版高三物理一轮复习必修2第五章机械能第1讲功和功率Word文档下载推荐.docx

1、重力势能、重力做功T18:动能定理、功能关系T19:牛顿第二定律、功率、动能定理T25:动能定理、圆周运动、动量动能定理、动量守恒、能量守恒机械能、功能关系及Eh图象动能定理及Ekh图象动能定理、牛顿第二定律和动量守恒动能和动能定理重力做功与重力势能功能关系、机械能守恒定律及其应用实验五:探究动能定理实验六:验证机械能守恒定律第1讲功和功率知识要点一、功1.定义:一个物体受到力的作用,如果在力的方向上发生了一段位移,就说这个力对物体做了功。2.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。3.公式:WFlcos_。如图1所示。图1（1）是力与位移方向之间的夹角,l为力

2、的作用点的位移。（2）该公式只适用于恒力做功。4.功的正负（1）当090时,W0,力对物体做正功。（2）当90180时,W0,力对物体做负功,或者说物体克服这个力做了功。（3）当90时,W0,力对物体不做功。二、功率功与完成这些功所用时间的比值。2.物理意义:描述力对物体做功的快慢。3.公式（1）P,P为时间t内的平均功率。（2）PFvcos_（为F与v的夹角）v为平均速度,则P为平均功率。v为瞬时速度,则P为瞬时功率。基础诊断1.如图2所示的a、b、c、d中,质量为M的物体甲受到相同的恒力F的作用,在力F作用下使物体甲在水平方向移动相同的位移。表示物体甲与水平面间的动摩擦因数,乙是随物体甲一

3、起运动的小物块,比较物体甲移动的过程中力F对甲所做的功的大小,下列选项正确的是（）图2A.Wa最小 B.Wd最大C.WaWc D.四种情况一样大试题解析:依据功的定义式WFLcos ,本题中四种情况下,F、L、均相同,这样四种情况下力F所做的功一样大,故选项D正确。试题参考答案D2.（多选）如图3所示,粗糙的斜面在水平恒力的作用下向左匀速运动,一物块置于斜面上并与斜面保持相对静止,下列说法中正确的是（）图3A.斜面对物块不做功B.斜面对地面的摩擦力做负功C.斜面对物块的支持力做正功D.斜面对物块的摩擦力做负功斜面对物块的作用力可以等效为一个力,根据平衡条件,这个力与物块的重力大小相等,方向相反

4、,与位移方向的夹角为90,所以不做功,选项A正确；地面受到摩擦力作用,但没有位移,所以斜面对地面的摩擦力不做功,选项B错误；斜面对物块的支持力与位移方向的夹角小于90,做正功,而斜面对物块的摩擦力与位移方向的夹角大于90,做负功,所以选项C、D正确。试题参考答案ACD3.如图4所示,质量为60 kg的某同学在做引体向上运动,从双臂伸直到肩部与单杠同高度算1次,若他在1分钟内完成了10次,每次肩部上升的距离均为0.4 m,则他在1分钟内克服重力所做的功及相应的功率约为 （）图4A.240 J,4 W B.2 400 J,2 400 WC.2 400 J,40 W D.4 800 J,80 W他每

5、次引体向上克服重力所做的功为W1mgh60100.4 J240 J,他在1分钟内克服重力所做的功为W10W110240 J2 400 J,相应的功率约为P40 W,选项C正确。试题参考答案C功的分析和计算1.功的正负的判断方法2.恒力做功的计算方法3.合力做功的计算方法（1）先求合力F合,再用W合F合lcos 求功。（2）先求各个力做的功W1、W2、W3、,再应用W合W1W2W3求合力做的功。考向功的正负的判断【例题1】 一辆正沿平直路面行驶的车厢内,一个面向车前进方向站立的人对车厢壁施加水平推力F,在车前进s的过程中,下列说法正确的是（）图5A.当车匀速前进时,人对车做的总功为正功B.当车加

6、速前进时,人对车做的总功为负功C.当车减速前进时,人对车做的总功为负功D.不管车如何运动,人对车做的总功都为零人对车施加了三个力,分别为压力、推力F、静摩擦力Ff,根据力做功的公式及作用力和反作用力的关系判断做正功还是负功。当车匀速前进时,人对车厢壁的推力F做的功为WFFs,静摩擦力做的功为WFfFfs,人处于平衡状态,根据作用力与反作用力的关系可知,FFf,则人对车做的总功为零,故A错误；当车加速前进时,人处于加速状态,车厢对人的静摩擦力Ff向右且大于车厢壁对人的作用力F,所以人对车厢的静摩擦力Ff向左,静摩擦力做的功WFfFfs,人对车厢的推力F方向向右,做的功为WFFs,因为FfF,所以

7、人对车做的总功为负功,故B正确,D错误；同理可以证明当车减速前进时,人对车做的总功为正功,故C错误。试题参考答案B考向恒力及合力做功的计算【例题2】 （多选）如图6所示,一个质量为m2.0 kg的物体放在倾角为37的固定斜面上,现用F30 N、平行于斜面的力拉物体使其由静止开始沿斜面向上运动。已知物体与斜面之间的动摩擦因数0.50,斜面足够长,g取10 m/s2,sin 370.60,cos 370.80。物体运动2 s后,关于各力做功情况,下列说法中正确的是（）图6A.重力做功为120 JB.摩擦力做功为80 JC.拉力做功为100 JD.物体所受的合力做功为100 J物体在斜面上运动时受到

