高中物理一轮复习 第6章 第1讲 功 功率学案 新人教版必修2

1、第六章 功和能机械能守恒定律 第一讲 功 功率一功1.概念：一个物体，如果在力的方向上，物理学中就说这个力对物体做了功2. 做功的两个必要因素：和物体在力的方向上发生的3. 公式：，仅适用于_做功，其中是F和l的夹角4. 功是标量但有正负：（1）当090时，01，则力对物体做 ，即外界给物体 能量，力是动力；（2）当时，则力对物体 ，即外界和物体间无能量交换（3）当90o180o时，-10，则力对物体做 ，即物体向外界 能量，力是阻力5.合力的功：各个力分别对物体所做功的 二功率1. 定义：功跟完成这些功所用时间的 ，叫做功率单位： ，符号：2. 物理意义：功率是描述力对物体做功 的物理量.3

2、. 表达式：（1）定义式：P ，（2）计算式：P 4. 额定功率：发动机铭牌上所标注的功率为这部机械的额定功率，它是指机械_时的输出功率.实际功率：机械的功率是实际功率.考点一、求力对物体做功的几种途径1根据公式计算功，此公式只适用于恒力做的功2根据能量转化和守恒定律或动能定理计算功，此种方法不仅适用于恒力的功，也适用于变力的功3根据计算一段时间内做的功，此公式适用于功率恒定的情况图4-1-14根据力（F）位移（s）图像的物理意义计算力对物体所做的功，如图411中阴影部分的面积在数值上等于力所做功的大小5.一对相互作用力做功的特点图412(1)一对作用力和反作用力在同一段时间内，可以都做正功、

3、或者都做负功；或者一个做正功、一个做负功；或者都不做功(2)一对作用力和反作用力在同一段时间内做的总功可能为正、可能为负、也可能为零(3)一对互为作用力和反作用的摩擦力做的总功可能为零（静摩擦力）、可能为负（滑动摩擦力），但不可能为正图412【例1】 质量为的长木板放在光滑的水平面上，一个质量为的滑块以某一速度沿木板表面从A点滑至B点在木板上前进了，而木板前进，如图412所示，若滑块与木板间的动摩擦因数为，求摩擦力对滑块、对木板做的功各为多少?解析：滑块受力情况如图412（甲）所示，摩擦力对滑块做的功为木板受力如图412（乙），摩擦力对木板做的功为答案： 图413【变式训练1】某人利用如图41

4、3所示的装置，用100 N的恒力作用于不计质量的细绳的一端，将物体从水平面上的A点移到B点已知1=300，2=370，=15 m不计滑轮质量及绳与滑轮间的摩擦求绳的拉力对物体所做的功考点二、摩擦力做功的特点1静摩擦力做功的特点：静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可能不做功；在静摩擦力做功的过程中，只有机械能从一个物体转移到另一个物体，而没有机械能转化为其他形式的能量；相互摩擦的系统，一对静摩擦力所做功的代数和总等于零2滑动摩擦力做功的特点：滑动摩擦力可以做正功，也可以对物体做负功，还可以不做功（如相对运动的两物体之一对地面静止则滑动摩擦力对该物不做功）；在相互摩擦的物体系统中，一对相互作用的

5、滑动摩擦力，对物体系统所做总功的多少与路径有关，其值是负值，等于摩擦力与相对位移的积，即，表示物体系统损失机械能克服了摩擦力做功， （摩擦生热）；一对滑动摩擦力做功的过程中能量的转化和转移的情况：一是相互摩擦的物体通过摩擦力做功将部分机械能转移到另一个物体上；二是部分机械能转化为内能，此部分能量就是系统机械能的损失量【例题2】如图4-1-4所示，AB与CD为两个对称斜面，其上部都足够长，下部分分别与一个光滑的圆弧面的两端相切，圆弧圆心角为1200，半径R2.0m,一个物体在离弧底E高度为h3.0m处，以初速度V0=4m/s沿斜面运动，若物体与两斜面的动摩擦因数均为0.02,则物体在两斜面上（不

6、包括圆弧部分）一共能ABCDDORE图4-1-4h走多少路程？（g10m/s2）.解析：由于滑块在斜面上受到摩擦阻力作用，所以物体的机械能将逐渐减少，最后物体在BEC圆弧上作永不停息的往复运动。由于物体只在在BEC圆弧上作永不停息的往复运动之前的运动过程中，重力所做的功为WGmg(hR/2),摩擦力所做的功为Wfmgscos600,由动能定理得：mg(hR/2) mgscos6000 s280m.图4-1-5答案： 280m.【变式训练2】 如图所示，AB为1/4圆弧轨道，半径为R=0.8m，BC是水平轨道，长S=3m，BC处的摩擦系数为=1/15，今有质量m=1kg的物体，自A点从静止起下滑

