(配套教参)高效作业14 功与功率-【精彩三年·高考尖峰】2024高考总复习物理一轮复习基础拓展训练教师用书word+课件PPT（浙江专用）

高效作业14　功与功率 (见学生用书P315) 微考点一　功的正负的判断和计算 1．(多选)分析下列三种情况下各力做功的情况：①如图甲所示，光滑水平面上有一个光滑斜面体b，物块a从斜面顶端由静止开始下滑的过程；②人造地球卫星在椭圆轨道上运行，由图乙中的a点运动到b点的过程；③小车M静止在光滑水平轨道上，球m用细线悬挂在车上，由图丙中的位置无初速度释放，小球下摆的过程。下列说法中正确的是(　CD　) A．物块a下滑过程中斜面体对物块不做功 B．万有引力对卫星做正功 C．细线的拉力对小车做正功 D．细线的拉力对小球做负功 【解析】 物块a下滑过程中，因为支持力FN 与位移之间的夹角大于90°，所以支持力对物块做负功，选项A错误。因为卫星由a点运动到b点的过程中，万有引力的方向和速度方向的夹角大于90°，所以万有引力对卫星做负功，选项B错误。小球下摆过程中，细线的拉力使小车的动能增加了，所以拉力对小车做正功；又因为小车和小球构成的系统的机械能是守恒的，小车的机械能增加，则小球的机械能减少，所以细线的拉力一定对小球做负功，选项C、D正确。 2．2023·温州中学模拟如图所示，小艳同学将手臂与水平面成θ角倾斜地捧着一本硬皮本，又将一个手机盒放在硬皮本上，手臂、硬皮本、手机盒始终保持相对静止。已知手机盒质量为m，在她保持手臂的姿势不变，匀速水平向前运动了距离x的过程中(　D　) A．重力对手机盒做功为mgx B．支持力对手机盒做功为mgx cos θ C．合力对手机盒做功为mgx sin θ D．摩擦力对手机盒做功为－mgx sin θcos θ 【解析】 手机盒在重力的方向上位移为0，则重力做功为0，A错误；支持力为mg cos θ，则支持力做功W＝mg cos θ·x cos (90°－θ)＝mgx cos θsin θ，B错误；手机盒匀速水平向前运动，所受合力为0，合力对手机盒做功为0，C错误；摩擦力为mg sin θ，则摩擦力做功WFf＝mg sin θ·x cos (180°－θ)＝－mgx cos θsin θ，D正确。 微考点二　变力做功 3．如图所示，小球质量为m，悬线长为L，小球在位置A时悬线水平，放手后，小球运动到位置B，悬线竖直。设在小球运动过程中空气阻力Ff的大小不变，重力加速度为g。关于该过程，下列说法正确的是(　D　) A．重力做的功为mgL B．悬线拉力做的功不为0 C．空气阻力Ff做的功为－mgL D．空气阻力Ff做的功为－FfL 【解析】 重力在整个运动过程中始终不变， 小球在重力方向上的位移为A、B两点连线在竖直方向上的投影，即为L，所以重力做的功WG＝mgL，故A错误；如图所示，因为在运动过程中悬线的拉力FT始终与运动方向垂直，故不做功，即WT＝0，故B错误；设空气阻力做的功为Wf，小球到达B点的速率为v，根据动能定理得mgL＋Wf＝mv2，则Wf＝－mgL＋mv2，故C错误；空气阻力所做的总功等于每个小弧段上Ff所做功的代数和，即Wf＝－(FfΔx1＋FfΔx2＋…)＝－FfL，故D正确。 4．如图所示，一个轻质立方体被从水面缓慢压入水中，直至其上表面没入水中。已知立方体的棱长为L，水的密度为ρ，重力加速度为g，不考虑水面高度的变化。该过程中，立方体克服水的浮力所做的功为(　B　) A． B． C．ρgL2 D．ρgL4 【解析】 设浸入的深度为x，则浮力的大小为F＝ρgV＝ρgL2x，可见浮力与浸入水中的位移成正比。如图所示，图线与x轴所围面积代表该力做功的大小，则克服浮力做的功为W＝×L＝L＝，故选B。 5．2023·宁海中学模拟如图所示，某人用力F转动半径为R的磨盘，力F的大小不变，但方向始终与过力F的作用点的转盘的切线一致，则在转动一周的过程中力F做的功为(　B　) A．0 B．2πFR C．FR D．－2πFR 【解析】 在转盘转动一周的过程中，力F的方向时刻变化，但每一瞬时力F总是与该瞬时的速度(切线方向)同向，即F在每瞬时与转盘转过的极小位移Δs1、Δs2、Δs3、…的方向同向，因而在转动一周过程中，力F做的功应等于在各极小位移段所做功的代数和，即W＝FΔs1＋FΔs2＋FΔs3＋FΔs4＋…＝F(Δs1＋Δs2＋Δs3＋Δs4＋…)＝2πFR，故选B。 微考点三　功率的分析与计算 6．2023·衢州二中模拟某喷泉喷出的水柱高度为45 m，喷管的直径为10 cm，水的密度为1×103 kg/m3，重力加速度大小为10 m/s2。假设控制喷水的电动机输出能量全部转化为水的动能，π取3，保留两位有效数字，则控制喷管喷水的电动机的输出功率约为(　D　) A．3.0×104 W B．5.1×104 W C．7.5×104 W D．1.0×105 W 【