2021届高考物理二轮复习课件：第五章 第1讲 功 和 功 率

第五章　机械能及其守恒定律 第1讲　功 和 功 率 【知识梳理自查】 一、功 1.要素:力和物体在_________上发生的位移。 2.公式:W=________,其中F是恒力,l是物体的位移,α是力的方向和_____方向 的夹角。 力的方向 Flcosα 位移 【情景转换】 甲、乙、丙、丁四个图中,力F分别做了多少功?请用图中所给的字母表示。 提示:甲图:W=Flcosα;乙图:W=Flcos(π-α) 丙图:W=Flcosα;丁图:W=Flcos(π-α) 3.单位:焦耳(J)。 4.功的正负 功是标量,没有方向,但有正负,功的正、负不表示方向,也不表示多少。正功 和负功只表示力对物体的两种不同的作用效果。根据W=Flcosα可知: (1)当0°≤α<90°时,力对物体做_____, 力是动力,物体获得能量。 (2)当90°<α≤180°时,力对物体做_____,力是阻力,物体失去能量。 (3)当α=90°时,力对物体___做功。 正功 负功 不 【情景转换】 质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上,现在使斜面向右匀速移动距离l,物体相对于斜面静止。物体所受的重力mg、支持力N和摩擦力f分别做正功还是负功? 提示:重力不做功、支持力做正功、摩擦力做负功。 二、功率 1.物理意义:描述做功的_____。 2.定义:功与完成这些功所用时间的比值。 快慢 项目 定义 公式 备注 平均 功率 在一段时间内或某一过程中做功的快慢 P= _____ 普遍适用 cosα F是恒力, 是平均速 度,α为F与v的夹角 时刻 位置 时刻 位置 项目 定义 公式 备注 瞬时功率 物体在某一_____或某 一_____时做功的快慢 P=Fvcosα F是恒力,v为某一_____ 或某一_____的速度,α 为F与v的夹角 4.额定功率与实际功率 (1)额定功率:动力机械可以长时间正常工作的_____功率。 (2)实际功率:动力机械实际工作时输出的功率,要求_____或等于额定功率。实际功率如果大于额定功率容易将机器损坏。 最大 小于 【小题速诊速纠】 1.判一判 (1)凡是受力作用的物体,一定有力对物体做功。 (　　) (2)只要物体受力,又在力的方向上发生了位移,就一定有力对物体做功。 (　　) (3)作用力做正功时,反作用力一定做负功。 (　　) (4)力对物体做功的正负是由力和位移间的夹角大小决定的。 (　　) (5)物体做功越多,其功率越大。 (　　) (6)在越野比赛中,汽车爬坡时,常常换用低速挡。 (　　) 提示:(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×　(6)√ 2.练一练 (1)设一个恒力拉着一个物体沿斜面向上运动一段距离,拉力的功为W1,同样大小的力拉着物体沿斜面向下运动同样的距离,拉力的功为W2,已知拉力与物体运动方向相同。比较W1和W2的大小 (　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.W1>W2 B.W1=W2 C.W1<W2 D.以上都不正确 【解析】选B。由恒力做功的公式W=Fscosθ知,F相等,位移相等,拉力方向与运动方向相同,则W相等,即W1=W2,选项A、C、D错误,B正确。 (2)从空中以40 m/s的初速度水平抛出一重为10 N的物体。物体在空中运动 3 s落地,不计空气阻力,g取10 m/s2,则物体落地前瞬间,重力的瞬时功率为 (　　) A.300 W B.400 W C.500 W D.700 W 【解析】选A。重物在竖直方向的分速度为vy=gt=30 m/s,重力的功率 P=mgvy=300 W,选项A正确,B、C、D错误。 考点1　功的大小计算(c) 【要点融会贯通】 1.恒力做功: (1)直接用W=Flcosα计算。不论物体做直线运动还是曲线运动,此式均适用。 (2)公式W=Flcosα中位移“l”的意义。 ①力对平动的物体(可看作质点)做功,“l”为物体上每一点的位移(即受力质 点对地的位移); ②若受力物体发生转动或形变,则“l”应取作用点的位移; ③“l”的取值一般以大地为参考系。 关键能力·层级突破 2.变力做功: (1)用动能定理: (2)当变力的功率P一定时,可用W=Pt求功,如机车恒功率启动时。 (3)将变力做功转化为恒力做功:当力的大小不变,而方向始终与运动方向相同或相反时,这类力的功等于力和路程(不是位移)的乘积。如滑动摩擦力做功、空气阻力做功等。 3.合外力做的功: 方法一:先求合外力F合,再用W合=F合lcosα求功。适用于F合为恒力的过程。 方法二:先求各个力做的功W1、W2、W3…,再应用W合=W1+W2+W3+…求合外力做的功。 【典例考题研析】 【典例1】(2020·宁波模拟)每年春节前浙江农村都有打