2027届新高考物理热点精准复习功和功率

2027届新高考物理热点精准复习功和功率一、功1．做功的两个要素(1)作用在物体上的_____。(2)物体在___________上发生的位移。2．功的物理意义功是描述_______________的累积效应的物理量。力力的方向力对物体空间3．公式W＝________________。(1)α是力的方向与___________之间的夹角，l为物体对地的位移。(2)该公式只适用于_______做功。Flcosα位移方向恒力正功负功克服不做功二、功率1．公式(2)P＝________________，α为F与v的夹角。①若v为平均速度，则P为___________。②若v为瞬时速度，则P为___________。2．物理意义：描述做功的_______，功率大则做功_____，功率小则做功_____。平均功率Fvcosα平均功率瞬时功率快慢快慢3．额定功率：机器_______工作的功率，一般在机器的铭牌上标明。4．实际功率：机器___________时输出的功率。要求___________额定功率。正常实际工作小于等于1.一个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动。(

)2．滑动摩擦力可能做负功，也可能做正功；静摩擦力对物体一定不做功。(

)3．作用力做正功时，反作用力一定做负功。(

)4．根据P＝Fv可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比。(

)5．汽车上坡的时候，司机必须换挡，其目的是减小速度，得到较小的牵引力。(

)√××√√1恒力做功的分析和计算(基础考点·自主探究)1．判断力是否做功及做正、负功的方法判断根据适用情况根据力和位移的方向的夹角判断常用于恒力做功的判断根据力和瞬时速度方向的夹角判断常用于质点做曲线运动根据功能关系或能量守恒定律判断常用于变力做功的判断2.合力做功的计算方法方法一：先求合力F合，再用W合＝F合lcosα求合力做的功。方法二：先求各个力做的功W1、W2、W3、…，再应用W合＝W1＋W2＋W3＋…求合力做的功。方法三：利用动能定理W合＝Ek2－Ek1，求合力做的功。3．两个常用推论(1)恒力做功等于力与物体在力的方向上位移的乘积，与运动路径无关。(2)如图所示，物体由A滑到D克服摩擦力做的功W＝μmg·BD。【跟踪训练】(力是否做功及正、负功的判断)为了节能，商场的自动扶梯在较长时间无人乘行时会自动停止运行。有人站上去后，扶梯开始加速，然后匀速运动。如图所示，下列说法正确的是(

)A．匀速下行过程中，人的动能不变，扶梯对人不做功B．加速下行过程中，扶梯对人的支持力大于人所受的重力C．加速下行过程中，人受到的摩擦力方向水平向左D．加速下行过程中，支持力对人做正功，摩擦力对人做负功C[解析]

匀速下行过程中，由平衡条件可知，人和扶梯间没有摩擦力，人所受重力做正功，人的动能不变，可知扶梯对人做负功，故A错误；加速下行过程中，竖直方向分加速度向下，人处于失重状态，所以扶梯对人的支持力小于人所受的重力，故B错误；加速下行过程中，水平方向分加速度向左，水平方向只有摩擦力提供加速度，根据牛顿第二定律的同向性可知人受到的摩擦力方向水平向左，故C正确；加速下行过程中，人所受支持力与人的运动方向夹角大于90°，支持力做负功，摩擦力与人的运动方向夹角小于90°，摩擦力对人做正功，故D错误。(恒力做功的计算)(多选)如图所示，一个质量m＝2.0kg的物体放在倾角α＝37°的固定斜面上，现用F＝30N、平行于斜面的力拉物体使其由静止开始沿斜面向上运动。已知物体与斜面之间的动摩擦因数μ＝0.50，斜面足够长，g取10m/s2，sin37°＝0.60，cos37°＝0.80。物体运动2s后，关于各力做功情况，下列说法中正确的是()A.重力做功为－120JB．摩擦力做功为－80JC．拉力做功为100JD．物体所受的合力做功为100JABD2变力做功的求解方法(能力考点·深度研析)►考向1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。

如图所示，在水平桌面上，长R＝5m的轻绳一端固定于O点(俯视图)，另一端系一质量m＝2.0kg的物体。现对物体施加一个大小不变的力F＝10N，方向始终与物体在该点运动的切线方向成37°角，F拉着物体从M点运动到N点，已知∠MON＝60°，物体与桌面间的动摩擦因数μ＝0.2，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，则拉力F做的功与克服摩擦力做的功比值为(

)B►考向2图像法在F－x图像中，图线与x轴所围“面积”的代数和就表示力F在这段位移上所做的功。

如图甲所示，静止于光滑水平面上坐标原点处的小物块，在水平拉力F作用下，沿x轴方向运动，拉力F随物体所在位置坐标x的变化关系如图乙所示，图线为半圆。则小物块运动到x0处时F做的总功为(

)C►考向3等效转换法

如图所示，某人利用跨过定滑轮的轻绳拉质量为10kg的物体，定滑轮的位置比A点高3m。若此人缓慢地将绳从A点拉到B点，且A、B两点处绳与水平方向的夹角分别为37°和30°，则此人拉绳的力做的功为(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，不计滑轮的摩擦)(

