限时规范训练
[基础巩固题组]
1.如图，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环．小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大圆环对它的作用力( )
A ．一直不做功
B ．一直做正功
C ．始终指向大圆环圆心
D ．始终背离大圆环圆心
解析：选A ．由于大圆环是光滑的，因此小环下滑的过程中，大圆环对小环的作用力方向始终与速度方向垂直，因此作用力不做功，A 项正确，B 项错误；小环刚下滑时，大圆环对小环的作用力背离大圆环的圆心，滑到大圆环圆心以下的位置时，大圆环对小环的作用力指向大圆环的圆心，C 、D 项错误．
2．(多选)某汽车在平直公路上以功率P 、速度v 0匀速行驶时，牵引力为F 0.在t 1时刻，司机减小油门，使汽车的功率减为P
2，此后保持该功率继续行驶，t 2时刻，汽车又恢复到匀
速运动状态．有关汽车牵引力F 、速度v 的说法，其中正确的是( )
A ．t 2后的牵引力仍为F 0
B ．t 2后的牵引力小于F 0
C ．t 2后的速度仍为v 0
D ．t 2后的速度小于v 0
解析：选AD ．由P ＝F 0v 0可知，当汽车的功率突然减小为P
2时，瞬时速度还没来得及
变化，则牵引力突然变为F 0
2，汽车将做减速运动，随着速度的减小，牵引力逐渐增大，汽车
做加速度逐渐减小的减速运动，当速度减小到使牵引力又等于阻力时，汽车再做匀速运动，由P
2＝F 0·v 2可知，此时v 2＝v 02
，故A 、D 正确． 3．在光滑的水平面上，用一水平拉力F 使物体从静止开始移动x ，平均功率为P ，如果将水平拉力增加为4F ，使同一物体从静止开始移动x ，平均功率为( )
A ．2P
B ．4P
C ．6P
D ．8P
解析：选D ．设第一次运动时间为t ，则其平均功率表达式为P ＝Fx
t
；第二次加速度为
第一次的4倍，由x
＝1
2at
2可知时间为t2
，其平均功率为P′＝
4Fx
t
2
＝8Fx
t
＝8P，选项D正确．
4．质量为2 kg的物体做直线运动，沿此直线作用于物体的外力与位移的关系如图所示，若物体的初速度为3 m/s，则其末速度为()
A．5 m/s B．23 m/s
C． 5 m/s D．35 m/s
解析：选B．F-x图象与x轴围成的面积表示外力所做的功，由题图可知：W＝(2×2
＋4×4－3×2) J＝14 J，根据动能定理得：W＝1
2m v
2－12m v20，解得：v＝23 m/s，故B正确．
5．(2018·天津卷)我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919首飞成功后，拉开了全面试验试飞的新征程．假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动，当位移x＝1.6×103 m时才能达到起飞所要求的速度v＝80 m/s.已知飞机质量m＝7.0×104 kg，滑跑时受到的阻力为自身重力的0.1倍，重力加速度取g＝10 m/s2.求飞机滑跑过程中，
(1)加速度a的大小；
(2)牵引力的平均功率P.
解析：(1)飞机做初速度为零的匀加速直线运动，有
v2＝2ax①
代入数据解得a＝2 m/s2.②
(2)飞机受到的阻力F阻＝0.1mg③
设发动机的牵引力为F，根据牛顿第二定律有
F－F阻＝ma④
飞机滑跑过程中的平均速度v －＝v
2⑤
所以牵引力的平均功率P ＝F v －
⑥ 联立②③④⑤⑥式得P ＝8.4×106 W ．⑦ 答案：(1)2 m/s 2 (2)8.4×106 W
[能力提升题组]
6．用铁锤把小铁钉钉入木板，设木板对钉子的阻力与钉进木板的深度成正比．已知铁锤第一次将钉子钉进d ，如果铁锤第二次敲钉子时对钉子做的功与第一次相同，那么，第二次钉子进入木板的深度为( )
A ．(3－1)d
B ．(2－1)d
C ．(5－1)d 2
D ．
22
d 解析：选B ．铁锤每次敲钉子时对钉子做的功等于钉子克服阻力做的功．由于阻力与深度成正比，可用阻力的平均值求功，据题意可得W ＝F －1d ＝kd 2d ①，W ＝F －
2d ′＝
kd ＋k (d ＋d ′)2d ′ ②，联立①②式解得d ′＝(2－1)d .故选B ．
7．如图甲所示，质量为4 kg 的物体在水平推力作用下开始运动，推力大小F 随位移大小x 变化的情况如图乙所示，物体与地面间的动摩擦因数为μ＝0.5，g 取10 m/s 2.则( )
A ．物体先做加速运动，推力撤去后才开始做减速运动
B ．运动过程中推力做的功为200 J
C ．物体在运动过程中的加速度先变小后不变
D ．因推力是变力，无法确定推力做功的大小
解析：选B ．滑动摩擦力F f ＝μmg ＝20 N ，物体先加速，当推力减小到20 N 时，加速度减小为零，之后推力逐渐减小，物体做加速度增大的减速运动，当推力减小为零后做匀减速运动，选项A 、C 错误；F -x 图象与横轴所围图形的面积表示推力做的功，W ＝1
2×100 N
×4 m ＝200 J ，选项B 正确，D 错误．
8．如图甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2 kg 的物体在拉力F 作用下由静止开始向上做匀加速运动，其速度随时间的变化关系如图乙所示，由此可知( )
A．物体加速度大小为2 m/s2
B．F的大小为21 N
C．4 s末F的功率为42 W
D．4 s内F的平均功率为42 W
解析：选C．由题图乙可知，v-t图象的斜率表示物体加速度的大小，即a＝0.5 m/s2，由2F－mg＝ma可得：F＝10.5 N，A、B均错误；4 s末F的作用点的速度大小为v F＝2v 物
＝4 m/s，故4 s末F的功率为P＝F v F＝42 W，C正确；4 s内物体上升的高度h＝4 m，
力F的作用点的位移l＝2h＝8 m，拉力F所做的功W＝Fl＝84 J，故平均功率P－＝W
t
＝21 W，D错误．
