高考物理一轮复习 第五章 机械能 第1讲 功和功率学案 粤教版-粤教版高三全册物理学案.doc

第五章机械能
[高考导航]
考点内容要求全国卷三年考情分析201720182019功和功率ⅡⅠ卷·T24：机械能、功能关系
Ⅱ卷·T14：弹力和功
T17：机械能守恒定律
T24：动能定理
Ⅲ卷·T16：重力势能、重力做功Ⅰ卷·T18：动能定理、功能关系
Ⅱ卷·T14：动能定理
Ⅲ卷·T19：牛顿第二定律、功率、动能定理
T25：动能定理、圆周运动、动量Ⅰ卷·T25：动能定理、动量守恒、能量守恒
Ⅱ卷·T18：机械能、功能关系及E－h图象
Ⅲ卷·T17：动能定理及Ek－h图象
T25：动能定理、牛顿第二定律和动量守恒动能和动能定理Ⅱ重力做功与重力势能Ⅱ功能关系、机械能守恒定律及其应用Ⅱ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：W＝Fscos__α。如图1所示。

图1
(1)α是力与位移方向之间的夹角，s为力的作用点的位移。
(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。
二、功率
1.定义：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＝eq\f(W,t)，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。
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。μ表示物体甲与水平面间的动摩擦因数，乙是随物体甲一起运动的小物块，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2
A.Wa最小 B.Wd最大
C.Wa＜Wc D.四种情况一样大
解析依据功的定义式W＝Fscosθ，本题中四种情况下，F、s、θ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。
答案D
2.(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3
A.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
解析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，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。
答案ACD
3.如图4所示，质量为60kg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0.4m，则他在1分钟内克服重力所做的功及相应的功率约为()

图4
A.240J，4W B.2400J，2400W
C.2400J，40W D.4800J，80W
解析他每次引体向上克服重力所做的功为W1＝mgh＝60×10×0.4J＝240J，他在1分钟内克服重力所做的功为W＝10W1＝10×240J＝2400J，相应的功率约为P＝eq\f(W,t)＝40W，选项C正确。
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scosα求功。
(2)先求各个力做的功W1、W2、W3、…，再应用W合＝W1＋W2＋W3＋…求合力做的功。
考向功的正负的判断
【例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5
A.当车匀速前进时，人对车做的总功为正功
B.当车加速前进时，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
解析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WF＝Fs，静摩擦力做的功为Wf＝－fs，人处于平衡状态，根据作用力与反作用力的关系可知，F＝f，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f′向右且大