第5章 第1节 功和功率(教参)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(新教材新高考)通用版

[教师备选资源] 真题索引 　　　　　　 　2022·广东卷·T9　　2022·河北卷·T9　　2022·山东卷·T16 　　　　　 2021·山东卷·T3　　2021·河北卷·T6　　　2020·山东卷·T11 考情分析 1．本章命题形式多样，单独命题的热点集中在机车启动问题、动能定理、机械能守恒定律、功能关系的简单应用。 2．综合性的考查经常与牛顿运动定律、圆周运动、平抛运动、动量等相结合，也可能出现与电场、电磁感应综合的压轴题，题型以计算题为主。 3．实验题的考查注重实验原理与操作及以拓展创新形式考查实验能力的迁移应用。 课程标准 1．理解功和功率。了解生产生活中常见机械的功率大小及其意义。 2．理解动能和动能定理。能用动能定理解释生产生活中的现象。 3．理解重力势能，知道重力势能的变化与重力做功的关系。定性了解弹性势能。 4．通过实验，验证机械能守恒定律。理解机械能守恒定律，体会守恒观念对认识物理规律的重要性。能用机械能守恒定律分析生产生活中的有关问题。 第1节　功和功率 一、功 1．做功两个因素 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是该物体在力F的作用下发生的位移。 (2)该公式只适用于恒力做功。 3．功的正负的判断方法 夹角 功的正负 0°≤α<90° W>0，力对物体做正功 90°<α≤180° W<0，力对物体做负功，也就是物体克服这个力做了功 α＝90° W＝0，力对物体不做功，也就是力对物体做功为零 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。 一、易错易混辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)只要物体受力的同时又发生了位移，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)作用力做正功时，反作用力一定做负功。 (×) (4)力对物体做功的正负是由力和位移间的夹角大小决定的。 (√) (5)汽车上坡时换成低挡位，其目的是减小速度得到较大的牵引力。 (√) (6)合力的功等于各力功的矢量和。 (×) 二、教材习题衍生 1．(人教版必修第二册改编)如图所示，完全相同的四个木块放于水平地面上，在大小相等的恒力F作用下沿水平地面发生了相同的位移。关于力F做功，下列表述正确的是(　　) 甲　　　　　　　　　乙 丙　　　　　　　　　丁 A．图甲中，因为木块与地面间没有摩擦力，所以力F做的功最少 B．图乙中，力F做的功等于摩擦力对木块做的功 C．图丙中，力F做的功等于木块重力所做的功 D．图丁中，力F做的功最少 D　[由W＝Flcos α可知，F、l相同，0°<α<90°时，α越大，力F做的功越少，D正确。] 2．(粤教版必修第二册改编)图甲为一女士站在台阶式自动扶梯上匀速上楼(忽略扶梯对手的作用)，图乙为一男士站在履带式自动扶梯上匀速上楼，两人相对扶梯均静止。下列关于做功的判断中正确的是(　　) 甲　　　　　　乙 A．图甲中支持力对人做正功 B．图甲中摩擦力对人做负功 C．图乙中支持力对人做正功 D．图乙中摩擦力对人做负功 A　[题图甲中，人匀速上楼，不受摩擦力，摩擦力不做功，支持力向上，与速度方向的夹角为锐角，则支持力做正功，故A正确，B错误；题图乙中，支持力与速度方向垂直，支持力不做功，摩擦力方向与速度方向相同，做正功，故C、D错误。] 3．(人教版必修第二册改编)汽车发动机的额定功率是60 kW，汽车的质量为2×103 kg，在平直路面上行驶，受到的阻力是车重的0.1。若汽车从静止出发，以0.5 m/s2的加速度做匀加速运动，则出发 50 s时，汽车发动机的实际功率为(g取10 m/s2)(　　) A．25 kW B．50 kW C．60 kW D．75 kW C　[汽车受到的阻力f＝0.1 mg＝2 000 N，汽车以0.5 m/s2的加速度做匀加速运动，由牛顿第二定律有F－f＝ma，解得F＝3 000 N，若50 s内车是匀加速运动，则v＝at＝25 m/s，所以50 s末汽车功率P＝Fv＝75 000 W＝75 kW，但汽车发动机的额定功率是60 kW，则50 s内车不是一直匀加速运动，而是先匀加速后变加速，故出发50 s时，汽车发动机的实际功率为60 kW，选项C正确。] 恒力做功的分析与计算