2023届高考物理二轮复习学案：第一讲 功和能 第一课时 功和功率

（2023届高三二轮学案）专题二 能量与动量 第一讲 功和能 第一课时 功和功率 功和功率是高考命题的热点，重点考查功和功率的计算，主要涉及的问题有：摩擦力做功问题、变力做功问题、平均功率问题、瞬时功率问题、力与速度方向不共线的功率问题，建议对本考点多加关注。 (一)基本知识要记牢 1．功 (1)恒力的功：W＝Flcos α。 (2)变力的功： ①将变力做功转化为恒力做功； ②应用F­x图像求解； ③应用动能定理求解。 2．功率 (1)平均功率：P＝。 (2)瞬时功率：P＝Fvcosα。 (3)应用：机车启动，P＝Fv。 (二)解题思维运用好 1．求总功W时，可以先求出合力，再求总功(合力应为恒力)；也可采用分段法分别求出各阶段力做的功，总功就等于这些功的代数和；还可以根据动能定理求解。 2．“机车”启动的图像与“机车”受力、“机车”运动相联系的问题难度一般较大，首先要根据题述情境，运用相关物理知识列出相应的方程，将方程联立变化得到与图像符合的函数关系式，然后得出图像斜率、截距的物理意义，才能正确解答相关问题。 典例分析 （考查功的计算） 例1.如图所示，水平路面上有一辆质量为M的汽车，车厢中有一个质量为m的人正用恒力F向前推车厢，在车以加速度a向前加速行驶距离L的过程中，下列说法正确的是(　　) A．人对车的推力F做的功为FL B．人对车做的功为maL C．车对人的作用力大小为ma D．车对人的摩擦力做的功为(F－ma)L （考查平均功率与瞬时功率的分析与计算） 例2.[多选]如图甲所示，一个质量m＝2 kg的物块静止放置在粗糙水平地面O处，物块与水平地面间的动摩擦因数μ＝0.5，在水平拉力F作用下物块由静止开始向右运动，经过一段时间后，物块回到出发点O处，取水平向右为速度的正方向，物块运动过程中其速度v随时间t变化规律如图乙所示，取g＝10 m/s2，下列说法正确的是(　　) A．物块经过4 s时间到出发点 B．4.5 s时水平力F的瞬时功率为24 W C．0～5 s内摩擦力对物块先做负功，后做正功，总功为零 D．0～5 s内物块所受合力的平均功率为1.8 W （考查“机车启动”类问题） 例3.如图甲所示，水平面上一质量为m的物体在水平力F作用下开始加速运动，力F的功率P保持恒定，运动过程中物体所受的阻力f大小不变，物体速度最终达到最大值vmax，此过程中物体速度的倒数与加速度a的关系图像如图乙所示。仅在已知功率P的情况下，根据图像所给信息可知以下说法中正确的是(　 　) A．可求出m、f和vmax B．不能求出m C．不能求出f D．可求出物体加速运动时间 巩固练习 1.一物块放在水平面上，在水平恒力F的作用下从静止开始运动，物块受到的阻力与速度成正比，则关于拉力F的功率随时间变化的规律正确的是(　　) 2.如图所示，竖直平面内放一直角杆MON，杆的水平部分粗糙，杆的竖直部分光滑。杆的两部分各套有质量均为1 kg的小球A和B，A、B球间用一不可伸长的细绳相连。初始A、B均处于静止状态，已知OA＝3 m，OB＝4 m，若A球在水平拉力的作用下向右缓慢地移动1 m，小球A与水平杆间的动摩擦因数μ＝0.2(取g＝10 m/s2)，那么该过程中拉力F做功为(　 　) A．4 J　　　　　　　　 B．6 J C．10 J D．14 J 3.如图甲所示，静止在水平地面上的物块A，受到水平拉力的作用，F与时间t的关系如图乙所示。设物块与地面间的最大静摩擦力fmax的大小等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是( ) A．0~t1时间内物块受到的摩擦力保持不变 B．t3~t4时间内物块受到的摩擦力保持不变 C．t2时刻拉力F的功率一定最大 D．t3时刻拉力F的功率一定最大 4.如图甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2 kg的物体在拉力F作用下由静止开始向上做匀加速运动，其速度随时间的变化关系如图乙所示，由此可知(　　) A．物体加速度大小为2 m/s2 B．F的大小为21 N C．4 s末F的功率为42 W D．4 s内F的平均功率为42 W 5、在检测某种汽车性能的实验中，质量为3×103 kg的汽车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为40 m/s，利用传感器测得此过程中不同时刻该汽车的牵引力F与对应的速度v，并描绘出如图所示的F­图像(图线ABC为汽车由静止到达到最大速度的全过程，AB、BO均为直线)。假设该汽车行驶过程中所受的阻力恒定，根据图线ABC， (1)求该汽车的额定功率； (2)该汽车由静止开始运动，经过35 s达到最大速度40 m/s，求其在BC段的位移大小。 1 学科网（北京）股份有限公司 $