7、到C点刚好停止。求物体在轨道AB段所受的阻力对物体做的功。考点三、机车的两种启动方式一、对公式的正确理解1当一定时，要增加，必须减小，故汽车爬坡时，司机常换低挡降低速度来增大牵引力2当一定时，增加（如匀加速运动），则也会增加，但这样的过程是有限度的，当增大到额定功率，就不能再增加了3当一定时，越大就越大如功率越大的起重机可吊起的重物的质量越大二、机车的两种启动方式1以恒定功率启动图416机车以恒定的功率启动后，若运动过程中所受阻力不变，由于牵引力，随增大，减小根据牛顿第二定律，当速度增大时，加速度减小，其运动情况是做加速度减小的加速运动直至时，减小至零，此后速度不再增大，速度达到最大值而做匀速

8、运动，做匀速直线运动的速度是，下面是这个动态过程变化的简单因果关系时，达最大值 保持匀速运动这一过程的t关系如图416所示2车以恒定的加速度启动由知，当加速度不变时，发动机牵引力恒定，再由知，一定，发动机实际输出功率随的增大而增大，但当增大到额定功率以后不再增大，此后，发动机保持额定功率不变，继续增大，牵引力减小，直至时，车速达到最大值，此后匀速运动在增至之前，车做匀加速运动，其持续时间为（这个是匀加速运动结束时的瞬时速度，也即是车的功率增至时的瞬时速度，它必定小于计算时，先利用算出，再利用求出，最后根据求t0）在增至之后，为加速度减小的变加速运动，直至达到vm下面是这个动态变化过程的简单因果

9、关系图417，且一定一定，时，继续增大，减小，减小时，速度达到最大值，此后做匀速直线运动这一过程的t关系可由图417所示【例题3】 电动机通过一绳吊起一质量为8 kg的物体，绳的拉力不能超过120 N，电动机的最大功率不能超过1200 W，要将此物体由静止起用最快的方式吊高90 m（已知此物体在被吊高接近90 m时已开始以最大速度匀速上升）所需时间为多少?解析：本题可以分为两个过程来处理：第一个过程是以绳所能承受的最大拉力拉物体，使物体匀加速上升，第一个过程结束时，电动机功率刚达到电动机的最大功率，第二个过程是电动机一直以最大功率拉物体，拉力逐渐减小，物体变加速上升，当拉力减小至等于重力时，物

10、体开始匀速上升在匀加速运动过程中，加速度匀加速运动的末速度m/s=10 m/s 匀加速上升时间匀加速上升高度在功率恒定的上升过程中，最后匀速运动的速度此过程外力对物体做的总功,其中为第二阶段经历的时间，为第二阶段上升的高度，由动能定理得代入数据解得所需总时间最少应为答案：775s【变式训练3】 汽车发动机的功率为60kW，汽车的质量为4t，当它行驶在坡度为002（sin002）的长直公路上时，所受摩擦阻力为车重的01倍（g取10ms2），如图418所示，求：图418（1）汽车所能达到的最大速度vm；（2）若汽车从静止开始以06 ms2的加速度做匀加速直线运动，则此过程能维持多长时间?（3）当汽

11、车匀加速行驶的速度达到最大值时，汽车做功多少?考 能 训 练A 基础达标1.关于功的下列几种说法中，正确的是（ ）A.人托着一个物体沿水平方向匀速前进，人没有对物体做功B.人托着一个物体沿水平方向加速前进，人对物体做了功C.力和位移都是矢量，功也一定是矢量D.因为功有正功和负功的区别，所以功是矢量2用力将重物竖直提起，先是从静止开始匀加速上升，紧接着匀速上升，如果前后两过程的时间相同，不计空气阻力，则（ ）A. 加速过程中拉力的功一定比匀速过程中拉力的功大 B.两过程中拉力的功一样大C.匀速过程中拉力的功一定比加速过程中拉力的功大 D. 上述三种情况都有可能3关于功率的概念，下列说法中正确的是

12、（ ）A.力对物体做功越多，它的功率就越大 B.做功时间越短，它的功率就越大C.做功越快，它的功率就越大 D.额定功率越大的机械，做功越多4质量为m的木块在水平恒力F作用下从静止开始沿光滑的水平面运动t s，则在t s末F的功率是（ ）A.Ft2/2mB.F2t2/2mC.F2t/mD.F2t2/m5关于功率的概念，以下说法正确的是（ ）A功率大说明物体做功多 B功率小说明物体做功慢 C机器做功越多，其功率越大 D机器做功越快，其功率越大6关于汽车发动机的功率，下列说法正确的是（ ）A只要知道W和t，就可以由公式P计算t时刻的功率B当汽车牵引力一定时，汽车的速度越大，由PFv知，汽车的功率就越