9．如图所示，传送带AB的倾角为θ，且传送带足够长．现有质量为m可视为质点的物体以v0的初速度从传送带上某点开始向上运动，物体与传送带之间的动摩擦因数μ>tan θ，传送带的速度为v(v0 A．μmg v2＋v20cos θB．μmg v0cos θ C．μmg v cos θD．1 2 μmg(v＋v0)cos θ 解析：选C．由物体与传送带之间的动摩擦因数μ>tan θ，则有μmg cos θ>mg sin θ，传送带的速度为v(v0 10．放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6 s 内其速度与时间的关系图象和拉力的功率与时间的关系图象如图所示．下列说法正确的是() A ．物体的质量为10 9 kg B ．滑动摩擦力的大小为5 N C ．0～6 s 内物体的位移大小为24 m D ．0～2 s 内拉力做的功为20 J 解析：选A ．当P ＝30 W 时，v ＝6 m/s ，得到牵引力F ＝P v ＝5 N ；0～2 s 内物体的加速 度a ＝Δv Δt ＝3 m/s 2，根据F －f ＝ma ，可得m ＝10 9 kg ，A 正确．在2～6 s 内，v ＝6 m/s ，P ′ ＝10 W ，物体做匀速直线运动，F ′＝f ，则滑动摩擦力为f ＝F ′＝P ′v ＝106 N ＝5 3 N ，B 错误； 0～6 s 内物体的位移大小等于v -t 图象中图象与t 轴所包围的面积，x ＝30 m ，C 错误，在0～2 s 内物体位移为x 1＝6 m ，则拉力做的功为W 1＝Fx 1＝30 J ，D 错误． 11．某汽车集团公司研制了一辆燃油与电动混合动力赛车，燃油发动机单独工作时的额定功率为P ，蓄电池供电的电力发动机单独工作时的额定功率为3P 4 ，已知赛车运动过程中受到的阻力恒定． (1)若燃油发动机单独工作时的最大速度为120 km/h ，则两台发动机同时工作时的最大速度为多少？ (2)若赛车先单独启动电力发动机从静止开始做匀加速直线运动，经过t 1时间达到额定功率，然后以燃油发动机的额定功率单独启动继续加速，又经过t 2时间达到最大速度v 0，赛车总质量为m ，求赛车的整个加速距离． 解析：(1)燃油发动机单独工作，P ＝F 1v 1＝f v 1 两台发动机同时工作，P ＋3P 4＝F 2v 2＝f v 2 最大速度v 2＝7v 1 4 ＝210 km/h. (2)燃油发动机的额定功率为P ，最大速度为v 0， 阻力f ＝P v 0 匀加速过程功率随时间均匀增加，发动机的平均功率为3P 8 ，设总路程为s ，由动能定理 有 3P 8t 1＋Pt 2－fs ＝12m v 20 解得s ＝P (3t 1＋8t 2)v 0－4m v 308P . 答案：(1)210 km/h (2)P (3t 1＋8t 2)v 0－4m v 30 8P 功和功率计算题有答案 Prepared on 22 November 2020 功和功率计算题1、已知某型号的载重车在一段平直的高速公路上匀速行驶10.08km，所用时间是 8min，消耗燃油3L（假设燃油完全燃烧），汽车发动机在这段时间内的功率为 63kW。若燃油的密度是×103kg/m3，求： （1）汽车行驶速度是多少【21m/s】 （2）汽车行驶过程的牵引力是多大【×103N 】 2、小明的爸爸新买了一辆小汽车，如图1所示，小明坐着这辆汽车匀速行驶144 km，用时2h，消耗汽油9kg，其发动机的功率为23kW。请运用所学的知识解答下列问题。（汽油的热值为×107J/kg） （1）汽车匀速行驶时所受的牵引力是多大【1150N】 （）观察小汽车的外型，判断小汽车在水平路面高速行驶和静止时，对地面压力哪一个大为什么【静止时对路面的压力大， 因为高速行驶时，汽车上表面的空气流速 图1 大，对汽车的压强小，使汽车有一个向上 托力】 3、一辆汽车以72km／h的速度匀速行驶10 min，消耗的汽油为1.2Kg。汽车匀速行驶时受到的牵引力F=，汽油的热值q= x107J／Kg。问： (1)汽车在这段时间内消耗的功率(即1秒时间内汽油完全燃烧放出的热量)是多少【×104W】 (2)这段时间内汽车牵引力做功的功率是多少【×104W】 (3)比较(1)和(2)的结果，你有什么发现简要分析原因(写出两条即可)。 【两种功率不相等，热量损失，汽油没有完全燃烧】 4、某辆小轿车油箱内装有32kg汽油，司机小李驾车沿高速公路到某地旅游，路程为300km．假设轿车是匀速行驶，且受到的阻力为920N．已知汽油完全燃烧产生的内能有30%转化为机械能，汽油的热值为×107J/kg．求： 功和功率练习题 一、单项选择题(本题包含39小题) 1．(宜昌市)以下事例中，重力做功的是( ) A.冰球在水平的冰面上滚动 B.皮划艇在平静水面快速滑行 C.跳水运动员下落 D.举重运动员把杠铃举起停在空中静止不动 2．如图所示，四幅图是小新提着包回家的情景，小新提书包的力不做功的是哪幅图( ) 3．(柳州、北海)在图中的几个情形中所提到的力没有做功的是( ) 4．下列各种情况中做功的是( ) Ａ.用竖直向上的力提水桶在水平面行走Ｂ.用水平力推重物在水平地面上行走 Ｃ.运动员举高1800牛的杠铃坚持10秒钟Ｄ.水球重50牛，沿光滑水平面运动10米5．用三种方法来提升同一个重物： a.用不计摩擦的定滑轮将重物提高h ； b.沿光滑斜面将重物提高h； c.用手直接将重物提高h.其中做功大小是：( ) Ａ.a方式做功最少Ｂ.b方式做功最少Ｃ.c方式做功最少Ｄ.三种方式做功一样多 6．(04湖北宜昌)汽车在平直道路上做匀速直线运动，下列说法中正确的是（）A．汽车的牵引力为零B．汽车所受的摩擦力为零 C．汽车牵引力所做的功为零D．汽车所受的合力为零 7．(04山西)以下估测中，基本符合实际情况的是( ) A.人正常步行的速度约5m/s， B.某同学走路时对地面的压强约1.5×103 Pa C.中学生的体重约50N D.把一个鸡蛋举高1m做的功约0.5J 8．某学生用40牛的力将重60牛的铅球抛出5米远，则铅球在空中运动过程中，人对铅球所做的功是：( ) Ａ．200焦Ｂ．300焦Ｃ．0焦Ｄ．500焦 9．重50N的重物，在10N水平力的作用下，沿水平方向移动了5m，那么重力对重物做的功是( ) A.50J B.250J C.0 D.上述都不对 10．(05大连)在2000年9月22日悉尼奥运会上，我国运动员丁美媛获得女子75kg以上级举重金牌，她的挺举成绩是165kg。估算她在挺举全过程中对杠铃做的功为( ) A.3×102J B.1×103J C.3×103J D.5×103J 11．(05广州市)教学大楼每层楼高为３m，小明提着一重为50Ｎ的箱子，沿楼梯从一楼登上三楼，再沿三楼水平走廊走了４m进入课室，从一楼到课室过程中小明对箱做的总功为( ) Ａ．0 J Ｂ．300 J Ｃ．450 J Ｄ．500 J 12．