2022高考物理课标版一轮课件：第五章 第1节 功和功率

所以A.WW B C.W
111<=<WWW
2
<2 =WW 3 <W
3
,3B正确B。.W 2 D.W
1 <W 1 =W
2 <W 2 <W
3 3
关闭
解析 答案
-18 -
考点一
考点二
考点三
例3 如图所示,质量为m 的小球用长为l的轻绳悬挂于O 点,用水平
恒力F拉着小球从最低点运动到使轻绳与竖直方向成θ角的位置,
率。
基础夯实 自我诊断
-8-
一阵风水平吹过,将熟透的苹果从2 m 高的枝头吹落。若苹果重 2 N,风力恒为3 N,下落的水平位移为1 m 。
(1)苹果下落过程中,重力和风力各做多少功? (2)重力和风力对苹果做的总功能不能用平行四边形定则来求? 若不能应该怎么求?所做总功为多少?总结出两个力的总功的求法 。
考点一
考点二
考点三
例1 (多选)如图所示,倾角为θ的斜劈放在水平面上,斜劈上用固
定的竖直挡板挡住一个光滑的质量为m 的小球,当整个装置沿水平
面以速度v向左匀速运动时间t时,以下说法正确的是( )
关闭
A.小球的重力做功为零 B.斜劈对小球的弹力做功为 C.挡板对小球的弹力做负功 D.合力对小球做功为零
-13 -
4 .(2016·课标全国Ⅲ)一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动, 在时间间隔t内位移为x,动能变为原来的9 倍。该质点的加速度为( )
答案 A
-14 -
基础夯实 自我诊断
5 .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v0 分别沿水平方向和竖直方向抛出,不计空气阻力,如图所示,则 下列说法正确的是( )

t
（2）P=_F_v_c_o_s_α__(α 为F与v的夹角)。 3.额定功率 机械正常工作时的_最__大__功__率__。 4.实际功率 机械_实__际__工__作__时的功率，要求不能大于__额__定__功率。
【思考辨析】 (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 一定做负功。( )
考点 2 功率的计算
解题 技巧
【考点解读】计算功率的方法
1.平均功率的计算
（1）利用 P W。
t
(2)利用 P F vcos，其中 v 为物体运动的平均速度。
2.瞬时功率的计算 (1)利用公式P=F·vcosα ，其中v为t时刻的瞬时速度。 (2)利用公式P=F·vF，其中vF为物体的速度v在力F方向上的分 速度。 (3)利用公式P=Fv·v，其中Fv为物体受的外力F在速度v方向上 的分力。
(4)作用力做正功时，反作用力一定做负功。( ) (5)据P=Fv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。( ) (6)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。( )
分析：若物体发生位移的同时，也受力的作用，当力与位移垂 直时，此力并不做功，故（1）错误；力对物体做负功，此力 阻碍物体的运动，故（2）正确；静摩擦力和滑动摩擦力都可 以对物体做正功，也可以对物体做负功，故（3）错误；作用 力做正功时，反作用力可以做正功、负功或不做功，二者无必 然关系，故（4）错误；在发动机的功率P一定时，牵引力与速 度成反比，故（5）正确；汽车在上坡时，汽车的牵引力除了 需要克服阻力以外，还要克服重力沿斜坡向下的分力，所以需 要增大牵引力,由 F P 可知，在P一定时，要增大牵引力，必