8、重力、拉力、摩擦力和支持力作用,根据牛顿第二定律得a5 m/s2,由xat2得,物体在2 s内的位移为x522 m10 m,重力做功为WGmgxsin 3720.6 J120 J,选项A正确；拉力做功为WFFx3010 J300 J,选项C错误；摩擦力做功为Wffxmgcos 37x0.520.810 J80 J,选项B正确；支持力做功为WNFNxcos 900,合外力做功为WWFWNWGWf300 J120 J80 J100 J,选项D正确。试题参考答案ABD考向变力做功的计算【例题3】 （2019河南省洛阳市模拟）轻质弹簧右端固定在墙上,左端与一质量m0.5 kg的物块相连,如图7甲所示,

9、弹簧处于原长状态,物块静止且与水平面间的动摩擦因数0.2。以物块所在处为原点,水平向右为正方向建立x轴,现对物块施加水平向右的外力F,F随x轴坐标变化的情况如图乙所示,物块运动至x0.4 m处时速度为零,则此时弹簧的弹性势能为（g10 m/s2）（）图7A.3.1 J B.3.5 J C.1.8 J D.2.0 J物块与水平面间的摩擦力为Ffmg1 N。现对物块施加水平向右的外力F,由Fx图象与x轴所围面积表示功可知F做功W3.5 J,克服摩擦力做功WfFf x0.4 J。由于物块运动至x0.4 m处时,速度为0,由功能关系可知,WWfEp,此时弹簧的弹性势能为Ep3.1 J,选项A正确。试题

10、参考答案A1.人教版必修2改编如图8所示,质量为m的小车在与竖直方向成角的恒定拉力F作用下,沿水平地面向左运动一段距离l。在此过程中,小车受到的阻力大小恒为f,重力加速度为g,则（）图8A.拉力对小车做功为Flcos B.支持力对小车做功为Flsin C.阻力对小车做功为flD.重力对小车做功为mgl根据力做功的公式WFlcos ,其中为力与位移的夹角,所以拉力做功为WFlsin ,选项A错误；支持力、重力不做功,选项B、D错误；阻力做功Wffl,选项C正确。2.如图9所示的拖轮胎跑是一种体能训练活动。某次训练中,轮胎的质量为5 kg,与轮胎连接的拖绳与地面夹角为37,轮胎与地面动摩擦因数是0

11、.8。若运动员拖着轮胎以5 m/s的速度匀速前进 ,则10 s内运动员对轮胎做的功最接近的是（sin 370.6,cos 370.8,g10 m/s2）（）图9A.500 J B.750 J C.1 250 J D.2 000 JFcos Ff,FNFsin mg,FfFN,得F N31.25 N,10 s内运动员对轮胎做功WFFcos vt31.2510 J1 250 J,选项C正确。3.如图10所示,质量为m的小球用长为L的细线悬挂而静止在竖直位置。现用水平拉力F将小球缓慢拉到细线与竖直方向成角的位置。在此过程中,拉力F做的功为（）图10A.FLcos B.FLsin C.FL（1cos

12、） D.mgL（1cos ）在小球缓慢上升过程中,拉力F为变力,此变力F做的功可用动能定理求解。由WFmgL（1cos ）0,得WFmgL（1cos ）,故D正确。4.在水平面上,有一弯曲的槽道AB,槽道由半径分别为和R的两个半圆构成。如图11所示,现用大小恒为F的拉力将一光滑小球从A点沿槽道拉至B点,若拉力F的方向时刻均与小球运动方向一致,则此过程中拉力所做的功为（）图11A.0 B.FR C.FR D.2FR把槽道分成s1、s2、s3、sn微小段,拉力在每一段上可视为恒力,则在每一段上做的功W1F1s1,W2F2s2,W3F3s3,WnFnsn,拉力在整个过程中所做的功WW1W2W3WnF

13、（s1s2s3sn）F（R）FR。故选项C正确。功率的理解与计算1.平均功率的计算方法（1）利用。（2）利用Fcos ,其中为物体运动的平均速度。2.瞬时功率的计算方法（1）利用公式PFvcos ,其中v为t时刻的瞬时速度。（2）利用公式PFvF,其中vF为物体的速度v在力F方向上的分速度。（3）利用公式PFvv,其中Fv为物体受到的外力F在速度v方向上的分力。【例题4】 （多选）质量为m的物体从距地面H高处自由下落,经历时间t,则下列说法中正确的是（）A.t秒内重力对物体做功为mg2t2B.t秒内重力的平均功率为mg2tC.前秒末重力的瞬时功率与后秒末重力的瞬时功率之比为12D.前秒内重力做功的平均功率与后秒内重力做功的平均功率之比为13物体自由下落,t秒内物体下落hgt2,Wmghmg2t2,故A正确；Pmg2t,故B错误；从静止开始自由下落,前秒末与后秒末的速度之比为12（因vgtt）,又有PFvmgvv,故前秒末与后秒末功率瞬时值之比为P1P212,C正确；前