【备考2022】高考物理一轮复习学案 5.1 功 功率 有解析

中小学教育资源及组卷应用平台 【备考2022】高考物理一轮复习学案 5.1—功&功率 一、功 1．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． 2．公式：W＝Flcos_α (1)α是力与位移方向之间的夹角，l为物体对地的位移． (2)该公式只适用于恒力做功． (3)功是标(标或矢)量． 3．功的正负 (1)α<90°，力对物体做正功． (2)α>90°，力对物体做负功，或者说物体克服这个力做了功． (3)α＝90°，力对物体不做功． 二、功率 1．定义：功与完成这些功所用时间的比值． 物理意义：描述力对物体做功的快慢． 2．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． 1．x-t图象的理解 核心素养一　判断正、负功的方法 1．根据力和位移方向之间的夹角判断 此法常用于恒力做功的判断． 2．根据力和速度方向之间的夹角判断 此法常用于质点做曲线运动时变力做功的判断． 3．从能的转化角度来进行判断 此法常用于判断相互联系的两个物体之间的相互作用力做功的情况．例如车M静止在光滑水平轨道上，球m用细线悬挂在车上，由图中的位置无初速度地释放，因为绳的拉力使车的动能增加了，则可判断在球下摆过程中绳的拉力对车做正功．又因为M和m构成的系统的机械能是守恒的，故M增加的机械能等于m减少的机械能，所以绳的拉力一定对球m做负功． 核心素养二　功的计算 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． 3．变力做的功 (1)应用动能定理求解． (2)应用W＝Pt求解，此法适用于变力的功率P不变． (3)将变力做功转化为恒力做功，此法适用于力的大小不变，方向与运动方向相同或相反，或力的方向不变，大小随位移均匀变化的情况． 核心素养三　功率的计算 公式P＝和P＝Fv的区别： (1)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． ②P＝F·vF，其中vF为物体的速度v在力F方向上的分速度． ③P＝Fv·v，其中Fv为物体受到的外力F在速度v方向上的分力． 　 1．如图所示，木块B上表面是水平的，木块A置于B上，并与B保持相对静止，一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑，在下滑过程中(　　) A．A所受的合外力对A不做功 B．B对A的弹力做正功 C．B对A的摩擦力做正功 D．A对B做正功 解析：A、B一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑，加速度为gsin θ(θ为斜面倾角)，由于A速度增大，由动能定理知，A所受的合外力对A做正功，对A受力分析，可知B对A的支持力方向竖直向上，B对A的摩擦力方向水平向左，故B对A的摩擦力做正功，B对A的弹力做负功，选项A、B错误，C正确；A与B相对静止，由牛顿第二定律及几何关系可知A对B的作用力垂直斜面向下，A对B不做功，选项D错误． 答案：C 2．质量为2 kg的小铁球从某一高度由静止释放，经3 s到达地面，不计空气阻力，g取10 m/s2.则(　　) A．2 s末重力的瞬时功率为200 W B．2 s末重力的瞬时功率为400 W C．2 s内重力的平均功率为100 W D．2 s内重力的平均功率为400 W 解析：小铁球只受重力，做自由落体运动，2 s末速度为v1＝gt1＝20 m/s，下落2 s末重力做功的瞬时功率P＝mgv1＝2×10×20 W＝400 W，故选项A错误，B正确；2 s内的位移为h2＝gt22＝20 m，所以前2 s内重力的平均功率为＝＝ W＝200 W，故选项C、D错误． 答案：B 3．同一恒力按同样的方式施于物体上，使它分别沿着粗糙水平地面和光滑水平地面 ... ...