2022高考物理总复习 考查点10 功和功率考点解读学案

2022高考物理总复习 考查点10 功和功率考点解读学案考情分析测试内容测试要求考情分析功B14年T6/T26、15年T12/T23、16年T12/T27、17年T21/T27功率B14年T7、15年T4、16年T10、17年T8知识梳理考点1功B1功的定义：力对物体所做的功，等于力的大小F、位移的大小l、力与位移方向间夹角的余弦这三者的乘积2功的计算公式：W_.(特别提醒：只适用于_做功的计算)3力做功的两个必要因素：力和物体在_发生位移4功是_，没有方向，但有正、负之分(1)当90时，W_0，即当力F和位移l方向垂直时，力对物体_(2)当090时，W_0，即当力F和位移l方向的夹角为锐角时，力F是动力，力F对物体做_(3)当90180时，W_0，即当力F和位移l方向的夹角为钝角时，力F是阻力，力F对物体做_，又可说成物体_这个力做功(取绝对值)5总功的计算方法：(1)W总_，为合外力F合与位移l方向间夹角(2)W总_，即总功为各个力做功的代数和(3)根据动能定理可知，外力对物体所做的总功等于物体的动能变化量，即_【典例1】(2016镇江模拟)关于功的概念，以下说法正确的是() A力是矢量，位移是矢量，所以功也是矢量 B功有正、负之分，所以功可能有方向性 C若某一个力对物体不做功，说明该物体一定没有位移 D恒力对物体做的功等于这个力的大小、物体位移的大小及力和位移方向间夹角的余弦三者的乘积【解析】功是力大小与在力的方向上通过的位移大小的乘积，是标量，其正负表示了功是以动力还是以阻力的形式出现，功的正负不表示方向，所以选项A、B错误力对物体不做功，也可能是力的方向与物体位移方向垂直造成的，选项C错误由功的公式知，选项D正确【答案】D【点拨】功的计算方法：恒力对物体做的功等于这个力的大小、物体相对于地面的位移大小及力和位移间夹角的余弦三者的乘积【变式1】(2016南通模拟)在光滑水平面上推物块和在粗糙水平面上推物块相比较，如果所用的水平推力相同，物块在推力作用下通过的位移相同，则推力对物块所做的功相比() A一样多 B在光滑水平面上推力所做的功较多 C由物块通过这段位移的时间决定 D由于物块的质量未知，故无法比较【典例2】如图所示，质量为m的物体静止在倾角为的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为，现使斜面水平向左匀速移动距离l.(1)重力对物体做的功为() A0 Bmgl Cmgltan Dmglcos(2)摩擦力对物体做的功为(物体与斜面相对静止)() A0 Bmglcos Cmglsincos Dmglsincos(3)斜面对物体的弹力做的功为() A0 Bmglsincos2 Cmglcos2 Dmglsincos【解析】(1)重力与位移方向相互垂直，即90WFlcos0.(2)由公式得Wmgsinlcos(180)mglsincos(3)由公式得Wmgcoslcos(90)mglsincos.【答案】(1)A(2)C(3)D【点拨】要求熟练掌握恒力做功的计算方法【变式2】近年来校园足球活动蓬勃开展，在一次足球比赛中，质量为m的足球在离地h高处，以速度v1水平飞向球门，守门员高高跃起，用力F将球水平击向己方球员，击球时的照片如图所示击出后的足球速度为v2，之后它的运动可视为做平抛运动求守门员击球过程中对足球所做的功W.【典例3】(2015江苏真题)一端固定的轻质弹簧处于原长，现用互成角度的两个力F1、F2拉弹簧的另一端至O点，如图所示，在此过程F1、F2分别做了6J、8J的功；换用另一个力F仍使弹簧重复上述过程，该过程F所做的功是() A2J B8J C10J D14J【解析】本题主要考查了功是标量，几个力对物体做的总功等于这几个力的合力对物体做功的代数和F1、F2拉弹簧的作用效果与力F拉弹簧的作用效果相同，故力F拉弹簧做的功等于力F1、F2拉弹簧做功的代数和，故为W6J8J14J，故选D.