A．汽车行驶中所受的阻力为Fv1v3 1 B．汽车匀加速运动的过程中牵引力的冲量大小为vm3－v1vv31 C．速度为v2时的加速度大小为Fm1vv21 D．若速度为v2时牵引力恰为F21，则有v2＝2v1
解析 根据牵引力和速度的图像得汽车运动中的最大功率为F1v1。该车达
到最大速度时加速度为零，所以此时阻力等于牵引力，所以阻力Ff＝
专题三 功与能量
第1讲 功 功率和功能关系
1．恒力做功的公式W＝Fl·cosα
2．几种力做功的特点 (1)重力、弹簧弹力、静电力做功与 1 路径 无关。
(2)静摩擦力做功的特点 ①静摩擦力可以做正功，也可以做 2 负功 ，还可以不做功。 ②相互摩擦的系统内，一对静摩擦力所做功的代数和 3 总为零 。
功和功率的求解策略
例1 (多选)(2018·全国卷Ⅲ)地下矿井的矿石装在矿车中，用电机通过竖 井运送到地面。某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示， 其中图线①②分别描述两次不同的提升过程，它们变速阶段加速度的大小都相 同；两次提升的高度相同，提升的质量相等。不考虑摩擦阻力和空气阻力。对 于第①次和第②次提升过程( )
(3)滑动摩擦力做功的特点 ①滑动摩擦力可以对物体做正功，也可以对物体做 4 负功 ，当然也可以 对物体不做功； ②相互摩擦的系统内，一对滑动摩擦力所做的总功是 5 负值 ，其绝对值 恰好等于滑动摩擦力与相对位移的乘积。
3．常见的力学中功能关系 (1)合外力做功与动能的关系：W合＝ 6 ΔEk 。 (2)重力做功与重力势能的关系：WG＝ 7 －ΔEp 。 (3)弹力做功与弹性势能的关系：W弹＝ 8 －ΔEp 。 (4)除重力以外其他力做功与机械能的关系：W其他＝ 9 ΔE机 。 (5)滑动摩擦力做功与内能的关系：Ffl相对＝ 10 ΔE内 。

高基三础自物测理一轮复习
教材梳理
第五章
机械能及其守基恒础自定测律
教材梳理
第1节 功和功率
内容
考点一 正、负功的判断
考
考点二 功的计算
点
考点三 功率的分析与计算
基础自测 教材梳理 考点突破 题型透析 学科培优 素能提升 课时训练 规范解答 首页 上页 下页 尾页
基础自测 教材梳理
基础自测
教材梳理
1．(对功的理解)如图所示的四幅图是小明提包回家 的情景，小明提包的力不做功的是( B )
统计学的发展提供了理论基础。因此，统计与概率的基础知识已经成为一个未来公民的必备常识。在本模块中，学生将在义务教育阶段学习统计与概率的基础上，结合具体实例，学习概率的某些基本性质和简单的概率模型，加深对随机现象的理解，能通过实验、计算器（机）模拟估计 简单随机事件发生的概率。教科书首先通过具体实例给出了随机事件
基础自测 教材梳理 考点突破 题型透析 学科培优 电素能磁提升学课相时训结练合规的范解题答 目首的页 训上页练下．页 尾页 的定义，通过抛掷硬币的试验，观察正面朝上的次数和比例，引出了随机事件出现的频数和频率的定义，并且利用计算机模拟掷硬币试验，给出试验结果的统计表和直观的折线图，使学生观察到随着试验次数的增加，随机事件发生的频率稳定在某个常数附近，从而给出概率的统计定义。概率的意义是本章的重点内容。教科书从几方面解释概率的意义，
内容
根据功的定 义可知，B 项中在力的 方向上没有 发生位移， 故B项中拉 力没有做 功．
答案 解析
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基础自测

C [如图，小球在 F 方向的位移为 CB，方向与 F 同向，则 WF＝F·CB＝F·Lsin θ 小球在重力方向的位移 为 AC，方向与重力反向，则 WG＝－mg·L(1－cos θ)
绳的拉力 FT 时刻与运动方向垂直，则 WFT＝0 故 W 总＝WF＋WG＋WFT＝FLsin θ－mgL(1－cos θ) 所以选项 C 正确。]
一、思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)
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
一定做负功。
(× )
4．据P＝Fv可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运
A．mg 2gh C．mgsin α 2gh
B．12mgsin α 2gh D．mg 2ghsin α
C [由于斜面光滑，物体下滑过程中机械能守恒，有 mgh＝12 mv2，物体滑至底端的速度为 v＝ 2gh，重力做功的瞬时功率 P＝ mgv·cos θ，由几何关系可知 mg、v 的夹角 θ＝90°－α，则物体滑至 底端时重力做功的瞬时功率 P＝mgsin α 2gh，故 C 正确。]
1．两种启动方式
恒定 功率 启动
动态 过程
机车启动问题 [讲典例示法]
恒定 功率 启动
P-t 图 象和 v-t
图象
恒定 加速
动态 过程
度启
动 P-t 图象和
v-t 图象
2.三个重要关系式 (1)无论哪种启动过程，机车的最大速度都为 vm＝FPf。 (2)机车以恒定加速度启动时，匀加速过程结束后功率最大，速 度不是最大，即 v＝FP<vm＝FPf。 (3)机车以恒定功率运行时，牵引力做的功 W＝Pt，由动能定理 得 Pt－Ffx＝ΔEk，此式经常用于求解机车以恒定功率启动过程的位 移、速度或时间。

