2021届高考物理一轮复习 第五章 机械能 第1讲 功和功率学案 粤教版.doc

-21-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2A.Wa最小B.Wd最大C.Wa＜WcD.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ACD3.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4A.240J，4WB.2400J，2400WC.2400J，40WD.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5A.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′向右且大于车厢壁对人的作用力F′，所以人对车厢的静摩擦力f向左，静摩擦力做的功Wf＝－fs，人对车厢的推力F方向向右，做的功为WF＝Fs，因为f＞F，所以人对车做的总