高中物理一輪復(fù)習(xí) 第6章 第1講 功 功率學(xué)案 新人教版必修2

1、第六章 功和能機(jī)械能守恒定律 第一講 功 功率一功1.概念：一個物體，如果在力的方向上，物理學(xué)中就說這個力對物體做了功2. 做功的兩個必要因素：和物體在力的方向上發(fā)生的3. 公式：，僅適用于_做功，其中是F和l的夾角4. 功是標(biāo)量但有正負(fù)：（1）當(dāng)090時，01，則力對物體做 ，即外界給物體 能量，力是動力；（2）當(dāng)時，則力對物體 ，即外界和物體間無能量交換（3）當(dāng)90o180o時，-10，則力對物體做 ，即物體向外界 能量，力是阻力5.合力的功：各個力分別對物體所做功的 二功率1. 定義：功跟完成這些功所用時間的 ，叫做功率單位： ，符號：2. 物理意義：功率是描述力對物體做功 的物理量.3

2、. 表達(dá)式：（1）定義式：P ，（2）計算式：P 4. 額定功率：發(fā)動機(jī)銘牌上所標(biāo)注的功率為這部機(jī)械的額定功率，它是指機(jī)械_時的輸出功率.實際功率：機(jī)械的功率是實際功率.考點一、求力對物體做功的幾種途徑1根據(jù)公式計算功，此公式只適用于恒力做的功2根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律或動能定理計算功，此種方法不僅適用于恒力的功，也適用于變力的功3根據(jù)計算一段時間內(nèi)做的功，此公式適用于功率恒定的情況圖4-1-14根據(jù)力（F）位移（s）圖像的物理意義計算力對物體所做的功，如圖411中陰影部分的面積在數(shù)值上等于力所做功的大小5.一對相互作用力做功的特點圖412(1)一對作用力和反作用力在同一段時間內(nèi)，可以都做正功、

3、或者都做負(fù)功；或者一個做正功、一個做負(fù)功；或者都不做功(2)一對作用力和反作用力在同一段時間內(nèi)做的總功可能為正、可能為負(fù)、也可能為零(3)一對互為作用力和反作用的摩擦力做的總功可能為零（靜摩擦力）、可能為負(fù)（滑動摩擦力），但不可能為正圖412【例1】 質(zhì)量為的長木板放在光滑的水平面上，一個質(zhì)量為的滑塊以某一速度沿木板表面從A點滑至B點在木板上前進(jìn)了，而木板前進(jìn)，如圖412所示，若滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)為，求摩擦力對滑塊、對木板做的功各為多少?解析：滑塊受力情況如圖412（甲）所示，摩擦力對滑塊做的功為木板受力如圖412（乙），摩擦力對木板做的功為答案： 圖413【變式訓(xùn)練1】某人利用如圖41

4、3所示的裝置，用100 N的恒力作用于不計質(zhì)量的細(xì)繩的一端，將物體從水平面上的A點移到B點已知1=300，2=370，=15 m不計滑輪質(zhì)量及繩與滑輪間的摩擦求繩的拉力對物體所做的功考點二、摩擦力做功的特點1靜摩擦力做功的特點：靜摩擦力可以做正功，也可以做負(fù)功，還可能不做功；在靜摩擦力做功的過程中，只有機(jī)械能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，而沒有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量；相互摩擦的系統(tǒng)，一對靜摩擦力所做功的代數(shù)和總等于零2滑動摩擦力做功的特點：滑動摩擦力可以做正功，也可以對物體做負(fù)功，還可以不做功（如相對運(yùn)動的兩物體之一對地面靜止則滑動摩擦力對該物不做功）；在相互摩擦的物體系統(tǒng)中，一對相互作用的

