第五章 第1讲 功和功率-【创新教程】2024高考物理总复习大一轮教师用书word（新教材，人教版）

[教师专享] 考点内容 三年考题分析 核心素养 2022 2021 2020 功和功率 浙江6月选考13T 广东卷9T 湖南卷，3T 1.物理观念 功和功率、动能、势能及功能关系 2．科学思维 (1)机车启动模型． (2)利用动能定理、机械能守恒定律、功能关系进行科学推理或科学论证. 3．科学态度与责任 利用能量观点解决生产、生活、科技中的问题 动能和动能定理 湖南卷14T 全国甲卷，20T 山东卷，3T Ⅱ卷，25T 重力做功与重力势能 功能关系、机械能守恒定律及其应用 全国乙卷16T 河北卷9T 浙江6月 选考12T 河北卷，6T 广东卷，9T 全国甲卷，24T Ⅰ卷20T 实验七：验证机械能守恒定律 广东卷11T 河北卷11T 浙江卷，17(1)T 第1讲　功和功率 [必备知识·填充] [知识点一]　功　 1．做功两因素 力和物体在力的方向上发生的　位移　. 2．公式：W＝Flcos α (1)α是力与　位移　方向之间的夹角，l是物体对地的位移． (2)该公式只适用于　恒力　做功． 3．功的正负的判断方法 恒力的功 依据力与　位移　方向的夹角来判断 曲线运动中的功 依据力与　速度　方向的夹角α来判断，0°　≤　α＜90°时，力对物体做正功；90°＜α　≤　180°时，力对物体做负功；α＝90°时，力对物体不做功 能量变化时的功 功是能量转化的量度，若有能量转化，则必有力对物体做功．此法常用于判断两个相联系的物体之间的相互作用力做功 [知识点二]　功率　 1．定义：功与完成这些功所用　时间　的比值． 2．物理意义：描述力做功的　快慢　. 3．公式 (1)P＝，P为时间t内的　平均功率　. (2)P＝Fvcos α(α为F与v的夹角)． ①v为平均速度，则P为　平均功率　. ②v为瞬时速度，则P为　瞬时功率　. 4．额定功率与实际功率 (1)额定功率：动力机械长时间　正常工作　时输出的　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． [学情自测·验收] 一、思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”) 1．只要物体受力的同时又有位移发生，则一定有力对物体做功．(　×　) 2．一个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动．(　√　) 3．滑动摩擦力可能做负功，也可能做正功；静摩擦力对物体一定做负功．(　×　) 4．据P＝Fv可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比．(　√　) 5．汽车上坡的时候，司机必须换挡，其目的是减小速度，得到较大的牵引力．(　√　) 6．公式P＝Fv中的F是物体受到的合外力．(　×　) 二、走进教材 1.(人教版必修第二册 P75第1题改编)如图所示，质量为m的雪橇在与竖直方向成α角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向左运动一段距离l.在此过程中，雪撬受到的阻力大小恒为Ff，则(　　) A．拉力对雪橇做功为Flcos α B．支持力对雪橇做功为Flcos α C．阻力对雪橇做功为－Ffl D．重力对雪橇做功为mgl 解析：C　[根据力做功的公式：W＝Flcos θ，其中θ为力与位移的夹角，所以拉力做功为：Wf＝Flsin α，阻力做功为：WF＝－Ffl，故A错误，C正确．支持力和重力的方向与运动方向垂直，所以不做功，故B、D错误．] 2．(人教版必修第二册 P77例题2改编)一列火车总质量m＝500 t，火车发动机的额定功率P＝6×105W，在轨道上行驶时，轨道对火车的阻力Ff是车重的，g取10 m/s2，求： (1)火车在平直轨道上以额定功率匀速行驶时的速度大小； (2)火车在平直轨道上以36 km/h的速度匀速行驶时，发动机的实际功率P′. 解析：(1)火车以额定功率匀速行驶时，牵引力等于阻力，即 F＝Ff＝kmg＝×500×103×10 N＝5×104 N由于P额＝＝＝Fv，则 v＝＝＝12 m/s. (2)当火车以v′＝36 km/h＝10 m/s的速度匀速行驶时，发动机的实际功率P′＝Ffv′＝5×104×10 W＝5×105 W. 答案：(1)12 m/s　(2)5×105 W 3．(人教版必修第二册 P78第7题改编)质量为m的汽车在平直公路上行驶，阻力F保持不变．当它以速度v、加速度a加速前进时，发动机的实际功率正好等于额定功率，从此时开始，发动机始终在额定功率下工作． (1)汽车的加速度和速度如何变化？说出理由． (2)如果公路足够长，汽车最后的速度是多大？ 解析：(1)质量为m的汽车，当发动机的实际功率等于额定功率P额时速度为v，加速度为a，则有－F＝ma，得P额＝(F＋ma)v.此后由于P额和F不变，随着速度增大，