第五章 机械能
高考一轮总复习 • 物理
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考点二 功率的计算
计算功率的方法 1．平均功率的计算方法 (1)利用 P ＝Wt 。 (2)利用 P ＝F·v cos θ，其中 v 为物体运动的平均速度，F 为恒力。
第五章 机械能
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2．瞬时功率的计算方法 (1)利用公式P＝F·vcos θ，其中v为t时刻的瞬时速度。 (2)P＝F·vF，其中vF为物体的速度 v在力F方向上的分速度。 (3)P＝Fv·v，其中Fv为物体受的外力F在速度v方向上的分力。
第五章 机械能
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思考：一阵风水平吹过，将熟透的苹果从2 m高的枝头吹落。若苹 果重2 N，风力恒为3 N，下落的水平位移为1 m。
(1)苹果下落过程中，重力和风力各做多少功？ (2)重力和风力对苹果做的总功能不能用平行四边形定则来求？若不 能应该怎么求？所做总功为多少？总结出两个力的总功的求法。 [答案] (1)重力做功为4 J，风力做功为3 J。(2)不能，各力做功的 代数和为总功，总功为7 J。
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〔变式训练1〕(2020·江西丰城九中段考)20世纪五六十年代，人们
通常通过“拉磨”的方式把粮食颗粒加工成粗面来食用。如图所示，一
个人推磨，其推磨杆的力的大小始终为F，方向与磨杆始终垂直，作用
点到轴心的距离为r，磨盘绕轴缓慢转动，则在转动一周的过程中推力F
做的功为 A．0
(B )
B．2πrF
第五章
机械能
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课程标准
1．理解功和功率。了解生产生活中常见机械的功率大小及其意义。 2．理解动能和动能定理。能用动能定理解释生产生活中的现象。 3．理解重力势能，知道重力势能的变化与重力做功的关系。定性了解 弹性势能。 4．通过实验，验证机械能守恒定律。理解机械能守恒定律，体会守恒 观念对认识物理规律的重要性。能用机械能守恒定律分析生产生活中的 有关问题。

第1讲 功 和 功 率
必备知识·自主排查
【知识再现】 一、功 1．要素：力和物体在_力__的__方__向__上发生的位移。 2．公式：W＝_F_l _c_o_s__α__，其中F是恒力，l是物体的位移，α是力的方向和 _位__移__方向的夹角。
【情境转换】 甲、乙、丙、丁四个图中，力F分别做了多少功？请用图中所给的字母表示。
2．(恒力做功)把一个物体竖直向上抛出去，该物体上升的最大高度是h，若 物体的质量为m，所受的空气阻力大小恒为f，则从物体被抛出到落回地面的 全过程中( ) A．空气阻力做的功为零 B．空气阻力做的功为2fh C．重力所做的功为零 D．重力所做的功为2mgh
【解析】选C。在上升的过程中，空气阻力做功为－fh，在下降的过程中， 空气阻力做功为－fh，则整个过程中空气阻力做功为－2fh，选项A、B错 误；物体被抛出到落回抛出点的全过程中，初末位置相同，高度差为零，所 以重力做功为零，选项C正确，D错误。
做功情形 都做正功
都做负功
一正一负
一 一为正 为 零 一为负
图例
备注
(1)一对相互作用力做的总功与参考系无关 (2)一对相互作用力做的总功W=Flcosα。l 是相对位移，α是F与l间的夹角 (3)一对相互作用力做的总功可正、可负， 也可为零
【对点训练】 1．(判断正功、负功) (2021·开封模拟)如图所示，水平路面上有一辆质量 为M的汽车，车厢中有一个质量为m的人正用恒力F向前推车厢，在车以加速 度a向前加速行驶距离L的过程中，下列说法正确的是( ) A．人对车的推力F做的功为FL B．人对车做的功为maL C．车对人的作用力大小为ma D．车对人的摩擦力做的功为(F－ma)L
提示：(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)√