5、滑動摩擦力，對物體系統(tǒng)所做總功的多少與路徑有關(guān)，其值是負(fù)值，等于摩擦力與相對位移的積，即，表示物體系統(tǒng)損失機(jī)械能克服了摩擦力做功， （摩擦生熱）；一對滑動摩擦力做功的過程中能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的情況：一是相互摩擦的物體通過摩擦力做功將部分機(jī)械能轉(zhuǎn)移到另一個物體上；二是部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此部分能量就是系統(tǒng)機(jī)械能的損失量【例題2】如圖4-1-4所示，AB與CD為兩個對稱斜面，其上部都足夠長，下部分分別與一個光滑的圓弧面的兩端相切，圓弧圓心角為1200，半徑R2.0m,一個物體在離弧底E高度為h3.0m處，以初速度V0=4m/s沿斜面運(yùn)動，若物體與兩斜面的動摩擦因數(shù)均為0.02,則物體在兩斜面上（不

6、包括圓弧部分）一共能ABCDDORE圖4-1-4h走多少路程？（g10m/s2）.解析：由于滑塊在斜面上受到摩擦阻力作用，所以物體的機(jī)械能將逐漸減少，最后物體在BEC圓弧上作永不停息的往復(fù)運(yùn)動。由于物體只在在BEC圓弧上作永不停息的往復(fù)運(yùn)動之前的運(yùn)動過程中，重力所做的功為WGmg(hR/2),摩擦力所做的功為Wfmgscos600,由動能定理得：mg(hR/2) mgscos6000 s280m.圖4-1-5答案： 280m.【變式訓(xùn)練2】 如圖所示，AB為1/4圓弧軌道，半徑為R=0.8m，BC是水平軌道，長S=3m，BC處的摩擦系數(shù)為=1/15，今有質(zhì)量m=1kg的物體，自A點從靜止起下滑

7、到C點剛好停止。求物體在軌道AB段所受的阻力對物體做的功。考點三、機(jī)車的兩種啟動方式一、對公式的正確理解1當(dāng)一定時，要增加，必須減小，故汽車爬坡時，司機(jī)常換低擋降低速度來增大牽引力2當(dāng)一定時，增加（如勻加速運(yùn)動），則也會增加，但這樣的過程是有限度的，當(dāng)增大到額定功率，就不能再增加了3當(dāng)一定時，越大就越大如功率越大的起重機(jī)可吊起的重物的質(zhì)量越大二、機(jī)車的兩種啟動方式1以恒定功率啟動圖416機(jī)車以恒定的功率啟動后，若運(yùn)動過程中所受阻力不變，由于牽引力，隨增大，減小根據(jù)牛頓第二定律，當(dāng)速度增大時，加速度減小，其運(yùn)動情況是做加速度減小的加速運(yùn)動直至?xí)r，減小至零，此后速度不再增大，速度達(dá)到最大值而做勻速

8、運(yùn)動，做勻速直線運(yùn)動的速度是，下面是這個動態(tài)過程變化的簡單因果關(guān)系時，達(dá)最大值 保持勻速運(yùn)動這一過程的t關(guān)系如圖416所示2車以恒定的加速度啟動由知，當(dāng)加速度不變時，發(fā)動機(jī)牽引力恒定，再由知，一定，發(fā)動機(jī)實際輸出功率隨的增大而增大，但當(dāng)增大到額定功率以后不再增大，此后，發(fā)動機(jī)保持額定功率不變，繼續(xù)增大，牽引力減小，直至?xí)r，車速達(dá)到最大值，此后勻速運(yùn)動在增至之前，車做勻加速運(yùn)動，其持續(xù)時間為（這個是勻加速運(yùn)動結(jié)束時的瞬時速度，也即是車的功率增至?xí)r的瞬時速度，它必定小于計算時，先利用算出，再利用求出，最后根據(jù)求t0）在增至之后，為加速度減小的變加速運(yùn)動，直至達(dá)到vm下面是這個動態(tài)變化過程的簡單因果

9、關(guān)系圖417，且一定一定，時，繼續(xù)增大，減小，減小時，速度達(dá)到最大值，此后做勻速直線運(yùn)動這一過程的t關(guān)系可由圖417所示【例題3】 電動機(jī)通過一繩吊起一質(zhì)量為8 kg的物體，繩的拉力不能超過120 N，電動機(jī)的最大功率不能超過1200 W，要將此物體由靜止起用最快的方式吊高90 m（已知此物體在被吊高接近90 m時已開始以最大速度勻速上升）所需時間為多少?解析：本題可以分為兩個過程來處理：第一個過程是以繩所能承受的最大拉力拉物體，使物體勻加速上升，第一個過程結(jié)束時，電動機(jī)功率剛達(dá)到電動機(jī)的最大功率，第二個過程是電動機(jī)一直以最大功率拉物體，拉力逐漸減小，物體變加速上升，當(dāng)拉力減小至等于重力時，物