13、大，故提高汽车的速度就能提高汽车的额定功率C当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比图4-1-9D要提高汽车行驶的最大速度，一定要提高发动机的额定功率7如图4-1-9所示，A、B叠放在一起，A用绳系在固定的墙上，用力F将B拉着右移，用T、fAB、fBA分别表示绳子中的拉力、A对B的摩擦力和B对A的摩擦力，则下列说法中正确的是（ ）A. F做正功，fAB做负功，fBA做正功，T不做功B. F做正功，fAB做正功，fBA做负功，T做负功C. F做正功，fAB做负功，fBA不做功，T不做功D. F做正功，其他力都不做功8从空中以40m/s的初速度平抛一重为10N的物体，物体在空中运动3s落地不计空

14、气阻力，g取10m/s2，求：（1）物体落地时重力的瞬时功率；（2）物体下落过程中重力的平均功率9一辆汽车的质量为1000kg当汽油全部用完时，距加油站还有125m的距离，不得不用人力将汽车沿直线推到加油站去加油如果两个推车人的推力均为980N，把车子推到加油站，两人对汽车所做的功总共是多少？额定车速18km/h额定功率P W百公里耗电1度（36106J）整车质量40kg载重80kg爬坡能力5o电池36V/12Ah充电时间68h续行里程 km10下表是一辆电动自行车的部分技术指标，其中额定车速是指自行车满载的情况下在平直道路上以额定功率行驶的速度，假设行驶过程中电能转化为机械能的效率为100，

15、请参考表中数据，完成下列问题：（g取10ms2，sin 4o007）（1）将你计算的“额定功率”和“续行里程”填入上表中（无须写出计算过程）；（2）在行驶过程中电动自行车受到的阻力是车重（包括载重）的k倍，试推算k的大小；（3）电动自行车在坡度为4的坡上匀速爬坡时，车速约为多少?B 能力提升图411011.一个25kg的小孩从高度为3.0m的滑梯顶端由静止滑下，滑到底端时的速度为2.0ms。取g10ms2，关于力对小孩做的功，以下结果正确的是 A合外力做功50JB阻力做功500J C重力做功500JD支持力做功50J12.如图4110所示，一物体分别沿AO、BO轨道由静止滑到底端，物体与轨道间

16、的动摩擦因数相同，物体克服摩擦力做功分别为W1和W2，则（ ）AW1W2 BW1W2 CW1W2 D无法比较13.如图4-1-11所示，线拴小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，圆的半径是1m，球的质量是0.1kg，线速度v=1m/s，小球由A点运动到B点恰好是半个圆周。那么在这段运动中线的拉力做的功是（ ）图4-1-11A0 B0.1J C0.314J D无法确定14.下面列举的哪几种情况下所做的功是零（ ）A卫星做匀速圆周运动，地球引力对卫星做的功B平抛运动中，重力对物体做的功C举重运动员，扛着杠铃在头上的上方停留10s，运动员对杠铃做的功D木块在粗糙水平面上滑动，支持力对木块做的功图4-1-

17、1216.如图所示，均匀长直木板长L=40cm，放在水平桌面上，它的右端与桌边相齐，木板质量m=2kg，与桌面间的摩擦因数=0.2，今用水平推力F将其推下桌子，则水平推力至少做功为（ ）（g取10/s2）A0.8J B1.6J C8J D4J17.车在平直公路上从静止开始加速行驶，经时间t前进距离s，速度达到最大值vm。设此过程中发动机功率恒为P，卡车所受阻力为f，则这段时间内，发动机所做的功为（ ）APt Bfs CPt=fs Dfvmt18.质量为m、额定功率为P的汽车在平直公路上行驶。若汽车行驶时所受阻力大小不变，并以额定功率行驶，汽车最大速度为v1，当汽车以速率v2（v2v1）行驶时，它的加速度是多少？19.质量是2000kg、额定功率为80kW的汽车，在平直公路上行驶中的最大速度为20m/s。若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2m/s2，运动中的阻力不变。求：汽车所受阻力的大小。3s末汽车的瞬时功率。汽车做匀加速运动的时间。汽车在匀加速运动中牵引力所做的功。变力做功的求解方法对于变力做功一般不能依定义式W=Fscos直接求解，但可依物理规律通过技巧的转化间接求解.1.平均力法：如果参与做功的变力，