(05盐城市)如图所示，用水平力F拉着重为100N的物体，在水平地面上向左匀速移动了5m，物体所受地面的摩擦力大小为20N，则( ) A.重力做的功是500J B.拉力大小为100N C.拉力大小为120N D.拉力做的功为100J 第1讲 功和功率 板块一 主干梳理·夯实基础 【知识点1】 功 Ⅱ 1.做功的两个必要条件 (1)作用在物体上的力。 (2)物体在力的方向上发生的位移。 2.公式：W ＝Fl cos α (1)α是力与位移方向之间的夹角，l 为物体对地的位移。 (2)该公式只适用于恒力做功。 (3)功是标量。 3.功的正负判断 【知识点2】 功率 Ⅱ 1.定义：功与完成这些功所用时间的比值。 物理意义：描述力对物体做功的快慢。 2.公式 (1)P ＝W t ，P 为时间t 内的平均功率。 (2)P ＝F v cos 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。 3.额定功率 机械正常工作时的最大输出功率。 4.实际功率 机械实际工作时的功率，要求不大于额定功率。 板块二 考点细研·悟法培优 考点1 功的正负判断与计算 [拓展延伸] 1.功的正负的判断方法 (1)恒力做功的判断：若物体做直线运动，依据力与位移的夹角来判断。 (2)曲线运动中功的判断：若物体做曲线运动，依据F 与v 的方向夹角来判断。当0°≤α<90°，力对物体做正功；90°<α≤180°，力对物体做负功；α＝90°，力对物体不做功。 2.功的计算方法 (1)恒力做功 (2)变力做功 ①用动能定理：W ＝12m v 22－12m v 2 1 ； ②当变力的功率P 一定时，可用W ＝Pt 求功，如机车以恒定功率启动时； ③将变力做功转化为恒力做功：当力的大小不变，而方向发生变化且力的方向与速度夹角不变时，这类力的功等于力和路程(不是位移)的乘积。如滑动摩擦力做功、空气阻力做功等； ④用F -x 图象围成的面积求功； ⑤用微元法(或分段法)求变力做功：可将整个过程分为几个微小的阶段，使力在每个阶段内不变，求出每个阶段内外力所做的功，然后再求和。 (3)总功的计算 ①先求物体所受的合力，再求合力的功； ②先求每个力做的功，再求各功的代数和； ③动能定理。 例1 (多选)如图所示，轻绳一端受到大小为F 的水平恒力作用，另一端通过定滑轮与质量为m 、可视为质点的小物块相连。开始时绳与水平方向的夹角为θ。当小物块从水平面上的A 点被拖动到水平面上的B 点时，位移为L ，随后从B 点沿斜面被拖动到定滑轮O 处，BO 间距离也为L 。小物块与水平面及斜面间的动摩擦因数均为μ，若小物块从A 点运动到O 点的过程中，F 对小物块做的功为W F ，小物块在BO 段运动过程中克服摩擦力做的功为W f ，则以下结果正确的是( ) A ．W F ＝FL (cos θ＋1) B ．W F ＝2FL cos θ C.W f ＝μmgL cos2θ D ．W f ＝FL －mgL sin2θ 哪一段距离是沿力F 方向的位移大小？ 提示：AO 段的长度。 尝试解答 选BC 。 小物块从A 点运动到O 点，拉力F 的作用点移动的距离为AO 的长度，即拉力F 的位移为x ＝2L cos θ，所以拉力F 做的功W F ＝Fx ＝2FL cos θ，A 错误，B 正确；由几何关系知斜面的倾角为2θ，所以小物块在BO 段受到的摩擦力f ＝μmg cos2θ，则W f ＝fL ＝μmgL cos2θ，C 正确，D 错误。 高中物理功和功率练习题 一、选择题（带“▲”为多选题） 1．足球运动员一脚把足球踢出，足球沿水平地面运动，速度逐渐变小，在球离开运动员以 后的运动过程中 （ ） A ．运动员对球做了功 B ．球克服支持力做了功 C ．重力对球做了功 D ．球克服阻力做了功 2．▲质量为m 的物体，受水平力F 的作用，在粗糙的水平面上运动，下列说法中正确的是（ ） A ．如果物体做加速直线运动，F 一定对物体做正功 B ．如果物体做加速直线运动，F 也可能对物体做负功 C ．如果物体做减速直线运动，F 一定对物体做负功 D ．如果物体做匀速直线运动，F 一定对物体做正功 3．质量为0.5kg 的小球从高空自由下落，经2s 落到地面，在小球下落过程中重力做功的平 均功率是 （ ） A ．5W B ．10W C ．50W D ．100W 4．一物体由H 高处自由落下，当物体的动能等于势能时，物体所经历的时间为 （ ） A ．g H 2 B ．g H C ．g H 2 D ．以上都不对 5．一辆小车原先在平直公路上做匀速直线运动，从某时刻起，小车所受到的牵引力F 和阻 力F 1随时间的变化规律如图（甲）所示，则作用在小车上的牵引力的功率随时间变化规律是图（乙）（ ） 6．▲某物体做变速直线运动，则下列说法中不正确．．． 的是 （ ） A ．若改变物体速度的是重力，物体的机械能不变 B ．若改变物体速度的是摩擦力，物体的机械能必定减少 C ．若改变物体速度的是摩擦力，物体的机械能可能增加 D ．在物体速度增加的过程中，物体的机械能必定增加 7．▲质量为m 的汽车，发动机的功率恒为P ，摩擦阻力恒为F 1，牵引力为F ，汽车由静止开 始，经过时间t 行驶了位移s 时，速度达到最大值v m ，则发动机所做的功为 （ ） A ．Pt B ．Fs C ．2m 1 2 mv D ．221m 2mP Ps F v 8．▲某人把原来静止于地面上的质量为2kg 的物体向上提起1m ，并使物体获得1m/s 的速 度，取g =10m/s 2 ，则这过程中下列说法中正确的是 （ ） A ．人对物体做的功为21J B ．合外力对物体做的功为21J C ．合外力对物体做功20J （甲） （乙) A B C D [高考命题解读] 第1讲 功和功率 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. 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. 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 做负功 D.支持力对物体m 做正功 答案 BCD 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 为时间t 内物体做功的快慢. (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 (多选)关于功率公式P ＝W t 和P ＝F v 的说法正确的是( ) A.