21 第5章 第1讲 功和功率（word教参）-2023高考物理【金版新学案】大一轮复习讲义·高三总复习（新高考 广东版）

第五章　机械能守恒定律　 命题探究 试题情境 1．命题分析：高考对本专题的考查形式多样、内容丰富、考法灵活。题型有选择题、实验题、计算题等，试题综合性强，对能力要求较高。 2．趋势分析：往往与动力学、运动学以及电磁学等主干知识相结合，并密切联系实际，难度较大，突出体现高考的选择性特征。 1．生活实践类：机车启动、各种交通工具、各种体育比赛项目、各种生产工具、各种娱乐项目和传送带等。 2．学习探索类：功的正负判断和大小计算、变力做功的计算、功率的分析与计算、动能定理的应用，机械能守恒的理解与应用、功能关系的理解和应用、能量守恒及转化问题。 第1讲　功和功率 一、功 1．两个必要因素：力和物体在力的方向上发生的位移。 2．公式：W＝Flcos_α，其中F是恒力，l是物体的位移，α是力的方向和位移方向的夹角。 3．功的正负：功是标量，没有方向，但有正负。根据W＝Flcos α可知： (1)当0°≤α<90°时，力对物体做正功，力是动力，物体获得能量。 (2)当90°<α≤180°时，力对物体做负功，力是阻力，物体失去能量。 (3)当α＝90°时，力对物体不做功。 二、功率 1．物理意义：描述做功的快慢。 2．定义：功与完成这些功所用时间之比。 3．平均功率与瞬时功率 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 P＝Fcos α F是恒力，是平均速度，α为F与v的夹角 瞬时功率 物体在某一时刻或某一位置时做功的快慢 P＝Fvcos α F是恒力，v为某一时刻或某一位置的速度，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最大功率。 (2)实际功率：动力机械实际工作时输出的功率，要求小于或等于额定功率。 一辆货车在平直的公路上行驶，车上装有一个箱子，用绳子固定到车厢前端，如图所示，则： (1)若汽车和箱子一起加速运动，且绳子绷紧，绳子对箱子的拉力做正功。(　　) (2)若没有绳子，汽车和箱子一起加速运动。则汽车对箱子的静摩擦力做正功；箱子对汽车的静摩擦力做负功。(　　) (3)若汽车和箱子一起减速运动，则汽车对箱子的静摩擦力做负功；箱子对汽车的静摩擦力做负功。(　　) (4)设汽车牵引力为F，行驶速度为v，则发动机的瞬时功率为P＝Fv。(　　) (5)由P＝Fv可知，在汽车功率一定的情况下，要获得较大的牵引力，必须降低车速。(　　) 答案：　(1)√　(2)√　(3)×　(4)√　(5)√ 考点一　功的正负判断和大小计算 角度1　功的正负判断 (2021·广东省东莞市高三模拟)如图所示，用电梯将两箱相同的货物从一楼运送到二楼，其中图甲是用扶梯台式电梯运送，图乙是用履带式自动电梯运送，假设两种情况下电梯都是匀速地运送货物，下列说法正确的是(　　) A．两种情况下电梯对货物的支持力都对货物做正功 B．图乙中电梯对货物的支持力对货物做正功 C．图甲中电梯对货物的支持力对货物不做功 D．图乙中电梯对货物的支持力对货物不做功 D　[在题图甲中，货物随电梯匀速上升时，货物受到的支持力竖直向上，与货物位移方向的夹角小于90°，故此种情况下支持力对货物做正功，选项C错误；题图乙中，货物受到的支持力与电梯接触面垂直，此时货物受到的支持力与货物位移方向垂直，故此种情况下支持力对货物不做功，故选项A、B错误，D正确。] 角度2　恒力做功的计算 (1)恒力做功的计算方法 恒力做功的计算要严格按照公式W＝Flcos α进行。应先对物体进行受力分析和运动分析，确定力、位移及力与位移之间的夹角，用W＝Flcos α直接求解或利用动能定理求解。 (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lcos α求功。 方法二：先求各个力做的功W1、W2、W3…再利用W合＝W1＋W2＋W3＋…求合力做的功。 (多选)如图所示，一个质量为m＝2．0 kg的物体放在倾角为α＝37°的固定斜面上，现用F＝30 N、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10 m/s2，sin 37°＝0．60，cos 37°＝0．80。物体运动2 s后，关于各力做功情况，下列说法中正确的是(　　) A．重力做功为－120 J B．摩擦力做功为－80 J C．拉力做功为100 J D．物体所受的合力做功为100 J ABD　[物体在斜面上运动时受到重力、拉力、摩擦力和支持力作用，根据牛顿第二定律有a＝得a＝＝5．0 m/s2，由x＝at2得，物体在2 s内的位移为x＝×5×22 m＝10．0 m，重力做功WG＝－mg·xsin 37°＝－2×10×10×0．6 J＝－120 J，A正确；拉