2023版高考物理一轮总复习第五章第1节功和功率课件

这是一份2023版高考物理一轮总复习第五章第1节功和功率课件，共45页。PPT课件主要包含了第1节，功和功率，力的方向，计算公式，功的正负，Flcosα，不做功，功率的计算，Fv·cosα，体的运动等内容，欢迎下载使用。
1.定义：一个物体受到力的作用，如果在__________上发生了一段位移，就说这个力对物体做了功.2.必要因素：力和物体在__________上发生的位移.
3.物理意义：功是能量转化的________.
(1)恒力 F 的方向与位移 l 的方向一致时：W＝_______.(2)恒力 F 的方向与位移 l 的方向成某一夹角α时：W＝________.
1.功率：描述做功________的物理量.2.定义：功跟完成功所用________的比值叫做功率.
(1)P＝______，只能计算 t 时间内的平均功率.(2)P＝________.若 v 为平均速度，则 P 为平均功率；若 v 为瞬时速度，则 P 为瞬时功率；α表示 F 与 v 的夹角.
【基础自测】1.判断下列题目的正误.(1)一个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物
(2)作用力做正功时，反作用力一定做负功.(
(3)力对物体做功的正负是由力和位移间的夹角大小
(4)汽车上坡时换成低挡位，其目的是减小速度得到较
(5)合力的功等于各力功的矢量和.(
答案：(1)√ (2)× (3)√ (4)√ (5)×
2.如图 5-1-1 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
B.Wd 最大D.四种情况一样大
A.Wa 最小C.Wa＜Wc答案：D
3.(2021 年海南海口月考)物体在两个相互垂直的力作用下运动，力 F1 对物体做功 6 J，力 F2 对物体做功 8 J，则
F1、F2 的合力对物体做功为(
4.列车提速的一个关键技术问题是提高机车发动机的功率.已知匀速运动时，列车所受阻力与速度的二次方成正比，即 f＝kv2.设提速前匀速运动的速度为 80 km/h，提速后匀速运动的速度为 120 km/h，则提速前与提速后机车发
热点 1 功的理解与计算[热点归纳]
1.判断力是否做功及做正、负功的方法：
2.恒力做功的计算方法：
考向 1 功的计算【典题 1】(多选，2021 年广东六校联考)如图 5-1-2 所示，质量为 m 的物体静止在粗糙的水平面上，现分别用恒力 F1、F2 将该物体以相同的加速度移动相同的位移 s，已知物体与水平面间的摩擦因数都为μ，下列说法正确的是
A.拉力 F1 一定大于 F2B.拉力 F1 可能小于 F2C.拉力 F1 做的功一定大于拉力 F2 做的功D.拉力 F1 做的功可能小于拉力 F2 做的功解析：当物体受到 F1 时，由牛顿第二定律 F1－μmg＝ma，可得 F1＝μmg＋ma，当物体受到 F2 时，F2 与地面间的夹角为θ ，由牛顿第二定律 F2cs θ－μ(mg－F2sin θ) ＝
μmg＋ma cs θ＋μsin θ
，所以 F1 与 F2 的大小关
系得看θ 和 μ的值，拉力 F1 可能小于 F2，故 A 错误，B 正确；拉力 F1 做的功 W1＝F1s＝(μmg＋ma)s，拉力 F2 做的
错误，C 正确.答案：BC
考向 2 正负功的判断【典题 2】(2020 年广东佛山月考)如图 5-1-3 所示，光滑的水平面上放着一辆小车，站在小车上的人拉系在墙壁上的水平绳子，使小车和人一起向右加速移动.则下列说法
A.绳子的拉力对人做了负功B.绳子的拉力对小车做了正功
C.小车对人的摩擦力对人做了正功D.人对小车的摩擦力对小车做了正功
解析：人受到绳子的拉力与人的位移方向相同，所以绳子的拉力对人做正功；由于拉力未作用在小车上，所以拉力对小车不做功，故 AB 错误；小车对人的摩擦力方向向左，则小车对人的摩擦力对人做负功，故 C 错误；人对小车的静摩擦力方向向右，则静摩擦力对小车做正功，故D 正确.所以 D 正确.