由P ＝W t 知，只要知道W 和t 就可求出任意时刻的功率 B.由P ＝F v 既能求某一时刻的瞬时功率，也可以求平均功率 C.由P ＝F v 知，随着汽车速度的增大，它的功率也可以无限增大 D.由P ＝F v 知，当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比 答案 BD 自测3 两个完全相同的小球A 、B ，在某一高度处以相同大小的初速度v 0分别沿水平方向和竖直方向抛出，不计空气阻力，如图2所示，则下列说法正确的是( ) 功和能 一、功 知识清单 1. 如果力作用在物体上，并使物体沿力的方向________________________，我们就说这个力对物体做了功。 2. 做功的两个必要因素：一是作用在物体上的_______；二是物体在这个力的方向上移 动了______________，这两个因素必须同时具备，缺一不可。 3. 功的计算公式: __________________。其中力的单位是______，距离的单位是______， 功的单位是________。 课堂检测 1. 以下关于力对杯子做功的描述正确的是（ D ） A.用手推杯子，杯子没动，推力对物体做了功 B.用手托着杯子，长时间不动，托力对杯子做了功 C.用手托着杯子水平向右移动，托力对杯子做了功 D.用手托着杯子竖直向上移动，托力对杯子做了功 2. 下列关于功的各种说法中，正确的是（ D ） A. 只要有力作用在物体上，就一定做了功 B. 只要物体移动了距离，就一定做了功 C. 只要有力作用在物体上，物体又移动了距离，就一定做了功 D. 只要有力作用在物体上，物体又在该力的方向上移动了距离，就一定做了功 3. 下列实例中，力对物体没有做功的是（ D ） 移动了一段距离 力 一段距离 W = Fs N m J A. 叉车向上举起重物 B. 小林沿着斜面向上拉动物体 C. 小欣背着书包上楼 D. 小明用力推石头但石头不动 4. 一个人用同样大小的水平拉力拉着木箱，分别在光滑和粗糙的两种水平地面上前进相同的距离，关于拉力所做的功，下列说法中正确的是（ C ） A. 在粗糙地面上做功较多 B. 在光滑地面上做功较多 C. 两次做功一样多 D. 条件不足，无法比较两次做功的多少 5. 如图所示，用大小相等的拉力F1、F2、F3使同一物体分别沿着水平面、斜面和竖直方向移动相同的距离s，拉力F1、F2、F3所做的功分别是W1、W2、W3。下列判断正确的是（ D ） A. W1>W2>W3 B. W1 功和功率经典练习题 【例1】下面列举的哪几种情况下所做的功是零（） A ．卫星做匀速圆周运动，地球引力对卫星做的功 B ．平抛运动中，重力对物体做的功 C ．举重运动员，扛着杠铃在头上的上方停留10s ，运动员对杠铃做的功 D ．木块在粗糙水平面上滑动，支持力对木块做的功 【例2】一个质量m=2 kg 的物体,受到与水平方向成37°角斜向上方的力F 1=10 N 作用,在水平地面上移动的距离L=2 m,物体与地面间的滑动摩系数为μ=0.2,求外力对物体所做的总功.10.4J 【例3】起重机将质量为100kg 的重物竖直向上移动了2 m ，（不计阻力，g 取9.8 m/s 2） （1）若将重物匀速提高，则拉力对重物做功W= _____J ，重力对物体做功W G =____J （2）若将重物匀加速提高，加速度a 1 = 0.2m/s 2，则拉力对重物做功W= ______J ，重力对物体做功W G = _________J （3）若将重物匀减速下降，加速度大小a 2 =0.2m/s 2，则拉力对重物做功W= ____J ，重力对物体做功W G = _______J 【例4】如图所示，质量为M 的长木板放在光滑的水平面上，一个质量为m 的滑块以某一速度沿木板表面从A 端滑到B 端，在木板上前进了L ，而木板前进了s 。若滑块与木板间的动摩擦系数为μ,则摩擦力对滑块做的功为多少？对木板做的功多少？ 【例5】如图,在光滑的水平面上,物块在恒力F=100 N 的作用下从A 点运动到B 点, 与滑轮的质量及绳、滑轮间的摩擦,H=2.4 m,α=37°,β=53°.求拉力F 做的功.100J 【例6】质量为0.5kg 的物体从高处自由下落，在下落的前2s 内重力对物体做的功是多少？这2s 内重力对物体做功的平均功率是多少？2s 末重力对物体做功的瞬时功率是多少？（g 取10 m/s 2）100J,50W,100W 【例7】卡车在平直公路上从静止开始加速行驶，经时间t 前进距离s ，速度达到最大值v m 。设此过程中发动机功率恒为P ，卡车所受阻力为f ，则这段时间内，发动机所做的功为（） A ．Pt B ．fsC ．Pt=fs D ．fv m t 【例8】 质量为2t 的农用汽车，发动机额定功率为30kW ，汽车在水平路面行驶时能达到的最大时速为54km/h 。若汽车以额定功率从静止开始加速，当其速度达到v=36km/h 时的瞬时加速度是多大？0.5 【例9】汽车发动机的额定功率为30KW ，质量为2000kg ，当汽车在水平路面上行驶时受到阻力为车重的0.1倍， ①汽车在路面上能达到的最大速度③当汽车速度为10m ／s 时的加速度? ②若汽车从静止开始保持1m ／s 2的加速度作匀加速直线运动，则这一过程能持续多长时间 【例10】汽车发动机的功率为60 kW ，汽车的质量为4 t ，当它行驶在坡度为0.02的长直公路上时，如图8－4，所受阻力为车重的0.1倍(g ＝10 m/s 2)，求： (1)汽车所能达到的最大速度v m =？12.5 (2)若汽车从静止开始以0.6 m/s 2的加速度做匀加速直线运动，则此过程能维持多长时间？13.9s (3)当汽车匀加速行驶的速度达到最大值时，汽车做功多少？4.16×105J (4)在10 s 末汽车的即时功率为多大？43.2KW 【随堂练习】 1．关于摩擦力对物体做功，以下说法中正确的是（） A ．滑动摩擦力总是做负功 B ．滑动摩擦力可能做负功，也可能做正功 C ．静摩擦力对物体一定做负功 D ．静摩擦力对物体总是做正功 2. 关于力对物体做功，以下说法正确的是（） A ．一对作用力和反作用力在相同时间内做的功一定大小相等，正负相反 A (一)功 1)概念：如果物体受到力的作用，并沿着力的方向移动一 段距离，这个力就对物体做了功 2)做功的两个必要因素，缺一不可： a)一是要有力的作用 b)二是物体沿着力的方向通过一段距离。