2027届新高考物理热点精准复习　功　功率

2027届新高考物理热点精准复习功功率考点一功的正负的判断与计算必备知识•全方位凝练1.做功的两个要素:作用在物体上的力和物体在力的方向上发生的位移。2.公式:W=Flcosα,适用于恒力做功的计算,α表示力的方向和位移的方向之间的夹角。3.功是标量:只有大小,没有方向,但有正负。4.功的正负的判断方法(1)恒力做功正负的判断:根据力与位移的夹角来判断。(2)曲线运动中做功正负的判断:根据F与v方向间的夹角α来判断。0°≤α<90°时,力对物体做正功;90°<α≤180°时,力对物体做负功;α=90°时,力对物体不做功。(3)依据能量变化来判断:功是能量转化的量度,若有能量转化,则一定有力对物体做功。此法常用于两个相联系的物体之间的相互作用力做功的判断。5.功的计算步骤

[练一练]判断下列说法对错(1)只要物体受力的同时又发生了位移,则一定有力对物体做功。(

)(2)作用力做正功时,反作用力一定做负功。(

)××关键能力•多维度提升典例

如图所示,在水平推力作用下物体A与斜面B保持相对静止,且向左沿水平方向匀速移动了一段距离。在此过程中(

)A.B对A的作用力做功为0B.B对A的摩擦力做功为0C.B对A的支持力做功为0D.A所受合力做功不为0A解析

对A受力分析,如图所示,B对A的作用力是支持力与摩擦力的合力,方向竖直向上,与物体A的位移方向垂直,所以B对A的作用力做功为0,故A正确;B对A的摩擦力方向沿斜面向上,与物体A的位移方向的夹角为钝角,所以B对A的摩擦力做功不为0,故B错误;B对A的支持力方向垂直于斜面向上,与物体A的位移方向的夹角为锐角,所以B对A的支持力做功不为0,故C错误;物体A向左匀速运动,所受合力为0,所以A所受合力做功为0,故D错误。易错提醒(1)重力、弹簧弹力、电场力做功与位移有关,与路径无关。(2)滑动摩擦力、空气阻力、安培力做功与路径有关。(3)一对相互作用力做功(以同种电荷的库仑力为例)考点二变力做功必备知识•全方位凝练变力做功的几种常用分析方法及例证

方法以例说法应用动能定理

用力F把小球从A处缓慢拉到B处,F做功为WF,则有WF-mgL(1-cosθ)=0,得WF=mgL(1-cosθ)等效转换法方法以例说法微元法

质量为m的木块在水平面内做圆周运动,运动一周克服摩擦力做功Wf=Ff·Δx1+Ff·Δx2+Ff·Δx3+…=Ff(Δx1+Δx2+Δx3+…)=Ff·2πR图像法[练一练]判断下列说法对错(1)汽车上坡时换成低挡位,其目的是通过减小速度得到更大的牵引力。(

)(2)由P=Fv可知,发动机功率一定时,机车的牵引力与运行速度的大小成反比。(

)√√关键能力•多维度提升考向1

微元法典例1

我国劳动人民发明的汉石磨盘可使谷物脱壳、粉碎,通常用驴来拉磨把谷物磨成面粉,如图所示。若驴对磨杆的拉力F沿圆周切线方向,大小为500N,磨盘半径r为0.4m,磨杆长为0.4m,驴对磨杆的拉力作用在磨杆末端,磨盘转动一周的时间为5s,驴拉磨可以看成是做匀速圆周运动,则(

)A.磨盘与磨杆处处线速度大小相等B.磨杆末端的线速度大小为πm/sC.驴拉磨转动一周拉力做的功为800πJD.磨盘边缘的向心加速度大小为0.64πm/s2C

考向2

图像法典例2

在水平地面上放置一木块,其质量m=10kg,木块在水平推力F的作用下运动,如图甲所示。推力F的大小随位移x变化的图像如图乙所示。已知木块与地面间的动摩擦因数μ=0.2,不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2,下列说法正确的是(

