专题05 功率和功能关系-【鼎力同步】2022-2023年高一物理下学期期中期末模型方法大单元综合专练（人教版2019）

高一物理下学期期中期末模型方法大单元综合专练 专题05 功率和功能关系方法模型 特训专题 特训内容 专题1 功的计算（1T—4T） 专题2 功率与机车启动问题（5T—8T） 专题3 动能定理在多过程问题中的应用（9T—12T） 专题4 四类模型的机械能守恒问题（13T—16T） 专题5 功能关系中的传送带和板块模型（17T—20T） 专题6 功能关系中的图像问题（21T—24T） 【典例专练】 1、 功的计算 1．质量为的小球，用长为的轻绳悬挂于点，小球在水平恒力作用下，从最低点转过角，如图所示，重力加速度为，则在此过程中（　　） A．小球受到的合力做功为 B．拉力对小球做功为 C．重力做功为 D．绳中拉力对小球做正功 2．将三个木板1、2、3固定在墙角，木板与墙壁和地面构成了三个不同的三角形，如图所示，其中1与2底边相同，2和3高度相同。现将一个可以视为质点的物块分别从三个木板的顶端由静止释放，并沿木板斜面下滑到底端，物块与木板之间的动摩擦因数均相同。在这三个过程中，下列说法正确的是（　　） A．沿着1和2下滑到底端时，物块的速率不同，沿着2和3下滑到底端时，物块的速率相同 B．沿着1下滑到底端时，物块的速度最大 C．物块沿着3下滑到底端的过程中，克服摩擦力做的功最多 D．物块沿着1和2下滑到底端的过程中，克服摩擦力做的功一样多 3．力F对物体所做的功可由公式求得。但用这个公式求功是有条件的，即力F必须是恒力。而实际问题中，有很多情况是变力在对物体做功。那么，用这个公式不能直接求变力的功，我们就需要通过其他的一些方法来求解力F所做的功。如图，对于甲、乙、丙、丁四种情况下求解某个力所做的功，下列说法正确的是（　　） A．甲图中若F大小不变，物块从A到C过程中力F做的为 B．乙图中，全过程中F做的总功为 C．丙图中，绳长为R，若空气阻力f大小不变，小球从A运动到B过程中空气阻力做的功 D．图丁中，F始终保持水平，无论是F缓慢将小球从P拉到Q，还是F为恒力将小球从P拉到Q，F做的功都是 4．中国高铁是中国走向世界的一张亮丽名片。如图所示，一列质量为m的高速列车，初速度为，以恒定功率P在平直轨道上运动，经时间t达到该功率下的最大速度。设列车行驶过程所受到的阻力f保持不变，则在时间t内（　　） A．该列车做匀加速直线运动 B．该列车牵引力做的功为Pt C．克服阻力做的功为 D．合力做的功为 【模型方法总结】 1．恒力功的计算方法 2．总功的计算方法 方法一：先求合力F合，再用W总＝F合lcos α求功，此法要求F合为恒力。 方法二：先求各个力做的功W1、W2、W3、…，再应用W总＝W1＋W2＋W3＋…求总功，注意代入“＋”“－”再求和。 3．变力功的计算方法 （1）利用微元法求变力做功 将物体的位移分割成许多小段，因每一小段很小，每一小段上作用在物体上的力可以视为恒力，这样就将变力做功转化为在无数多个位移上的恒力所做功的代数和。此法常用于求解大小不变、方向改变的变力做功问题。 （2）化变力为恒力求变力做功 有些变力做功问题通过转换研究对象，可转化为恒力做功，用W＝Flcos α求解。此法常用于轻绳通过定滑轮拉物体做功的问题中。 （3）利用平均力求变力做功 当物体受到的力方向不变，而大小随位移均匀变化时，则可以认为物体受到一大小为＝的恒力作用，F1、F2分别为物体在初、末位置所受到的力，然后用公式W＝lcos α求此变力所做的功。 （4）利用F-x图像求变力做功 在F ­x图像中，图线与x轴所围“面积”的代数和就表示力F在这段位移内所做的功，且位于x轴上方的“面积”为正功，位于x轴下方的“面积”为负功，但此方法只适用于便于求图线所围面积的情况(如三角形、矩形、圆等规则的几何图形)。 （5）利用动能定理求变力做功 利用公式W＝Flcos α不容易直接求功时，尤其对于曲线运动或变力做功问题，可考虑由动能的变化来间接求功，所以动能定理是求变力做功的首选。 （6）若变力的功率恒定，可用用W=Pt计算功。 2、 功率与机车启动问题 5．如图所示，小球甲从A点水平抛出，同时将小球乙从B点自由释放，两小球先后经过C点时速度大小相等，方向夹角为30°，已知B、C高度差为h，两小球质量相等，不计空气阻力，由以上条件可知（　　） A．小球甲做平抛运动的初速度大小为 B．甲、乙两小球到达C点所用时间之比为1：2 C．A、B两点高度差为 D．两小球在C点时重力的瞬时功率不相等 6．如图甲所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙、丙所示。取，则（　　） A．第1s内推力做的功为1J B．第2s内摩擦力做的功为2J C．第1.5s时推力F的功率为6W D．第2s内推力F