第5章 第1讲 功和功率（Word教参）-【创新方案】2024高考物理一轮复习（老教材 新高考）

第五章|机械能 第一讲　功和功率 纲举目张·主干系统 [微点判断] (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)合力做的功等于各分力做功的代数和。(√) (6)由P＝Fv可知，发动机功率一定时，机车的牵引力与运行速度的大小成反比。(√) (7)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。(√) (8)由公式P＝Fv既可以求某一时刻的瞬时功率，也可以求平均功率。(√) (9)由公式P＝Fv可知，汽车的速度增大时，汽车的发动机功率也一定在增大。(×) 关键知能·逐点清障　 提能点(一)　功的正负判断和恒力做功的计算 [题点自主盘查] 功的正负判断 1．(选自粤教版新教材)用起重机将质量为m的物体匀速吊起一段距离，则作用在物体上的各力做功情况应是下列说法中的哪一种(　 ) A．重力做正功，拉力做负功，合力做功为零 B．重力做负功，拉力做正功，合力做正功 C．重力做负功，拉力做正功，合力做功为零 D．重力不做功，拉力做正功，合力做正功 解析：选C　物体匀速上升，重力做负功，拉力做正功，物体做匀速直线运动，处于平衡状态，所受合力为零，则合力做功为零。故A、B、D错误，C正确。 恒力做功的计算 2．一物体静止在粗糙水平地面上。现用一大小为F1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为v。若将水平拉力的大小改为F2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v。对于上述两个过程，用WF1、WF2分别表示拉力F1、F2所做的功，Wf1、Wf2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则(　 ) A．WF2>4WF1，Wf2>2Wf1 B．WF2>4WF1，Wf2＝2Wf1 C．WF2<4WF1，Wf2＝2Wf1 D．WF2<4WF1，Wf2<2Wf1 解析：选C　物体两次的加速度之比a2∶a1＝∶＝2∶1，位移之比l2∶l1＝t∶t＝2∶1，摩擦力之比f2∶f1＝1∶1，由牛顿第二定律得F－f＝ma，则拉力之比F2∶F1＝(ma2＋f)∶(ma1＋f)<2，做功之比WF2∶WF1＝(F2·l2)∶(F1·l1)<4，Wf2∶Wf1＝(－f2·l2)∶(－f1·l1)＝2∶1，故C正确。 结合图像计算恒力做的功 3．一滑块在水平地面上沿直线滑行，t＝0时其速度为1 m/s，从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力F，力F、滑块的速率v随时间的变化规律分别如图甲和乙所示，设在第1 s内、第2 s内、第3 s内力F对滑块做的功分别为W1、W2、W3，则以下关系正确的是(　 ) A．W1＝W2＝W3 B．W1<W2<W3 C．W1<W3<W2 D．W1＝W2<W3 解析：选B　在第1 s内，滑块的位移大小为x1＝0.5 m，力F做的功为W1＝F1x1＝0.5 J；第2 s内，滑块的位移大小为x2＝0.5 m，力F做的功为W2＝F2x2＝1.5 J；第3 s内，滑块的位移大小为x3＝1 m，力F做的功为W3＝F3x3＝2 J，所以W1<W2<W3，故选B。 [知能自主落实] 1．判断力是否做功及做正、负功的方法 (1)看力F的方向与位移l的方向间的夹角α——常用于恒力做功的情形。 (2)看力F的方向与速度v的方向间的夹角θ——常用于曲线运动的情形。 (3)根据动能的变化：动能定理描述了合外力做功与动能变化的关系，即W合＝ΔEk，当动能增加时合外力做正功，当动能减少时合外力做负功。 2．恒力做功的计算方法 直接用W＝Flcos α计算。 3．合力做功的计算方法 方法一：先求出合力F合，再用W合＝F合lcos α求合力做的功。 方法二：先求出各个力做的功W1、W2、W3……，再应用W合＝W1＋W2＋W3＋……求合力做的功。 提能点(二)　对功率的理解和计算 [题点自主盘查] 对功率的理解 1．水平恒力F两次作用在同一静止物体上，使物体沿力的方向发生相同的位移，第一次是在光滑水平面上，第二次是在粗糙水平面上，两次力F做的功和功率的大小关系是(　 ) A．W1＝W2，P1>P2 B．W1>W2，P1＝P2 C．W1>W2，P1>P2 D．W1＝W2，P1＝P2 解析：选A　根据功的定义，两次水平恒力F做的功相等，即W1＝W2；作用同样大小的力F，第一次的加速度较大，由x＝at2可知，使物体沿力的方向发生相同的位移，第一次需要的时间较短，根据功率的定义，可知第一次的功率较大，即P1>P2，A正确。 瞬时功率的计算 2．高台跳水被认为是世界上最难、最美的运动项目之一。运动员在十米跳台跳水比赛中，触水时重力的功率约为(