（注意力作用 的阶段性） 3)三种情况对物体没有做功（适当加点分解原理） a)有力作用在物体上，但物体没动 b)有力作用在物体上，物体也通过了距离，但物体移 动距离的方向跟这个力的方向垂直。如手提水桶在 水平面上运动一段距离 c)物体通过了距离，但在物体通过距离的方向上没有 力的作用 4)功的计算和单位： a)计算：在物理学中，把力与物体沿力的方向移动距 离的乘积叫做功。功用W表示 W=FS（其中力的单位是N，距离的单位是m） b)单位：焦耳符号：J 5)功的原理 a)使用机械时，人们所做的功，都不会少于不用机械 时直接对物体做的功，即使用任何机械都不能省功 b)在使用机械做功时，由于机械有重力，机械之间存 在摩擦，所以人们要克服重力和摩擦做功。 c)在理想的情况下，即不考虑机械自身的重力和摩擦 的情况下，人们使用机械时所做的功等于不用机械 时直接用手做的功。 d)既然使用机械不省功，为什么还要使用机械？ ①这是由于使用的机械有的可以改变力的方向、有 的可以省力、有的既能省力又能改变力的方向、 有的可以省距离、有的还可以改变做功的快慢 ②运用功的原理可以推导出使用斜面的省力公式 为：F=hG/s 直接用手做功：W1=Gh 使用斜面做功：W2=Fs 根据功的原理：W2=W1，则F= hG/s (二)机械效率 1)相关概念： a)有用功：利用机械做功时，对人们有用的功叫做有用功。 b)额外功：利用机械做功时，人们不需要但又不得不做的功叫做额 外功。它是由于摩擦、机械自重等原因而不得不做的功。 c)总功：人在利用机械达到目的过程中实际做的功叫做总功。 W总=W有用+W额外 2)怎样区分总功和有用功 培优作业(五) 功和功率 A 组 (15分钟 50分) 一、选择题(每小题5分，共30分) 1．如图所示，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，下列说法正确的是( ) A ．摩擦力对物体P 做正功 B ．物体P 克服摩擦力做功 C ．摩擦力对皮带不做功 D ．合力对物体P 做正功 解析：物体匀速运动，所受合力为零，合力对P 不做功，选项D 错误；物体受到竖直向下的重力、垂直于皮带的支持力和沿皮带向上的摩擦力，物体上升过程中，摩擦力对P 做正功，选项A 正确，选项B 错误；皮带所受摩擦力方向斜向下，与皮带运动方向相反，对皮带做负功，选项C 错误． 答案：A 2．质量为m 的物体沿倾角为θ的斜面滑至底端时的速度大小为v ，此时支持力的瞬时功率为( ) A ．mg v B ．0 C ．mg v cos θ D ．mg v tan θ 解析：物体沿斜面滑至斜面底端时的速度方向沿斜面向下，与支持力夹角为90°，因而支持力的瞬时功率为0，选项B 正确． 答案：B 3．放在地面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6 s 内其速度与时间图象和拉力的功率与时间图象如图所示，则物体的质量为(g 取10 m/s 2)( ) A ．5 3 kg B ．109 kg C ．3 5 kg D ．910 kg 解析：物体在前2 s 内做匀加速直线运动，由P ＝F v ,2 s 末功率为30 W ，速度为6 m/s ，因此前2 s 内拉力F 1＝5 N ；后4 s 内做匀速直线运动，拉力的功率等于阻力的功率，拉力大 小和阻力大小都是P v ＝53 N ；再由前2 s 内a ＝3 m/s 2，且F 1－f ＝ma 得质量为10 9 kg ，选项B 正确． 答案：B 4．机车以下列两种方式启动，且沿直线运动(设阻力不变)．方式①：机车以不变的额定功率启动；方式②：机车的启动功率先随速度均匀增加，后保持额定功率不变．如下图给出的四个图象中，能够正确反映机车的速度v 随时间t 变化的是 ( ) A ．甲对应方式①，乙对应方式② B ．乙对应方式①，丙对应方式② C ．甲对应方式①，丙对应方式② D ．丙对应方式①，丁对应方式② 解析：对于方式①：机车以不变的额定功率启动，据P ＝F v 可知，随着v 的增大，F 减小，又由a ＝F －F 阻 m 可知加速度减小，在v -t 图象上斜率减小，故①对应乙图；对于方式 ②：机车以速度均匀增加启动，即先保持牵引力不变，可知加速度不变，当达到额定功率后，牵引力减小，直至牵引力和阻力相等，最后匀速，故方式②对应丙图． 答案：B 5．某小区的业主在乘坐电梯从18楼由静止开始运动到1楼，电梯向下做加速运动，速度达到最大后向下做匀速运动，最后减速运动到1楼．则( ) A ．电梯向下加速运动时，电梯对人做正功，电梯向下匀速运动时电梯对人不做功，电梯向下减速运动时，电梯对人做负功 B ．电梯向下加速运动和向下匀速运动时，电梯对人做正功，电梯向下减速运动时，电梯对人做负功 C ．电梯向下加速运动时，电梯对人做正功，电梯向下匀速运动和向下减速运动时，电梯对人做负功 D ．整个运动过程中，电梯始终对人做负功 解析：力对物体做功的表达式为W ＝Fl cos α，0°≤α＜90°时，F 做正功；α＝90°时，F 不做功；90°＜α≤180°时，F 做负功．电梯支持力始终竖直向上，与电梯的运动方向始终相反，α＝180°，则电梯对人的支持力始终对人做负功，选项D 正确． 答案：D 6．(多选)关于力对物体做功，下列说法正确的是( ) A ．一对作用力与反作用力，若作用力做正功，则反作用力一定做负功 功和功率试题及答案详 解 Corporation standardization office #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8 第七章机械能——功和功率 一、选择题 1、如图1所示，用力拉一质量为m的物体，使它沿水平匀速移动距离s， 若物体和地面间的摩擦因数为μ，则此力对物体做的功为（） A．μmgs B．μmgs/（cosα+μsinα） C．μmgs/（cosα-μsinα） D．μmgscosα/（cosα+μsinα） 2、如图2所示，质量为m的物块始终固定在倾角为θ的斜面上，下列说法 中正确的是（） A．若斜面向右匀速移动距离s，斜面对物块没有做功 B ．若斜面向上匀速移动距离s，斜面对物块做功mgs C．若斜面向左以加速度a移动距离s，斜面对物块做功mas D．