)A.木块在运动过程中的加速度一直增大B.木块先做匀变速直线运动,后做匀速直线运动C.木块运动0~5m的过程中,合力做的功为50JD.木块运动0~5m的过程中,其克服摩擦力所做的功为150JC

考向3

转化法典例3

(多选)固定的光滑竖直杆上套着一个滑块,滑块用轻绳系着绕过光滑的定滑轮O,如图所示。现以大小不变的拉力F拉绳,使滑块从A点由静止开始上升,滑块运动到C点时速度最大。已知滑块质量为m,定滑轮O到竖直杆的距离为d,∠OAO'=37°,∠OCO'=53°,重力加速度为g,sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计空气阻力。则(

)

AC

考点三功率的分析与计算必备知识•全方位凝练

关键能力•多维度提升考向1

平均功率典例1

在2024年国际举联泰国世界杯赛中,中国举重队共收获11金9银7铜。某选手在训练时将质量为140kg的杠铃举高1.8m,其中举起用了2s,在最高处维持了3s,放下用了0.5s,在杠铃落地前手已放开。重力加速度大小g取10m/s2,则下列说法正确的是(

)A.选手在向上举起杠铃的过程中对杠铃做的功小于2520JB.选手维持杠铃在最高点的过程中对杠铃做的功为0C.选手放下杠铃的过程中重力对杠铃做功的平均功率为1260WD.整个过程中重力对杠铃做功的平均功率约为458WB

考向2

瞬时功率典例2

如图为竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道,小球在水平推力F的作用下,以不变的速率由P点沿圆弧移动至Q点,下列选项正确的是(

)A.重力的瞬时功率保持不变B.支持力的瞬时功率一直减小C.推力F的瞬时功率一直减小D.合力的瞬时功率始终为0D解析

重力的瞬时功率为PG=mgvy,由于小球以不变的速率由P点沿圆弧移动至Q点,竖直分速度逐渐增大,则重力的瞬时功率逐渐增大,故A错误;由于支持力的方向与速度方向始终垂直,所以支持力的瞬时功率一直为0,故B错误;由于小球的动能不变,所以推力F做的功等于小球克服重力做的功,则推力F的瞬时功率等于重力的瞬时功率,所以推力F的瞬时功率逐渐增大,故C错误;小球做匀速圆周运动,合力方向指向圆心,所以合力方向与速度方向始终垂直,合力的瞬时功率始终为0,故D正确。方法总结求解功率时应注意的三个问题(1)首先要明确所求功率是平均功率还是瞬时功率。(2)平均功率与一段时间对应,计算时要明确是哪个力在哪段时间内的平均功率。(3)瞬时功率要明确是哪个力在哪个时刻的功率。考点四机车启动问题必备知识•全方位凝练常见的两种机车启动方式比较分析

两种方式以恒定功率启动以恒定加速度启动P-t图像和v-t图像

两种方式以恒定功率启动以恒定加速度启动OA段过程分析运动性质加速度减小的变加速直线运动AB段过程分析运动性质以速度为vm做匀速直线运动加速度减小的变加速直线运动BC段过程分析—运动性质—以速度为vm做匀速直线运动关键能力•多维度提升

D

考向2

恒定加速度启动典例2

(2026浙江桐乡一中高三选考模拟)近年来,国产新能源汽车技术进步明显,某品牌的小汽车在实测中,百公里油耗小于2.5L,综合续航里程超过2300km,续航实现了巨幅提升,远超传统燃油车。若该品牌小汽车的质量m=1500kg,当行驶速度v≤54km/h时靠电动机输出动力;当行驶速度在54km/h<v≤90km/h范围内时靠汽油机输出动力,同时内部电池充电;当行驶速度v>90km/h时汽油机和电动机同时工作。若该小汽车在一条平直的公路上由静止启动,汽车的牵引力F随运动时间t变化的图像如图所示,若小汽车行驶过程中所受阻力恒为125