第28讲 功和功率2026年高考物理一轮复习精讲课件

第六单元： 机械能守恒定律 高中物理一轮复习系列课件 制作：陈庆威 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 目录 CONTENT 6.1 功和功率 6.2 动能定理及其应用 6.3 机械能守恒定律及应用 6.4 功能关系与能量守恒 6.5 实验7:验证机械能守恒 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 高中物理一轮复习系列课件 制作：陈庆威 第28讲（6.1 ）: 功和功率 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 考点 CONTENT 功 功率 机车启动 求变力做功的方法 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 功 考点一 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 功与功的计算 01. 1.做功的两个要素 (1)作用在物体上的　　. (2)物体在　　　　　上发生位移. 2.公式W＝Flcos α (1)α是力与　　　方向之间的夹角，l为物体的位移. (2)该公式只适用于　　　做功. 力 力的方向 位移 恒力 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 功的正负 02. 1.当0°≤α＜90°时，W＞0，力对物体做正功。 2.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。 3.当α＝90°时，W＝0，力对物体不做功。 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 功的计算 03. 1.恒力做的功：直接用W＝Flcos α计算. 2.合外力做的功 方法一：先求合外力F合，再用W合＝F合lcos α求功. 方法二：先求各个力做的功W1、W2、W3…，再应用W合＝W1＋W2＋W3＋…求合外力做的功. 方法三：利用动能定理W合＝Ek2－Ek1. 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 例题精选 04. 例题1 【参考答案】D （2023·北京·高考）如图所示，一物体在力F作用下沿水平桌面做匀加速直线运动。已知物体质量为m，加速度大小为a，物体和桌面之间的动摩擦因数为，重力加速度为g，在物体移动距离为x的过程中 A．摩擦力做功大小与F方向无关 B．合力做功大小与F方向有关 C．F为水平方向时，F做功为 D．F做功的最小值为 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 例题解析 05. 解析 A．设力F与水平方向的夹角为θ，则摩擦力为 摩擦力的功即摩擦力的功与F的方向有关，选项A错误；B．合力功可知合力功与力F方向无关，选项B错误；C．当力F水平时，则 力F做功为，选项C错误； D．因合外力功为max大小一定，而合外力的功等于力F与摩擦力f做功的代数和，而当时，摩擦力f=0，则此时摩擦力做功为零，此时力F做功最小，最小值为max，选项D正确。故选D。 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 例题精选 06. 例题2 【参考答案】D 如图所示，一物块相对木板向右从板上A点滑至板上B点，木板上A、B两点间距离为5米，同时木板在地面上向左滑行3米，图甲为滑行前，图乙为滑行后，在此过程中物块受到木板对它的滑动摩擦力大小为20N，则物块所受的摩擦力做功为（　　） A．﹣160J B．﹣100J C．100J D．﹣40J 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 例题解析 07. 解析 物块所受的摩擦力做的功为 ， 故选D。 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 功率 考点二 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 功率 01. 1.定义：功与完成这些功所用　　　之比. 2.物理意义：描述力对物体做功的　　　. 3.公式： (1)P＝，P描述时间t内力对物体做功的　　　。 (2)P＝Fvcos α ①v为平均速度，则P为　　　功率。 ②v为瞬时速度，则P为　　　功率。 时间 快慢 快慢 平均 瞬时 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 瞬时功率的计算 02. 1.利用公式P＝Fvcos α，其中v为t时刻的瞬时速度.F可为恒力，也可为变力，α为F与v的夹角，α可以不变，也可以变化. 2.公式P＝Fvcos α中，Fcos α可认为是力F在速度v方向上的分力，vcos α可认为是速度v在力F方向上的分速度. 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 例题精选 03. 例题3 【参考答案】B （2024·江西·高考真题）庐山瀑布“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”瀑布高150m，水流量10m3/s，假设利用瀑布来发电，能量转化效率为70%，则发电功率为（   ） A．109W B．107W C．105W D．103W 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 例题解析 04. 解析 由题知，Δt时间内流出的水量为m = ρQΔt = 1.0×104Δt 发电过程中水的重力势能转化为电能，则有，故选B。 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 例题精选 05. 例题4 【参考答案】A （2025·山东·高考真题）一辆电动小车上的光伏电池，将太阳能转换成的电能全部给电动机供电，刚好维持小车以速度v匀速运动，此时电动机的效率为。已知小车的质量为m，运动过程中受到的阻力（k为常量），该光伏电池的光电转换效率为，则光伏电池单位时间内获得的太阳能为（　　） A． B． C． D． 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 例题解析 06. 解析 根据题意小车匀速运动，则有 小车的机械功率 由于电动机的效率为，则有 光伏电池的光电转换效率为，即 可得，故选A。 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 机车启动 考点三 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 当F=F阻时， a＝0 ，v达到最大 保持 vm 匀速 v F ＝ v P a＝ m F－F阻 ↑ → ↓ ↑ → → ↓ ↓ vm＝ F阻 P F阻 F F阻 F vm v—t 图像 加速阶段 的图像 匀速阶段 的图像 a减小的变加速运动 匀速运动 vm v t 0 以恒定的功率启动 01. 前提：v0=0，P恒=P额 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 以恒定功率启动的几点说明 02. 