若斜面向下以加速度a移动距离s，斜面对物块做功m（g+a）s 3、从空中以40 m/s的初速平抛一个重力为10 N的物体，物体在空中运动 3 s落地，不计空气阻力，取g＝10 m/s2，则物体落地时重力的即时功率为( ) A．400 W B．300 W C．500 W D．700 W 4、如图3所示，质量为m的物体P放在光滑的倾角为θ的直角劈上，同时用力F向右推劈，使P与劈保持相对静止，在前进的水平位移为s的过程中， 劈对P做的功为( ) 图3 A．F·s B．mg sinθ·s/2 C．mg cosθ·s D．mg tan θ·s 5、质量为m的汽车发动机的功率恒为P，摩擦阻力恒为f，牵引力为F．汽 车由静止开始，经过时间t行驶了位移s时，速度达到最大值v m，则发动机所 做的功为( ) 图1 图2 第1讲 功和功率 功 (考纲要求 Ⅱ) 1.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． 2．公式：W ＝Fl cos α (1)α是力与位移方向之间的夹角，l 为物体对地的位移． (2)该公式只适用于恒力做功． 3．功的正负 夹角 功的正负 α<90° 力对物体做正功 α＝90° 力对物体不做功 α>90° 力对物体做负功或说成物体克服这个力做了功 判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”． (1)只要物体受力的同时又有位移发生，则一定有力对物体做功．( ) (2)一个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动．( ) (3)滑动摩擦力可能做负功，也可能做正功；静摩擦力对物体一定不做功．( ) (4)作用力做正功时，反作用力一定做负功．( ) 答案 (1)× (2)√ 功率 (考纲要求 Ⅱ) 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 为时间t 内的平均功率． (2)P ＝F v cos_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． 4．额定功率：机械正常工作时输出的最大功率． 5．实际功率：机械实际工作时输出的功率．要求小于或等于额定功率． 判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”． (1)以恒定牵引力启动的机车，在加速过程中发动机做的功可用公式W ＝Pt 计算．( ) (2)据P ＝F v 可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比．( ) (3)汽车上坡的时候，司机必须换挡，其目的是减小速度，得到较小的牵引力．( ) 答案 (1)× (2)√ (3)× 基 础 自 测 图5－1－1 第五章机械能及其守恒定律 第一讲功和功率 一、知识要点 （一）功 1、功的公式及其理解： 2、力对物体是否做功的判断： 3、功的正负及其意义： 4、几种求功的方法： 5、总功的计算： （二）功率 1、定义式： 2、计算式及其理解： （三）汽车的两种起动问题 1、恒定功率的加速。 2、恒定牵引力的加速。 二、典例精析 例1：如图所示，带有光滑斜面的物体B放在水平地面上，斜面底端有一重G=2 N的金属 块A，斜面高h ，倾角α＝600，用一水平推力F推A，在将A从底端推到顶端的过程中,A和B都做匀速运动，且B运动距离L=30 cm，求此过程中力F所做的功和金属块克服斜面支持力所做的功． 例2:一质量为m的小球以速度V0水平抛出，经时间t落地，不计空气阻力，求： （1）此过程中重力的平均功率为多少？ （2）小球落地时重力的瞬时功率为多少？ 例3：图示为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量m=5×103 kg 的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上作匀加速直线运动，加速度a=0.2 m/s 2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做v m =1.02 m/s 的匀速运动。取g=10 m/s 2 ,不计额外功。求： （1）起重机允许输出的最大功率。 （2）重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率。 三、随堂练习 1、质量为m 的物体静止在倾角为α的斜面上，用水平推力使斜面向左水平匀速移动距离L ，物体与斜面始终保持相对静止，如图所示，求： （1）m （2）斜面对物体做的功又是多少？ 2、质量为m 的物体静止在光滑水平面上，从t=0时刻开始受到水平力的作用，力的大小F 与时间的关系如图所示，力的方向保持不变，则（ ） A 、3t 0时刻的瞬时功率为m t F 0205 B 、3t 0时刻的瞬时功率为m t F 0 2015 3F F 0000 7.3 功率同步练习题解析（人教版必修2） 1．质量为m的木块放在光滑水平面上，在水平力F的作用下从静止开始运动，则开始运动时间t后F的功率是（）。 A． 2 2 F t m B． 22 2 F t m C． 2 F t m D． 22 F t m 2．一辆小车在水平路面上做匀速直线运动，从某时刻起，小车受到的牵引力F和阻力f随时间的变化规律如图所示，则小车所受的牵引力的功率随时间变化的规律是（）。 3．近年我国高速铁路技术得到飞速发展，20XX年12月3日京沪杭高铁综合试验运行最高时速达到486．1千米，刷新了世界记录，对提高铁路运行速度的以下说法，错误的是（）。 A．减少路轨阻力，有利于提高列车最高时速 B．当列车保持最高时速行驶时，其牵引力与阻力大小相等 C．列车的最高时速取决于其最大功率、阻力及相关技术 D．将列车车头做成流线形，减小空气阻力，有利于提高列车功率 4．如图所示是健身用的“跑步机”示意图，质量为m的运动员踩在与水平面成α角的静止皮带上，运动员用力向后蹬皮带，皮带运动过程中受到的阻力恒为f，使皮带以速度v 匀速向后运动，则在运动过程中，下列说法正确的是（）。 A．人脚对皮带的摩擦力是皮带运动的动力 B．人对皮带不做功 C．人对皮带做功的功率为mg v D．人对皮带做功的功率为f v 5．一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，之后保持额定功率运动，其v t图象如图所示。