第五章 第1课时 功与功率（Word教参）-【优化指导】2024高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（多选版 新教材 新高考）

第五章　机械能守恒定律 考情分析 自主命题卷 全国卷 2022·湖北卷·T5，机械能守恒定律的应用 2022·浙江1月选考·T20，动能定理的应用 2022·浙江6月选考·T13，机车启动问题、动能定理的应用 2022·广东卷·T9，功能关系 2021·山东卷·T3，功和功率 2021·湖南卷·T3，机车启动问题 2021·河北卷·T6，动能定理的应用 2021·浙江1月选考·T11，功和功率 2021·北京卷·T8，功和功率 2020·山东卷·T11，动能定理的应用 2020·江苏卷·T4，动能定理的应用 2022·全国甲卷·T14，动能定理的应用 2022·全国乙卷·T16，机械能守恒定律的应用 2021·全国甲卷·T20，动能定理及其应用 2021·全国乙卷·T19，动能定理及其应用 2020·全国Ⅰ卷·T20，功能关系、机械能守恒定律 2020·全国Ⅰ卷·T25，动能定理在多过程问题中的应用 2019·全国Ⅰ卷·T24，动能定理 2022·湖北卷·T12，实验：验证机械能守恒定律 2022·河北卷·T11，实验：验证机械能守恒定律 2022·广东卷·T11，实验：验证机械能守恒定律 2021·浙江6月选考·T17，实验：验证机械能守恒定律 2016·全国Ⅰ卷·T22，实验：验证机械能守恒定律 试题情境 生活实践类 体育运动中功和功率的问题，风力发电的功率计算，蹦极、过山车等运动中的能量问题，汽车启动问题，生活、生产中能量守恒定律的应用 学习探究类 变力做功的计算，机车启动问题，单物体机械能守恒，用绳、杆连接的系统机械能守恒问题，含弹簧系统的机械能守恒问题，传送带、板块模型的能量问题 第❶课时　功与功率 一、功 1．定义：力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积。 2．公式：W＝Fl cos α。 3．功的正负 (1)0°≤α＜90°，力对物体做正功。 (2)α＝90°，力对物体不做功。 (3)90°＜α≤180°，力对物体做负功，也就是物体克服这个力做了功。 功的正、负不表示方向，也不表示大小；某力对物体做负功与“物体克服某力做功(取绝对值)”意义等同。 二、功率 1．物理意义：表示力对物体做功的快慢。 2．公式 (1)定义式：P＝，P为时间t内的平均功率。 (2)推导式：P＝Fv cos 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。 3．额定功率：动力机械正常工作时输出的最大功率。 4．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)若箱子随汽车一起加速运动，且绳子绷紧，则绳子对汽车的拉力做正功。(　　×　　) (2)若没有绳子，汽车和箱子一起加速运动，则箱子对汽车的静摩擦力做负功。(　　√　　) (3)汽车牵引力为F、速度为v时，发动机的平均功率P＝Fv。(　　×　　) (4)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。(　　√　　) 若一个普通中学生(体重约为50 kg)在30秒内完成12次引体向上，则克服重力做功的平均功率最接近于(重力加速度g取10 m/s2)(　　) A．1 W　　　　　　 B．10 W C．100 W D．1 000 W C　解析：学生体重约为50 kg，每次引体向上上升高度约为0.5 m，引体向上一次克服重力做功为W＝mgh＝50×10×0.5 J＝250 J，全过程克服重力做功的平均功率为＝＝＝100 W，C正确。 考点一 功的分析和计算 突破 求解恒力做功的方法 1.分析、计算恒力做功的思路 2．计算总功的方法 方法一：先求合力F合，再用W总＝F合l cos 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、…，再求总功W总＝W1＋W2＋W3＋…，注意代入“＋”“－”再求和。 【典例1】(多选)(2022·广东卷)如图所示，载有防疫物资的无人驾驶小车，在水平MN段以恒定功率200 W、速度5 m/s匀速行驶，在斜坡PQ段以恒定功率570 W、速度2 m/s匀速行驶。已知小车总质量为50 kg，MN＝PQ＝20 m，PQ段的倾角为30°，重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力。下列说法正确的有(　　) A．从M到N，小车牵引力大小为40 N B．从M到N，小车克服摩擦力做功800 J C．从P到Q，小车重力势能增加1×104 J D．从P到Q，小车克服摩擦力做功700 J ABD　解析：小车从M到N有P1＝Fv1＝200 W，解得F＝40 N，A正确；小车从M到N匀速行驶，小车所受摩擦力大小为