10、體開始勻速上升在勻加速運(yùn)動過程中，加速度勻加速運(yùn)動的末速度m/s=10 m/s 勻加速上升時間勻加速上升高度在功率恒定的上升過程中，最后勻速運(yùn)動的速度此過程外力對物體做的總功,其中為第二階段經(jīng)歷的時間，為第二階段上升的高度，由動能定理得代入數(shù)據(jù)解得所需總時間最少應(yīng)為答案：775s【變式訓(xùn)練3】 汽車發(fā)動機(jī)的功率為60kW，汽車的質(zhì)量為4t，當(dāng)它行駛在坡度為002（sin002）的長直公路上時，所受摩擦阻力為車重的01倍（g取10ms2），如圖418所示，求：圖418（1）汽車所能達(dá)到的最大速度vm；（2）若汽車從靜止開始以06 ms2的加速度做勻加速直線運(yùn)動，則此過程能維持多長時間?（3）當(dāng)汽

11、車勻加速行駛的速度達(dá)到最大值時，汽車做功多少?考 能 訓(xùn) 練A 基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1.關(guān)于功的下列幾種說法中，正確的是（ ）A.人托著一個物體沿水平方向勻速前進(jìn)，人沒有對物體做功B.人托著一個物體沿水平方向加速前進(jìn)，人對物體做了功C.力和位移都是矢量，功也一定是矢量D.因為功有正功和負(fù)功的區(qū)別，所以功是矢量2用力將重物豎直提起，先是從靜止開始勻加速上升，緊接著勻速上升，如果前后兩過程的時間相同，不計空氣阻力，則（ ）A. 加速過程中拉力的功一定比勻速過程中拉力的功大 B.兩過程中拉力的功一樣大C.勻速過程中拉力的功一定比加速過程中拉力的功大 D. 上述三種情況都有可能3關(guān)于功率的概念，下列說法中正確的是

12、（ ）A.力對物體做功越多，它的功率就越大 B.做功時間越短，它的功率就越大C.做功越快，它的功率就越大 D.額定功率越大的機(jī)械，做功越多4質(zhì)量為m的木塊在水平恒力F作用下從靜止開始沿光滑的水平面運(yùn)動t s，則在t s末F的功率是（ ）A.Ft2/2mB.F2t2/2mC.F2t/mD.F2t2/m5關(guān)于功率的概念，以下說法正確的是（ ）A功率大說明物體做功多 B功率小說明物體做功慢 C機(jī)器做功越多，其功率越大 D機(jī)器做功越快，其功率越大6關(guān)于汽車發(fā)動機(jī)的功率，下列說法正確的是（ ）A只要知道W和t，就可以由公式P計算t時刻的功率B當(dāng)汽車牽引力一定時，汽車的速度越大，由PFv知，汽車的功率就越

13、大，故提高汽車的速度就能提高汽車的額定功率C當(dāng)汽車發(fā)動機(jī)功率一定時，牽引力與速度成反比圖4-1-9D要提高汽車行駛的最大速度，一定要提高發(fā)動機(jī)的額定功率7如圖4-1-9所示，A、B疊放在一起，A用繩系在固定的墻上，用力F將B拉著右移，用T、fAB、fBA分別表示繩子中的拉力、A對B的摩擦力和B對A的摩擦力，則下列說法中正確的是（ ）A. F做正功，fAB做負(fù)功，fBA做正功，T不做功B. F做正功，fAB做正功，fBA做負(fù)功，T做負(fù)功C. F做正功，fAB做負(fù)功，fBA不做功，T不做功D. F做正功，其他力都不做功8從空中以40m/s的初速度平拋一重為10N的物體，物體在空中運(yùn)動3s落地不計空