已知汽车的质量为m＝2×103 kg，汽车受到地面的阻力为车重的0．1倍，g取10 m/s2，则（）。 A．汽车在前5 s内的牵引力为4×103 N B．汽车在前5 s内的牵引力为6×103 N C．汽车的额定功率为60 kW D．汽车的最大速度为30 m/s 6．纯电动概念车E1是中国馆的镇馆之宝之一。若E1概念车的总质量为920 kg，在16 s内从静止加速到100 km/h（即27．8 m/s）。受到恒定的阻力为1 500 N，假设它做匀加速直线运动，其动力系统提供的牵引力为____N。当E1概念车以最高时速120 km/h（即33．3 m/s）做匀速直线运动时，其动力系统输出的功率为____kW。 7．一辆电动自行车的铭牌上给出了如下技术指标： 质量为M＝70 kg F f恒为车和人总重的0．02倍，g取10 m/s2。则在电动自行车正常工作时，人骑车行驶的最大速度为多少？ 8．图示为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量m＝5×103 kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a＝0．2 m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做v m＝1．02 m/s的匀速运动。取g＝10 m/s2，不计额外功。求： （1）起重机允许输出的最大功率； （2）重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率。 功和功率计算题 1、已知某型号的载重车在一段平直的高速公路上匀速行驶10.08km ，所用时间 是8min ，消耗燃油3L （假设燃油完全燃烧），汽车发动机在这段时间内的功率 为63kW 。若燃油的密度是0.8×103kg /m 3，求： （1）汽车行驶速度是多少？【21m/s 】 （2）汽车行驶过程的牵引力是多大？【3.0×103N 】 2、小明的爸爸新买了一辆小汽车，如图1所示，小明坐着这辆汽车匀速行驶 144 km ，用时2h ，消耗汽油9kg ，其发动机的功率为23kW 。请运用所学的 知识解答下列问题。（汽油的热值为4.6×107J/kg ） （1）汽车匀速行驶时所受的牵引力是多大？【1150N 】 （）观察小汽车的外型，判断小汽车在水平路面高速行驶和静止时，对地面压 力哪一个大？为什么？【静止时对路面的压力大，因为高速行驶时，汽车 上表面的空气流速大，对汽车的压强小，使 汽车有一个向上托力】 3、一辆汽车以72km ／h 的速度匀速行驶10 min ，消耗的汽油为1.2Kg 。汽车匀 速行驶时受到的牵引力F=1.2x103N ，汽油的热值q=4.6 x107J ／Kg 。问： (1)汽车在这段时间内消耗的功率(即1秒时间内汽油完全燃烧放出的热量)是 多少? 【9.2×104W 】 (2)这段时间内汽车牵引力做功的功率是多少?【2.4×104W 】 (3)比较(1)和(2)的结果，你有什么发现?简要分析原因(写出两条即可)。 【两种功率不相等，热量损失，汽油没有完全燃烧】 4、某辆小轿车油箱内装有32kg 汽油，司机小李驾车沿高速公路到某地旅游，路 程为300km ．假设轿车是匀速行驶，且受到的阻力为920N ．已知汽油完全燃 烧产生的内能有30%转化为机械能，汽油的热值为4.6×107J/kg ．求： （1）汽车到达目的地牵引力所做的功；【2.76×108 J 】 5、如图3所示，铁明同学向上跳台阶进行晨练，铁明重500N ，在10s 内匀速连 跳12个台阶，每个台阶的高度为0.2m ，在这个过程中，已知铁明克服摩擦做功 为2800J ，求在此过程中： （1）铁明竖直向上跳的平均速度是多大？【0.24m/s 】 图1 11.2功率同步练习题 一、选择题 1、图是甲、乙两物体做功与所需时间的关系图象，由图可知， 甲物体的功率P 甲与乙物体的功率P 乙 的大小关系是 A．P 甲＜P 乙 B．P 甲 ＝P 乙 C．P 甲＞P 乙 D．无法确定 2、关于功率概念的理解，下列说法中正确的是（） A．功率大的机械做的功多 B．功率大的机械做功时用的时间少 C．单位时间内完成的功越多，则功率越大 D．省力多的机械功率大 3、关于做功和功率的说法中正确的是（） A．有力作用在物体上，力—定对物体做功 B．在光滑水平面上做匀速直线运动的物体，没有力做功 C．物体受到的作用力越大，力对物体做功就越多 D．力对物体做功越多，功率就越大 4、甲、乙二人的体重相同，同时从一楼开始登楼，甲比乙先到三楼，则他们二人（） A．做的功相同，但甲的功率较大 B．做的功相同，功率也相同 C．甲做的功较多，但功率相同 D．甲做的功率多，功率也较大 5、某人骑一辆普通自行车，在平直公路上以某一速度匀速行驶，若人和车所受的阻力为20N，则通常情况下，骑车人消耗的功率最接近（）A．1W B．10W C．100W D．1000W 6、汽车上坡时，驾驶员要换成低档，以减小汽车的行驶速度，这样做的目的是： A、省功; B、安全; C、减小摩擦; D、增加爬坡的牵引力。 7、甲、乙两个学生质量之比是3∶2，登上同一座山的时间之比是2∶3，那么甲、乙二人登山时的功率为（） A. 1∶1 B. 2∶3 C. 3∶ 2 D. 9∶4 8、两名运动员，甲比乙高，如果他们举起相同质量的杠铃所用时间相等，则：A．甲做功较多，功率较大; B．甲做功较多，功率较小; C．甲做功较多，甲、乙功率相等; D．甲、乙做功相等，乙的功率较大. 9、一台机器的功率是125瓦，它表示的意思是 A．这台机器完成125焦耳的功 B．这台机器在1秒内完成125焦耳的功 C．这台机器在每秒内完成125焦耳／秒的功 D．这台机器1秒内完成125瓦的功 功和功率 一、单项选择题(本题包含39小题) 1．以下事例中，重力做功的是 ( ) A.冰球在水平的冰面上滚动 B.皮划艇在平静水面快速滑行 C.跳水运动员下落 D.举重运动员把杠铃举起停在空中静止不动 2．如图所示，四幅图是小新提着包回家的情景，小新提书包的力不做功的是哪幅图 ( ) 3．在图中的几个情形中所提到的力没有做功的是( ) 4．下列各种情况中做功的是( ) Ａ.用竖直向上的力提水桶在水平面行走 Ｂ.用水平力推重物在水平地面上行走 Ｃ.运动员举高1800牛的杠铃坚持10秒钟 Ｄ.水球重50牛，沿光滑水平面运动10米 5．用三种方法来提升同一个重物：a.用不计摩擦的定滑轮将重物提高h ；b.