2021届高三物理一轮复习——功和功率知识梳理

2021届高三物理一轮复习——功和功率知识梳理

知识梳理 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．必要因素：力和物体在力的方向上发生的位移． 3．物理意义：功是能量转化的量度． 4．计算公式

(1)恒力F 的方向与位移l 的方向一致时：W ＝Fl .

(2)恒力F 的方向与位移l 的方向成某一夹角α时：W ＝Fl cos α. 5．功的正负

(1)当0≤α<π

2

时，W >0，力对物体做正功．

(2)当π

2<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＝π

2

时，W ＝0，力对物体不做功．

自测1 (多选)质量为m 的物体静止在倾角为θ的斜面上，斜面沿水平方向向右匀速移动了距离s ，如图1所示，物体m 相对斜面静止．则下列说法正确的是( )

图1

A ．重力对物体m 做正功

B ．合力对物体m 做功为零

C ．摩擦力对物体m 不做功

D ．支持力对物体m 做正功 答案 BD

6．一对作用力与反作用力的功

7.一对平衡力的功

一对平衡力作用在同一个物体上，若物体静止，则两个力都不做功；若物体运动，则这一对力所做的功一定是数值相等，一正一负或均为零．

判断正误 (1)作用力做正功，反作用力一定做负功．( × ) (2)一对相互作用的滑动摩擦力一定对系统做负功．( √ ) (3)静摩擦力对物体不做功．( × ) 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 ＝W

t ，P 描述时间t 内力对物体做功的快慢．

(2)P ＝F v

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．

③当力F 和速度v 不在同一直线上时，可以将力F 分解或者将速度v 分解．

自测2 (2020·广东深圳市第一次调研)在水平地面上方某处，把质量相同的P 、Q 两小球以相同速率沿竖直方向抛出，P 向上，Q 向下，不计空气阻力，两球从抛出到落地的过程中( ) A ．P 球重力做功较多 B ．两球重力的平均功率相等

C ．落地前瞬间，P 球重力的瞬时功率较大

D ．落地前瞬间，两球重力的瞬时功率相等 答案 D

解析 根据W ＝mgh 可知两球重力做功相同，选项A 错误；上抛的小球运动时间长，根据P ＝W t 可知两球重力的平均功率不相等，选项B 错误；根据机械能守恒定律12m v 2＝mgh ＋12m v 02

可知，两球落地的速度相同，由P ＝mg v 可知落地前瞬间，两球重力的瞬时功率相等，选项C 错误，D 正确．

例1(多选)(2019·吉林吉林市友好学校联合体期末)如图2所示，在皮带传送装置中，皮带把物体P匀速带至高处，在此过程中，下述说法正确的是()

图2

A．摩擦力对物体做正功

B．摩擦力对物体做负功

C．支持力对物体不做功

D．合外力对物体做功为零

答案ACD

解析取物体为研究对象，受力分析如图所示，受重力mg、沿皮带向上的静摩擦力F f和垂直于皮带的支持力F N，由于F f方向与运动方向一致，做正功，A对，B错；F N方向与运动方向垂直，不做功，C对；由于匀速运动，合外力为0，D对．

变式1(2020·湖北武汉市调研)一滑块在水平地面上沿直线滑行，t＝0时其速度为1 m/s，从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力F，力F、滑块的速率v随时间的变化规律分别如图3甲和乙所示，设在第1 s内、第2 s内、第3 s内力F对滑块做的功分别为W1、W2、W3，则以下关系正确的是()

图3

A．W1＝W2＝W3B．W1