热点 2 功率的分析和计算[热点归纳]
考向 1 平均功率【典题 3】(2021 年北京月考)用水平恒力 F 作用于质量为 M 的物体上，使之在光滑的水平面上沿力的方向移动距离 x，恒力做功为 W1，平均功率为 P1.再用该恒力作用于物体上，使之在粗糙的水平面上移动同样距离 x，恒力做
功为 W2，平均功率为 P2，以下关系正确的是(
【典题 4】(多选，2021 黑龙江哈尔滨质检)如图 5-1-4所示，一根跨越光滑定滑轮的轻绳，两端连有一大人甲、小孩乙(可视为质点)，甲质量 3m 站于地面，乙质量 m 从图示的位置由静止开始荡秋千，运动过程中绳始终处于伸
直状态，以下说法正确的是(图 5-1-4
考向 2 瞬时功率
A.小孩乙刚开始下落时，大人甲对地面压力为 2.5mgB.小孩乙落到最低点时刻，大人甲对地面压力与绳的
C.小孩乙落到最低点时刻，大人甲对地面压力为 2mgD.小孩乙在落到最低点之前，小孩乙重力的功率先增
解析：小孩乙刚开始下落时，大人甲对地面压力为 FN0＝3mg－mgcs 60°＝2.5mg，选项 A 正确；小孩乙落到最
解得地面对大人甲支持力 FN＝3mg－T＝mg，与绳的长短无关，选项 B 正确，C 错误；开始时小孩乙的重力的瞬时功率为零，当到达最低点时速度与重力垂直，此时重力的瞬时功率也为零，则小孩乙在落到最低点之前，小孩乙重
力的功率先增大后减小，选项 D 正确.
热点 3 机车的启动运行[热点归纳]
1.两种启动方式的比较.
(3)机车以恒定功率启动时，牵引力做的功 W＝Pt.由动能定理得：Pt－F阻x＝ΔEk.此式经常用于求解机车以恒定功率启动过程的位移大小.
【典题 5】(2021 年重庆质检)一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前 5 s 内做匀加速直线运动，5 s 末达到额定功率，之后保持以额定功率运动，其v­t 图像如图5-1-5所示.已知汽车的质量为 m＝1×103 kg，汽车受到地面的阻
力为车重的 0.1 倍，g 取 10 m/s2，则以下说法正确的是(图 5-1-5
A.汽车在前 5 s 内的牵引力为 5×102 NB.汽车速度为 25 m/s 时的加速度为 5 m/s2C.汽车的额定功率为 100 kWD.汽车的最大速度为 80 m/s解析：由图像可知匀加速直线运动的加速度为 a ＝
m/s2＝4 m/s2，根据牛顿第二定律得 F－f＝ma，
解得牵引力为 F＝f＋ma＝5×103 N，故 A 错误；汽车的额定功率为 P＝Fv＝100 kW，当汽车的速度是 25 m/s 时，牵
求力做功时，一定要注意分析是求恒力做的功还是变力做的功，如果是求变力做的功，还有以下 5 种方法：
模型一 图像法【典题 6】一物体所受的力 F 随位移 x 变化的图像如
图5-1-6所示，求在这一过程中，力F 对物体做的功为(图 5-1-6
解析：力 F 对物体做的功等于 x 轴上方梯形“面积”所表示的正功与 x 轴下方三角形“面积”所表示的负功的
＝－1 J，所以力 F 对物体做的功为 W＝7 J－1 J＝6 J.B 正确.答案：B
模型二 “平均力”求变力做功【典题 7】(2020 年江苏模拟)当前，我国某些贫困地区的日常用水仍然依靠井水.某同学用水桶从水井里提水，井内水面到井口的高度为 20 m.水桶离开水面时，桶和水的总质量为 10 kg.由于水桶漏水，在被匀速提升至井口的过程中，桶和水的总质量随着上升距离的变化而变化，其关系如图 5-1-7 所示.水桶可以看成质点，不计空气阻力，重力加速度 g 取 10 m/s2.由图像可知，在提水的整个过程中，
A.2000 JC.200 J
B.1800 JD.180 J
解析：由于水桶匀速上升，故拉力等于水桶重力.由于水和水桶的质量随位移均匀减小.故拉力与位移满足线性关系，所以可用平均力法进行求解变力做功.F1＝m1g＝
100 N，F2 ＝m2g＝80 N，则拉力做功为：W拉＝＝1800 J.答案：B
模型三 微元法【典题 8】(2021 年山东济南质检)如图 5-1-8 所示，一质量为 m＝0.1 kg 的小方块(可视为质点)系在一伸直的轻绳一端，绳的另一端固定在摩擦因数μ＝0.2 的粗糙水平面上，绳长 r ＝1 m. 给小方块一沿垂直轻绳的初速度 v0 ＝
m/s，小方块将在该水平面上以绳长为半径做圆周运
动，重力加速度为 g 取 10 m/s2，当小方块恰好运动一周
B.0.8π ND.0.2π N
A.π NC.0.4π N答案：D
【典题 9】(2019 年辽宁大连质检)人在 A 点拉着绳通过一定滑轮吊起质量 m＝50 kg 的物体，如图 5-1-9 所示，开始时绳与水平方向的夹角为 60°.当人匀速提起物体由 A点沿水平方向运动 L＝2 m 而到达 B 点时，绳与水平方向成 30°角.则人对绳的拉力做了多少功？(g 取 10 m/s2)