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

第五章 | 机械能

 

 

第1讲　功和功率

一、功

1．定义：一个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生了一段位移，就说这个力对物体做了功。

2．做功的两个要素

(1)作用在物体上的力。

(2)物体在力的方向上发生的位移。

 

 

 

 

3．公式：W＝Flcos α。

(1)如图所示，α是力与位移方向之间的夹角，l为力的作用点的位移。

(2)该公式只适用于恒力做功。

4．功的正负

(1)当0°≤α＜90°时，W＞0，力对物体做正功。

(2)当α＝90°时，W＝0，力对物体不做功。

(3)当90°＜α≤180°时，W＜0，力对物体做负功，或者说物体克服这个力做了功。

二、功率

1．定义：功与完成这些功所用时间之比。

2．物理意义：描述力对物体做功的快慢。

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。

 

情境创设　

质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，现在使斜面向右匀速移动距离l，物体相对于斜面静止。

 

微点判断　

(1)重力对物体做正功。(×)

(2)支持力对物体做正功。(√)

(3)摩擦力对物体不做功。(×)

(4)合力对物体做功为零。(√)

(5)支持力和摩擦力做功的代数和为正。(×)

 

 

 

 

情境创设

如图所示，“复兴号”高速列车正在平直轨道上匀速运行。

微点判断　

(6)“复兴号”高速列车运行的牵引力大小等于其阻力大小。(√)

(7)“复兴号”高速列车运行的速度越大，其实际功率越大。(√)

(8)若“复兴号”高速列车以恒定功率出站时，其加速度是不变的。(×)

(9)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。(√)

(10)由公式P＝Fv只可以求平均功率，不可以求瞬时功率。(×)

 

(一) 功的正负判断和恒力做功的计算(固基点)

 [题点全练通]

1．[功的正负判断]

(多选)如图所示，在皮带传送装置中，皮带把物体P匀速带至高处，在此过程中，下述说法正确的是(　 )

A．摩擦力对物体做正功

B．摩擦力对物体做负功

C．支持力对物体不做功

D．合力对物体做功为零

解析：选ACD　取物体为研究对象，受力分析如图所示，受重力mg、沿皮带向上的静摩擦力Ff和垂直于皮带的支持力FN，由于Ff方向与运动方向一致，做正功，A正确，B错误；FN方向与运动方向垂直，不做功，C正确；由于匀速运动，合力为0，D正确。

2．[合力做功的计算]一物体放在水平面上，它的俯视图如图所示，两个相互垂直的力F1和F2同时作用在物体上，使物体沿图中v0的方向做直线运动。经过一段位移的过程中，力F1和F2对物体所做的功分别为3 J和4 J，则两个力的合力对物体所做的功为(　 )

A．3 J        B．4 J         C．5 J      D．7 J

解析：选D　当多个力对物体做功时，多个力的总功大小等于各个力对物体做功的代数和，故W合＝WF1＋WF2＝7 J，D正确。

3．[恒力做功大小的分析与计算]

两个相同物块P、Q分别在大小相等、方向如图所示的恒力F1和F2作用下沿水平面向右运动，物块与水平面间的动摩擦因数相同。在它们前进相同距离的过程中，F1和F2做功分别为W1和W2，P、Q两物块克服摩擦力所做的功分别为Wf1和Wf2，则有(　 )

A．W1＞W2，Wf1＞Wf2

B．W1＝W2，Wf1＞Wf2

C．W1＞W2，Wf1＝Wf2