如何机车以恒定的加速度启动，会有何不同呢？ 1.速度达到最大之前，F为变力，发动机做的功只能用W=Pt 计算，不能用W =Fx计算。 2.达到最大速度的本质条件是：a=0 vm v t 0 3.达到最大速度时，有 P额=F阻vm 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 当F= F阻时， a＝0 ，v达到最大 保持 vm 匀速 F＝ v P额 a＝ m F－F阻 ↑ → ↓ v ↑ ↓ → → ↓ vm＝ F阻 P额 加速度逐渐减小的变加速直线运动 匀速直线运动 a＝ m F－F阻 → → → → F → v ↑ P ＝F v ↑ ↑ → 当P= P额时，保持P额继续加速 匀加速直线运动 以恒定加速度启动 03. 前提：v0=0，P恒=P额 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 v0=0，F恒 F阻 F牵 F牵=F阻，vm=P/F阻 F阻 F牵 vm v↑，P=P额 v—t 图像 匀加速阶段的图像 匀速阶段的图像 匀加速运动 匀速运动 a减小的变加速直线运动 变加速阶段的图像 v t 0 vm 运动过程与v- t图像 04. 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 以恒定功率启动的几点说明 05. 1.机车做匀加速运动只能维持一段时间,当功率增大到额定功率时,匀加速运动结束，此时速度为v1，匀加速时间为t1,则 t1= P额 (ma+F阻)a 3.匀加速结束的条件是：P实=Pmax=P额 t1 v1 v t 0 vm 2.达到最大速度的本质条件:a=0 4.达到最大速度时，有 P额=F阻vm P额=Fv1=(ma+F阻)v1 =(ma+F阻)at1 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 例题精选 06. 例题5 【参考答案】D （2023·湖北·高考真题）两节动车的额定功率分别为和，在某平直铁轨上能达到的最大速度分别为和。现将它们编成动车组，设每节动车运行时受到的阻力在编组前后不变，则该动车组在此铁轨上能达到的最大速度为（    ） A． B． C． D． 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 例题解析 07. 解析 由题意可知两节动车分别有 当将它们编组后有 联立可得，故选D。 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 例题精选 08. 例题6 【参考答案】C （2025·福建模拟）无人驾驶正悄悄走进人们的生活。在一次无人驾驶测试过程中，原来匀速行驶车辆遇到障碍物的图像如图所示，以开始减速为时刻；已知车辆总质量1t，全程阻力恒定，AB段功率恒为2400W，BC段为直线，时关闭发动机，时停止运动。则下列说法正确的是（    ） A．汽车所受阻力为2000N B．0～5s内汽车加速度逐渐增大 C．0～5s内汽车位移为45m D．以匀速运动时汽车的功率为8000W 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 例题解析 09. 解析 A．由图像BC段可得加速度大小为由牛顿第二定律得，故A错误；B．v-t图像的斜率表示加速度，0～5s内汽车加速度逐渐减小，故B错误；C．0～5s内由动能定理得，可得，故C正确； D．以匀速运动时汽车的功率为，故D错误。故选C。 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 求变力 做功的方法 考点四 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 求变力做功的6种方法 01. 方法 举例 微元法 质量为m的木块在水平面内做圆周运动， 运动一周克服摩擦力做功Wf＝Ff·Δx1＋Ff·Δx2 ＋Ff·Δx3＋…＝Ff(Δx1＋Δx2＋Δx3＋…)＝Ff·2πR 功率法 机车以恒定功率启动，牵引力为变力， 牵引力的功W＝P·t 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 求变力做功的6种方法 02. 等效 转换法 　恒力F把物块从A拉到B，绳子对物块做功W ＝F· 图像法 　 一水平拉力拉着一物体在水平面上运动的位移为 x0，F－x图线与横轴所围面积表示拉力所做的功，W＝ 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 求变力做功的6种方法 03. 平均 值法 　 应用动 能定理 　 用力F把小球从A处缓慢拉到B处，F做功为WF， 则有：WF－mgL(1－cos θ)＝0，得WF＝mgL(1－cos θ) 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 例题精选 04. 例题7 【参考答案】B 如图甲所示，质量为0.2kg的物块受到水平向右的拉力F，以5m/s的初速度从A点向右运动，F随位移x变化的图像如图乙所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g取10m/s2，在运动过程中物块的最大速度为（　　） A． B． C． D． 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 例题解析 05. 解析 物体的滑动摩擦力根据图乙可知，当拉力大于最大静摩擦力时，物体向右加速运动，当拉力与最大静摩擦力大小相等时，合力为0，物体速度达到最大值；由图乙可知当时F-x图像中，图像与横坐标所围几何图形的面积表示功，则拉力从0N增大到3N再减小到1N的过程中，则拉力做的功为 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 例题解析 06. 解析 拉力做的功为 在运动过程中拉力做的功为 根据动能定理有 解得，故选B。 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 例题精选 07. 例题8 【参考答案】C 如图所示，n个完全相同、棱长足够小且互不粘连的小方块依次排列，总长度为l，总质量为M，它们一起以速度v在光滑水平面上滑动，某时刻开始滑上粗糙水平面。小方块与粗糙水平面之间的动摩擦因数为µ，重力加速度为g，若小方块恰能完全进入粗糙水平面，则摩擦力对所有小方块所做功的大小为（　　） A． B． C． D． 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 例题解析 08. 解析 小方块依次进入粗糙区域，摩擦力逐渐增大，设小方块全部进入粗糙区域时的摩擦力为f，则 整个过程中的平均摩擦力 摩擦力对所有小方块做的功 所以做功的大小为。故选C。 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 THANKS 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 (－)  x0 当力与位移为线性关系，力可用平均值＝表示，W＝Δx，可得出弹簧弹性势能表达式为Ep＝k(Δx)2 $$