第15页
第五章 机 械 能
高考调研
新课标版 ·物理 ·高三总复习
方法二：如图所示，力F的作用点在整个过程中从A到 B，由AC＝BC＝1 m，可得AB＝ m，W＝Flcos30°＝150 J.
【答案】 B
第16页
第五章 机 械 能
高考调研
新课标版 ·物理 ·高三总复习
【学法指导】 公式W＝F·lcosα中l是力F作用点的位 移，与F具有对应性，同时具有相对性(指相对参考系，一般 取地面为参考系)，不能简单理解成是物体的位移．如例题中 力F作用点的位移与物块的位移并不相等，物块的位移是 Hcotα－Hcotβ.这也正是该题易错的原因．注意，题目中要求 的“对物体所做的功”(用动能定理)还是“拉力所做的功”．
第26页
第五章 机 械 能
高考调研
新课标版 ·物理 ·高三总复习
5．机车的启动的两类问题分析
(1)在额定功率下启动：
机车以恒定功率启动，若运动过程中所受阻力 f 不变，
由于牵引力 F＝Pv0，根据牛顿第二定律，得 F－f＝ma，即物
体的加速度 a＝mPv0 －mf ，可见机车在启动过程中随着速度的
上)得 F＝mgtanθ，而水平拉力 F 的方向与速度 v 的方向夹角
也是 θ，所以水平力 F 的瞬时功率是 P＝Fvcosθ，则 P＝
mgvsinθ.显然，从 A 到 B 的过程中，θ 是不断增大的，所以
水平拉力 F 的瞬时功率是一直增大的，故 A 项正确，B、C、
D 项错误．
【答案】 A
第32页
高考调研
新课标版 ·物理 ·高三总复习
第五章 机 械 能
第1页
第五章 机 械 能
高考调研

120 W，故最接近 100 W，选项 C 正确.
解析 第三十二页，编辑于星期六：二点 二十五分。
6 7 8 9 10
8.某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶，受到的阻力分别为车重的k1
和k2倍，最大速率分别为v1和v2，则( )
A.v2＝k1v1
√B.v2＝kk12v1
C.v2＝kk21v1
方法感悟 第十六页，编辑于星期六：二解点析二十答五案分。
12345
[题组阶梯突破] 1.一个人乘电梯从1楼到20楼，在此过程中经历了先加速，后匀速，再减速的 运动过程，则电梯支持力对人做功的情况是( ) A.加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功 B.加速时做正功，匀速和减速时做负功
C.加速和匀速做正功，减速时做负功
力和物体在 力的方向 上发生的位移.
2.计算公式
(1)当恒力F的方向与位移l的方向一致时，力对物体所做的功为W＝ . Fl
答案 第五页，编辑于星期六：二点 二十五分。
(2)当恒力F的方向与位移l的方向成某一夹角α时，力F对物体所做的功为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<π2时，W>0，力对物体做 正功 . (2)当π2<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＝π2时，W＝0，力对物体 不做功 .
第二页，编辑于星期六：二点 二十五分。
内容索引
必考考点自清 加试题型突破
课时训练
第三页，编辑于星期六：二点 二十五分。
必考考点自清
第四页，编辑于星期六：二点 二十五分。
1 考点逐项排查