沿光滑斜面将重物提高h；c.用手直接将重物提高h.其中做功大小是：( ) Ａ.a方式做功最少Ｂ.b方式做功最少 Ｃ.c方式做功最少Ｄ.三种方式做功一样多 6．汽车在平直道路上做匀速直线运动，下列说法中正确的是（）A．汽车的牵引力为零 B．汽车所受的摩擦力为零 C．汽车牵引力所做的功为零D．汽车所受的合力为零 7．以下估测中，基本符合实际情况的是( ) A.人正常步行的速度约5m/s， B.某同学走路时对地面的压强约1.5×103Pa C.中学生的体重约50N D.把一个鸡蛋举高1m做的功约0.5J 8．某学生用40牛的力将重60牛的铅球抛出5米远，则铅球在空中运动过程中，人对铅球所做的功是：( ) Ａ．200焦Ｂ．300焦Ｃ．0焦Ｄ．500焦 9．重50N的重物，在10N水平力的作用下，沿水平方向移动了5m，那么重力对重物做的功是 ( ) A.50J B.250J C.0 D.上述都不对 10．在2000年9月22日悉尼奥运会上，我国运动员丁美媛获得女子75kg以上级举 高考目标 复习指导 功和功率Ⅱ 1.考情分析：高考对本章知识点考查频率最高的是动能定理、机械能守恒定律．有 单独考查，多以与其他知识综合考查，有选择题，也有计算题． 2.高考热点： (1)功和功率的理解与计算． (2)动能定理、机械能守恒定律常结合牛顿运动定律、平抛运动、圆周运动以及 电磁学知识进行考查． (3)动能定理及能量守恒定律与生产、生活、科技相结合进行综合考查. 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 高考物理一轮复习讲义 第五章 机械能 第1讲 功和功率 教科版 第1讲 功和功率 一、功 1．做功的两个不可缺少的因素：力和物体在力的方向上发生的位移． 2．功的大小 (1)公式：W＝Fl cos α(α为力和位移的夹角) 功是标量，正功表示对物体做功的力是动力；负功表示对物体 做功的力是阻力，功的正负不表示功的大小． 二、功率 1．定义：功与完成功所用时间的比值． 2．物理意义：描述力对物体做功的快慢． 3．公式 (1)P ＝W t ，P 为时间t 内的平均功率． (2)P ＝Fv cos 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． ．额定功率和实际功率 名称 意义 二者联系 额定功率 动力机械长时间正常工作时的最大输出功率 实际功率可以小于或等于额定功率，实际功率长 时间大于额定功率时会损坏机械 实际功率 动力机械实际工作时的输出功率 1．关于功率公式P ＝W t 和P ＝Fv 的说法正确的是( ) A ．由P ＝W t 知，只要知道W 和t 就可求出任意时刻的功率 B ．由P ＝Fv 只能求某一时刻的瞬时功率 C ．从P ＝Fv 知汽车的功率与它的速度成正比 D ．从P ＝Fv 知当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比 解析：P ＝W t 是对应一段时间内的功率，是平均功率，在P ＝F ·v 中，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．当P 一定时，F 与v 成反比． 答案：D 2．如图所示，人站在电动扶梯的水平台阶上，假定人与扶梯一起沿斜面匀加速上升，在这个过程中人脚所受的静摩擦力( ) 第1节功和功率 要点一功的正负判断与恒力、合力做功的计算 1．功的正负的判断方法 (1)恒力做功的判断：依据力与位移的夹角来判断。 (2)曲线运动中做功的判断：依据F与v的方向夹角α来判断，当0°≤α<90°，力对物体做正功；90°<α≤180°，力对物体做负功；α＝90°，力对物体不做功。 (3)依据能量变化来判断：功是能量转化的量度，若有能量转化，则必有力对物体做功。此法常用于判断两个相联系的物体之间的相互作用力做功的判断。 2．恒力做功的计算方法 3．合力做功的计算方法 方法一：先求合力F合，再用W合＝F合l cos α求功。 方法二：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。 1．(多选)如图5-1-1所示，质量为m的物体置于倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动 摩擦因数为μ，在外力作用下，斜面体以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物 体m与斜面体相对静止。则关于斜面对m的支持力和摩擦力的下列说法中正确的是( ) A．支持力一定做正功B．摩擦力一定做正功 C．摩擦力可能不做功D．摩擦力可能做负功 2.如图5-1-2所示，木板可绕固定水平轴O转动。木板从水平位置OA缓慢转到OB 位置，木板上的物块始终相对于木板静止。在这一过程中，物块的重力势能增加了2 J。 用F N表示物块受到的支持力，用F f表示物块受到的摩擦力。在此过程中，以下判断正确 的是( ) A．F N和F f对物块都不做功 B．F N对物块做功为2 J，F f对物块不做功 C．F N对物块不做功，F f对物块做功为2 J D．F N和F f对物块所做功的代数和为0 3．(全国卷Ⅱ)一物体静止在粗糙水平地面上。现用一大小为F1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为v。若将水平拉力的大小改为F2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v。对于上述两个过程，用W F1、W F2分别表示拉力F1、F2所做的功，W f1、W f2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则( ) A．W F2>4W F1，W f2>2W f1 B．W F2>4W F1，W f2＝2W f1 C．W F2<4W F1，W f2＝2W f1 D．W F2<4W F1，W f2<2W f1 要点二变力做功的计算 (一)利用动能定理求变力做功 [典例1] (海南高考)如图5-1-3，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高；功和功率计算题有答案
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