体刚滑上传送带时的速度大小为上传送带时的速度大小为v v2 2. .（1 1）当）当v v1 1=v=v2 2时时, ,物体随传送带物体随传送带一起匀速运动一

11、起匀速运动, ,故传送带与物体之间不存在摩擦力故传送带与物体之间不存在摩擦力, ,即传送带即传送带对物体始终不做功对物体始终不做功,A,A正确正确. .（2 2）当）当v v1 1vvv2 2时时, ,物体相对传送带向左运动物体相对传送带向左运动, ,物体受到的滑动物体受到的滑动摩擦力方向向右摩擦力方向向右, ,则物体先做匀加速运动直到速度达到则物体先做匀加速运动直到速度达到v v1 1, ,再再做匀速运动做匀速运动, ,故传送带对物体先做正功后不做功故传送带对物体先做正功后不做功,B,B错误错误,C,C正正确确. .【互动探究】若传送带以与图示方向相反的方向匀速转动【互动探究】若传送带以与图

12、示方向相反的方向匀速转动, ,则传送带对物体做功的情况又如何则传送带对物体做功的情况又如何? ?【解析【解析】设传送带的速度大小为设传送带的速度大小为v v1 1, ,物体刚滑上传送带时的物体刚滑上传送带时的速度大小为速度大小为v v2 2, ,若若v v1 1vv2 2, ,则物体先向右做匀减速运动到速度则物体先向右做匀减速运动到速度减小为零，后反向做匀加速运动，即传送带对物体先做负功减小为零，后反向做匀加速运动，即传送带对物体先做负功后做正功后做正功; ;若若v v1 1vgtanagtan，摩擦力沿斜面向下，做正功；，摩擦力沿斜面向下，做正功；当当agtanagtan，摩擦力沿斜面向上，

13、做负功，摩擦力沿斜面向上，做负功. .综上所述，综上所述，B B是错误的是错误的. .二、非选择题（本大题共二、非选择题（本大题共2 2小题，共小题，共 3030分，要有必要的文字分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）11.11.（1414分）将一质量为分）将一质量为10 kg10 kg的物体从离地面的物体从离地面20 m20 m高处高处. .（1 1）以速度）以速度8 m/s8 m/s水平抛出水平抛出; ;（2 2）以）以8 m/s8 m/s竖直向下抛出竖直向下抛出. .求以上两种情况物体从抛出到落地过程中重力的功率和物体求以上两种

14、情况物体从抛出到落地过程中重力的功率和物体刚要落地时重力的功率刚要落地时重力的功率( (不计空气阻力，不计空气阻力，g g取取10 m/s10 m/s2 2) )【解析【解析】（1 1）设水平抛出时，物体在空中运动的时间为）设水平抛出时，物体在空中运动的时间为t t1 1. .则由则由 (1(1分分) )得得t t1 1=2 s (1=2 s (1分分) )物体落地时的竖直速度物体落地时的竖直速度：v vy y=gt=gt1 1=20 m/s=20 m/s (1 (1分分) )下落过程中重力做的功下落过程中重力做的功W=mghW=mgh=2 000 J (1=2 000 J (1分分) )物体

15、从抛出到落地过程中重力的功率物体从抛出到落地过程中重力的功率 (2(2分分) )物体刚要落地时重力的功率物体刚要落地时重力的功率P P2 2=mgv=mgvy y=2 000 W (1=2 000 W (1分分) )211hgt211WP1 000 Wt（2 2）设下抛时物体的运动时间为）设下抛时物体的运动时间为t t2 2 （1 1分）分）得得t t2 2=1.35 s (1=1.35 s (1分分) )物体落地时的速度物体落地时的速度v=vv=v0 0+gt+gt2 2=21.5 m/s=21.5 m/s （1 1分）分）所以物体下落过程中重力的功率所以物体下落过程中重力的功率 （2 2分

16、）分）物体刚要落地时重力的功率物体刚要落地时重力的功率P P2 2=mgv=mgv=10=10101021.5 W=2 150 W 21.5 W=2 150 W （2 2分分）答案：答案：（1 1）1 000 W 2 000 W 1 000 W 2 000 W （2 2）1 481.5 W1 481.5 W2 150 W2 150 W12W2 000P W1 481 5 Wt1 35 .20 221hv tgt212.12.（1616分）（分）（20112011南京模拟）如图所示，质量为南京模拟）如图所示，质量为m m的小球的小球用长用长L L的细线悬挂而静止在竖直位置的细线悬挂而静止在竖直位

17、置. .在下列三种情况下，分在下列三种情况下，分别用水平拉力别用水平拉力F F将小球拉到细线与竖直方向成将小球拉到细线与竖直方向成角的位置角的位置. .在在此过程中，拉力此过程中，拉力F F做的功各是多少？做的功各是多少？（1 1）用）用F F缓慢地拉；缓慢地拉；（2 2）F F为恒力；为恒力；（3 3）若）若F F为恒力，而且拉到为恒力，而且拉到该位置时小球的速度刚好为零该位置时小球的速度刚好为零. .【解析【解析】（1 1）若用）若用F F缓慢地拉，则显然缓慢地拉，则显然F F为变力，由动能定为变力，由动能定理得：理得：W WF F-mgL(1-cos)=0 -mgL(1-cos)=0 （

18、4 4分）分）即即W WF F= mgL(1-cos) = mgL(1-cos) （2 2分）分）(2)(2)对恒力对恒力F F做的功，由公式做的功，由公式W=FscosW=Fscos得得W WF F=FLsin=FLsin （5 5分）分）(3)(3)方法一：对恒力方法一：对恒力F F做的功，由公式做的功，由公式W=FscosW=Fscos得得W WF F=FLsin=FLsin （5 5分）分）方法二：由动能定理得方法二：由动能定理得:W:WF F-mgL(1-cos)=0 -mgL(1-cos)=0 （4 4分）分）故故W WF F= mgL(1-cos) = mgL(1-cos) （1 1分）分）答案：答案：（1 1）mgL(1-cos) mgL(1-cos) （2 2）FLsinFLsin（3 3）FLsinFLsin或或mgL(1-cos)mgL(1-cos) 【方法技巧【方法技巧】计算功的两种方法计算功的两种方法1.1.恒力做功：直接用恒力做功：直接用W=FscosW=Fscos或用动能定理求解或用