11.功与功率-2023-2024学年高一物理下学期同步培优练（教科版2019必修第二册）

第11讲　功与功率 11.1基础巩固 1.思考判断 (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)由P＝Fv既能求某一时刻的瞬时功率，也可以求平均功率。( ) (5)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。( ) (6)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。( ) 2.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做的功和平均功率的大小关系是(　　) A.W1＝W2，P1＞P2 B.W1＞W2，P1＝P2 C.W1＞W2，P1＞P2 D.W1＝W2，P1＝P2 11.2考点精析 考点一　功的分析和计算 角度　恒力做功的分析和计算 例1 如图1，工人在斜坡上用一绳跨过肩膀把货物从A点缓慢拉到B点，轻绳与斜坡的夹角恒为θ。若工人采用身体前倾的姿势使θ变小且保持恒定，仍把货物从A点缓慢拉到B点，则用身体前倾的姿势拉货物(　　) 图1 A.一定更省力，对货物做的功也一定更少 B.一定更省力，但对货物做的功一定更多 C.不一定更省力，但对货物做的功一定更多 D.不一定更省力，但对货物做的功一定更少 跟踪训练 1.如图2所示，水平路面上有一辆汽车以加速度a向前加速行驶，车厢中有一个质量为m的人正用恒力F向前推车厢，人始终相对于车静止，在车行驶距离L的过程中，下列说法正确的是(　　) 图2 A.人对车做的功为FL B.人对车做的功为maL C.人对车做的功为－maL D.人对车做的功为(F＋ma)L 1.一对作用力与反作用力的功 做功情形 图例 备注 都做正功 (1)一对相互作用力做的总功与参考系无关 (2)一对相互作用力做的总功W＝Fxcos α。x是相对位移，α是F与x间的夹角 (3)一对相互作用力做的总功可正、可负，也可为零 都做负功 一正一负 一为零 一为正 一为负 2.一对平衡力的功 一对平衡力作用在同一个物体上，若物体静止，则两个力都不做功；若物体运动，则这一对力所做的功一定是数值相等，一正一负或均为零。 角度　变力做功的分析和计算 例2 力F对物体所做的功可由公式W＝Fxcos α求得。公式中力F必须是恒力。而实际问题中，有很多情况是变力在对物体做功。如图，对于甲、乙、丙、丁四种情况下求解某个力所做的功，下列说法正确的是(　　) A.甲图中若F大小不变，物块从A到C过程中力F做的为W＝F(lOA－lOC) B.乙图中，全过程中F做的总功为108 J C.丙图中，绳长为R，若空气阻力f大小不变，小球从A运动到B过程中空气阻力做的功W＝πRf D.图丁中，F始终保持水平，无论是F缓慢将小球从P拉到Q，还是F为恒力将小球从P拉到Q，F做的功都是W＝Flsin θ 跟踪训练 2.静止于水平地面上质量为1 kg的物体，在水平拉力F＝4＋2x(式中F为力的大小、x为位移的大小，力F、位移x的单位分别是N、m)作用下，沿水平方向移动了5 m。已知物体与地面间的动摩擦因数为0.2，取重力加速度g＝10 m/s2，则在物体移动5 m的过程中拉力所做的功为(　　) A.35 J B.45 J C.55 J D.65 J 考点二　功率的分析和计算 1.公式P＝和P＝Fv的区别 P＝是功率的定义式，P＝Fv是功率的计算式。 2.平均功率的计算方法 (1)利用＝。 (2)利用＝F cos α，其中为物体运动的平均速度。 3.瞬时功率的计算方法 (1)利用公式P＝Fvcos α，其中v为t时刻的瞬时速度。 (2)P＝FvF，其中vF为物体的速度v在力F方向上的分速度。 (3)P＝Fvv，其中Fv为物体受到的外力F在速度v方向上的分力。 例3 如图3所示，高速公路上汽车定速巡航(即保持汽车的速率不变)沿拱形路面上坡，空气阻力和摩擦阻力的大小不变。此过程中(　　) 图3 A.汽车的牵引力大小不变 B.汽车的牵引力逐渐增大 C.汽车的输出功率保持不变 D.汽车的输出功率逐渐减小 跟踪训练 3.如图4所示为双层立体泊车装置。欲将静止在①号车位的轿车移至④号泊车位，需先通过①号车位下方的移动板托举着轿车耗时10 s竖直抬升2 m至3号位，再耗时15 s水平右移3 m停至④号车位。若轿车质量为2 t，则(　　) 图4 A.水平右移过程移动板对车的摩擦力做正功 B.竖直抬升过程支持力做功大于克服重力做功 C.竖直抬升过程移动板对①号车做功4×103 J D.整个过程移动板对车做功功率为1.6×103 W 考点三　机