【答案】D【点拨】几个力对物体做的总功等于这几个力对物体所做功的代数和【变式3】(2016南京模拟)在某次帆船运动比赛中，质量为500kg的帆船，在风力和水的阻力共同作用下做直线运动的vt图象如图所示下列表述正确的是() A在01s内，合外力对帆船做了1 000J的功 B在02s内，合外力对帆船做了250J的负功 C在12s内，合外力对帆船不做功 D在03s内，合外力始终对帆船做正功考点2功率B1功率的定义：功跟完成这些功所用_的比值2功率的物理意义：描述力做功的_3功率的两个公式：(1)P，P为时间t内的_(2)PFvcos(为F与v方向间的夹角)v为平均速度，则P为_v为瞬时速度，则P为_4额定功率：机械_时输出的_功率5实际功率：机械_时输出的功率实际功率往往小于_6对公式PFv的讨论此公式的意义是：当力F与物体运动瞬时速度v方向在一直线上时，力的实际瞬时功率就等于力大小F和瞬时速度大小v的乘积，对于机车(汽车、火车等交通工具或动力装置)，牵引力F与物体运动速度v方向一致，可用公式PFv计算实际瞬时功率(称牵引力的功率、发动机的输出功率)，特别注意：F为机车的牵引力，并非机车所受的合力(1)当P一定时，F与v成_，即做功的力_，其速度就_，如：汽车上斜坡时保持发动机功率一定，司机用换挡的办法(变速调节装置)减小速度以获得较大的牵引力满足上坡的需要(2)当速度v一定时，P与F成_，即做功的力_，它的功率也_如：汽车从平路到上坡，若要保持速度不变，必须加大油门(控制燃油混合气体流量多少的装置)，增大发动机功率以得到较大的牵引力(3)当力F一定时，P与v成_，即速度_，功率_如：起重机吊同一货物以不同的速度匀速上升，牵引力保持不变(大小等于物重)，起吊的速度越大，起重机的输出功率就越大【典例4】(2016南通一中模拟)关于功率，下列认识正确的是() A由P可知，功率越大的机器做的功越多B由PFv可知，汽车发动机功率越大，汽车的速率越大 C由P可知，单位时间内做功越多则功率越大 D由PFv可知，做功的力越大其功率越大【解析】功率大，做功的时间短，做功也可能少，选项A错误；由于牵引力的大小不确定，运动的速度不确定，选项B、D错误；单位时间内做功越多则功率越大，选项C正确【答案】C【点拨】考查对功率概念的理解功率描述力对物体做功的快慢，功率越大表示做功越快【变式4】(2017盐城模拟)汽车以恒定牵引力在平直路面上行驶，速度为v时，发动机的功率为P，当汽车速度为2v时，发动机的功率为() A.PBP C2P D4P随堂练习1.(2017扬州模拟)某人将一个物体由静止开始匀加速向上提起，在此过程中下列说法正确的是() A人对物体不做功 B人对物体做负功 C重力对物体做正功 D合外力对物体做正功2(2017苏州模拟)质量为m的物体从静止开始自由下落，不计空气阻力，在t时刻重力对物体做功的功率为() A.mg2tBmg2t C.mgtDmgt3(2017宿迁模拟)根据国家标准规定，电动自行车的最高速度不得超过20km/h，一个高中生骑电动自行车按规定的最高速度匀速行驶时，电动车所受的阻力是总重力的0.1倍已知人和车的总质量约为80kg，重力加速度g取10m/s2，则此时电动车电机的输出功率约为() A160W B450WC750W D1 600W4第22届冬奥会在俄罗斯索契成功举行在高山滑雪速降比赛中，运动员由静止开始沿滑道向下做匀加速直线运动，2s内的位移为8m.在此过程中：(1)求运动员的加速度大小；(2)求2s末运动员的速度大小；(3)若运动员的质量为50kg，滑道的倾角为30，重力加速度10m/s2，求运动员重力做的功第4题图5如图所示，质量为m2kg的物体受到与水平面成37角的斜向下方的推力F10N的作用，在水平地面上移动了距离x12m后撤去推力，此物体又滑行了x21.6m的距离后停止运动，已知物体与地面间动摩擦因数为0.2，(g10m/s2)求：第5题图(1)全过程中推力F对物体做的功；(2)全过程中摩擦力对物体所做的功