【物理】2020届一轮复习人教版第五章第一节功和功率学案 5页

第五章 第一节功和功率 知识内容 必考要求 ‎1.追寻守恒量——能量 b ‎2.功 c ‎3.功率 c 考点一 功 ‎[巩固基础]‎ ‎1．追寻守恒量 物体由于运动而具有的能量叫做动能；相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能。‎ ‎2．功 ‎(1)做功的必要因素 力和物体在力的方向上发生的位移。‎ ‎(2)计算公式 W＝Flcos α，即力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦值这三者的乘积。‎ ‎(3)功的正负 ‎①当0≤α<时，W>0，力对物体做正功。‎ ‎②当<α≤π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＝时，W＝0，力对物体不做功。‎ ‎[提升能力]‎ ‎[例1]　(2018·宁波模拟)如图所示，摆球质量为m，悬线的长为L，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球从A点运动到B 点的过程中空气阻力F阻的大小不变，则下列说法正确的是(　　)‎ A．重力做功为0‎ B．绳的拉力做正功 C．空气阻力F阻做功为－mgh D．空气阻力F阻做功为－F阻πL ‎[解析]　小球下落过程中，重力做功为mgL，A错误；绳的拉力始终与速度方向垂直，拉力做功为0，B错误；空气阻力F阻大小不变，方向始终与速度方向相反，故空气阻力F阻做功为－F阻·πL，C错误、D正确。‎ ‎[答案]　D ‎[例2]　如图所示，一个质量为m＝2 kg的物体受到与水平面成37°角的斜向下方的推力F＝10 N的作用，在水平地面上移动了距离x1＝2 m后撤去推力，此物体又滑行了x2＝1.6 m的距离后停止运动，动摩擦因数为0.2(g取10 m/s2)，求：‎ ‎(1)推力F对物体做的功；‎ ‎(2)全过程中摩擦力对物体所做的功。‎ ‎[解析]　(1)推力做功由公式W＝Flcos α得 WF＝Fx1cos 37°＝10×2×0.8 J＝16 J。‎ ‎(2)如图所示，由受力分析可知竖直方向 FN1＝mg＋Fsin 37°＝26 N 所以摩擦力做功 Wf1＝μFN1x1cos 180°＝0.2×26×2×(－1)J＝－10.4 J 撤去外力后FN2＝mg＝20 N。‎ Wf2＝μFN2x2cos 180°＝0.2×20×1.6×(－1)J ‎＝－6.4 J 故Wf＝Wf1＋Wf2＝－16.8 J。‎ ‎[答案]　(1)16 J　(2)－16.8 J ‎[规律总结]‎ 功的计算方法和技巧 ‎1．在求力做功时，首先要区分是求某个力的功还是合力的功，是求恒力的功还是变力的功。‎ ‎2．恒力做功与物体的实际路径无关，等于力与物体在力方向上的位移的乘积，或等于位移与在位移方向上的力的乘积。‎ ‎3．若为变力做功，则要考虑应用动能定理或将变力做功转化为恒力做功进行求解。‎ ‎4．总功的计算：根据情况灵活选择以下两种思路。‎ ‎(1)先求物体所受的合外力，再求合外力的功；‎ ‎(2)先求每个力做的功，再求各功的代数和。‎ 考点二 功率 ‎[巩固基础]‎ ‎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．平均功率的计算 ‎(1)利用P＝计算。‎ ‎(2)利用P＝F计算，其中为和力在一条直线上的物体运动的平均速度，F为恒力。‎ ‎4．瞬时功率的计算 利用P＝Fv计算，v为t时刻的瞬时速度。‎ ‎[提升能力]‎ 机车启动模型(物理模型)‎ 物体在牵引力(受功率和速度制约)作用下，从静止开始克服一定的阻力，加速度不变或变化，最终加速度等于零，速度达到最大值。‎ ‎1．两种启动方式的比较 两种启动方式 以恒定功率启动 以恒定加速度启动 Pt图和vt图 OA段 过程分析 v↑⇒F＝↓⇒a＝↓‎ a＝不变⇒F不变，v↑⇒P＝Fv↑直到P额＝Fv1‎ 运动性质 加速度减小的加速直线运动 匀加速直线运动，维持时间t0＝ AB段 过程分析 F＝f⇒a＝0⇒f＝ v↑⇒F＝↓⇒a＝↓‎ 运动性质 以vm匀速直线运动 加速度减小的加速运动 BC段 无 F＝f⇒a＝0⇒以vm＝匀速运动 ‎2．三个重要关系式 ‎(1)无论哪种启动过程，机车的最大速度都等于其匀速运动时的速度，即vm＝＝(式中Fmin为最小牵引力，其值等于阻力f)。‎ ‎(2)机车以恒定加速度启动的运动过程中，匀加速过程结束时，功率最大，速度不是最大，即v＝