14、氣阻力，g取10m/s2，求：（1）物體落地時重力的瞬時功率；（2）物體下落過程中重力的平均功率9一輛汽車的質(zhì)量為1000kg當(dāng)汽油全部用完時，距加油站還有125m的距離，不得不用人力將汽車沿直線推到加油站去加油如果兩個推車人的推力均為980N，把車子推到加油站，兩人對汽車所做的功總共是多少？額定車速18km/h額定功率P W百公里耗電1度（36106J）整車質(zhì)量40kg載重80kg爬坡能力5o電池36V/12Ah充電時間68h續(xù)行里程 km10下表是一輛電動自行車的部分技術(shù)指標(biāo)，其中額定車速是指自行車滿載的情況下在平直道路上以額定功率行駛的速度，假設(shè)行駛過程中電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為100，

15、請參考表中數(shù)據(jù)，完成下列問題：（g取10ms2，sin 4o007）（1）將你計算的“額定功率”和“續(xù)行里程”填入上表中（無須寫出計算過程）；（2）在行駛過程中電動自行車受到的阻力是車重（包括載重）的k倍，試推算k的大??；（3）電動自行車在坡度為4的坡上勻速爬坡時，車速約為多少?B 能力提升圖411011.一個25kg的小孩從高度為3.0m的滑梯頂端由靜止滑下，滑到底端時的速度為2.0ms。取g10ms2，關(guān)于力對小孩做的功，以下結(jié)果正確的是 A合外力做功50JB阻力做功500J C重力做功500JD支持力做功50J12.如圖4110所示，一物體分別沿AO、BO軌道由靜止滑到底端，物體與軌道間

16、的動摩擦因數(shù)相同，物體克服摩擦力做功分別為W1和W2，則（ ）AW1W2 BW1W2 CW1W2 D無法比較13.如圖4-1-11所示，線拴小球在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動，圓的半徑是1m，球的質(zhì)量是0.1kg，線速度v=1m/s，小球由A點運(yùn)動到B點恰好是半個圓周。那么在這段運(yùn)動中線的拉力做的功是（ ）圖4-1-11A0 B0.1J C0.314J D無法確定14.下面列舉的哪幾種情況下所做的功是零（ ）A衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動，地球引力對衛(wèi)星做的功B平拋運(yùn)動中，重力對物體做的功C舉重運(yùn)動員，扛著杠鈴在頭上的上方停留10s，運(yùn)動員對杠鈴做的功D木塊在粗糙水平面上滑動，支持力對木塊做的功圖4-1-

17、1216.如圖所示，均勻長直木板長L=40cm，放在水平桌面上，它的右端與桌邊相齊，木板質(zhì)量m=2kg，與桌面間的摩擦因數(shù)=0.2，今用水平推力F將其推下桌子，則水平推力至少做功為（ ）（g取10/s2）A0.8J B1.6J C8J D4J17.車在平直公路上從靜止開始加速行駛，經(jīng)時間t前進(jìn)距離s，速度達(dá)到最大值vm。設(shè)此過程中發(fā)動機(jī)功率恒為P，卡車所受阻力為f，則這段時間內(nèi)，發(fā)動機(jī)所做的功為（ ）APt Bfs CPt=fs Dfvmt18.質(zhì)量為m、額定功率為P的汽車在平直公路上行駛。若汽車行駛時所受阻力大小不變，并以額定功率行駛，汽車最大速度為v1，當(dāng)汽車以速率v2（v2v1）行駛時，它的加速度是多少？19.質(zhì)量是2000kg、額定功率為80kW的汽車，在平直公路上行駛中的最大速度為20m/s。若汽車從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，加速度大小為2m/s2，運(yùn)動中的阻力不變。求：汽車所受阻力的大小。3s末汽車的瞬時功率。汽車做勻加速運(yùn)動的時間。汽車在勻加速運(yùn)動中牽引力所做的功。變力做功的求解方法對于變力做功一般不能依定義式W=Fscos直接求解，但可依物理規(guī)律通過技巧的轉(zhuǎn)化間接求解.1.平均力法：如果參與做功的變力，