)A．50J B．100JC．80J D．120JB►考向4平均值法

用铁锤把小铁钉钉入木板，设木板对钉子的阻力与钉进木板的深度成正比，已知铁锤第一次将钉子钉进d，如果铁锤第二次敲钉子时对钉子做的功与第一次相同，那么，第二次钉子进入木板的深度是(

)B►考向5利用W＝Pt计算变力的功当功率恒定时，利用公式W＝Pt计算功，在如图所示的P－t图像中前3s内力做功W＝P1t1＋P2t2＋P3t3＝6J。(多选)图甲是全球最大的回转自升塔式起重机，它的开发标志着中国工程用超大吨位塔机打破长期依赖进口的局面，也意味着中国桥梁及铁路施工装备进一步迈向世界前列。该起重机某次从t＝0时刻由静止开始提升质量为m的物体，其a－t图像如图乙所示，t1～t2时间内起重机的功率为额定功率，不计其他阻力，重力加速度为g，则以下说法正确的是()A．该起重机的额定功率为mat1B．该起重机的额定功率为(mg＋ma0)a0t1C．0～t1时间内和t1～t2时间内牵引力做的功之比为t1∶2(t2－t1)D．0～t1时间内和t1～t2时间内牵引力做的功之比为t1∶2t2BC►考向6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)。

如图所示，一质量为m的质点在半径为R的半球形容器中(容器固定)由静止开始自边缘上的A点滑下，到达最低点B时，它对容器的正压力大小为FN。重力加速度为g，则质点自A滑到B的过程中，摩擦力对其所做的功为(

)A3功率的计算(基础考点·自主探究)计算功率的方法1．平均功率的计算方法2．瞬时功率的计算方法(1)利用公式P＝F·vcosθ，其中v为t时刻的瞬时速度。(2)P＝F·vF，其中vF为物体的速度

v在力F方向上的分速度。(3)P＝Fv·v，其中Fv为物体受的外力F在速度v方向上的分力。【跟踪训练】(从能量守恒的观点计算功率)《天工开物》中记载了古人借助水力使用高转筒车往稻田里引水的场景。引水过程简化如下：两个半径均为R的水轮，以角速度ω匀速转动。水筒在筒车上均匀排布，单位长度上有n个，与水轮间无相对滑动。每个水筒离开水面时装有质量为m的水，其中的60%被输送到高出水面H处灌入稻田。当地的重力加速度为g，则筒车对灌入稻田的水做功的功率为(

)B【跟踪训练】

(平均功率和瞬时功率的计算)如图所示，质量为m＝2kg的木块在倾角θ＝37°的斜面上由静止开始下滑，斜面足够长，木块与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2，则前2s内重力的平均功率和2s末重力的瞬时功率分别为(

)A．48W

24W B．24W

48WC．24W

12W D．12W

24WB(能力考点·深度研析)1．两种启动方式的比较4机车启动问题两种方式以恒定功率启动以恒定加速度启动P－t图和v－t图2.三个重要关系式解决机车启动问题时的四点注意(1)首先弄清是匀加速启动还是恒定功率启动。(2)若是匀加速启动过程，机车功率是不断改变的，但该过程中的最大功率是额定功率，匀加速直线运动阶段的最大速度小于机车所能达到的最大速度，达到额定功率后做加速度减小的加速运动。

【跟踪训练】(对机车输出功率的认识)如图所示，高速公路上汽车定速巡航(即保持汽车的速率不变)通过路面abcd，其中ab段为平直上坡路面，bc段为水平路面，cd段为平直下坡路面。不考虑整个过程中空气阻力和摩擦阻力的大小变化。下列说法正确的是(

)A．在ab段汽车的输出功率逐渐减小B．汽车在ab段的输出功率比bc段的大C．在cd段汽车的输出功率逐渐减小D．汽车在cd段的输出功率比bc段的大B[解析]

汽车做匀速率运动，则在各直线路段受力始终平衡。设上、下坡路面与水平路面夹角分别为θ1、θ2，汽车受到的阻力为f，行驶速率为v。在ab段，根据平衡条件可知，牵引力F1＝mgsinθ1＋f，所以在ab段汽车的输出功率P1＝F1v不变，在bc段牵引力F2＝f<F1，所以汽车的输出功率P2＝F2v<P1，故A错误，B正确；在cd段牵引力F3＝f－mgsinθ2<F2，所以汽车的输出功率P3＝F3v不变，且小于P2，故C、D错误。BD(以恒定加速度起动)质量为M的玩具动力小车在水平面上运动时，牵引力F和受到的阻力f均为恒力，如图所示，小车用一根不可伸长的轻绳拉着质量为m的物体由静止开始运动。当小车拖动物体行驶的位移为S1时，小车达到额定功率，轻绳从物体上脱落。物