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功和功率
主干梳理 對(duì)點(diǎn)激活
知識(shí)點(diǎn) 功?、?
1.定義:一個(gè)物體受到力的作用,如果在力的方向上發(fā)生了一段位移,就說這個(gè)力對(duì)物體做了功。
2.物理意義:功是能量轉(zhuǎn)化的量度。
3.做功的兩個(gè)必要因素
(1)作用在物體上的力。
(2)物體在力的方向上發(fā)生的位移。
4.公式:W=Flcosα
(1)α是力與位移方向之間的夾角,l為物體對(duì)地的位移。
(2)該公式只適用于恒力做功。
(3)功是標(biāo)量。正負(fù)表示對(duì)物體做功的力是動(dòng)力或阻力。
5.功的正負(fù)
6.一對(duì)作用力與反作用力的功
7.一對(duì)平衡力的功
一對(duì)平衡力作用在同一個(gè)物體上,若物體靜止,則兩個(gè)力都不做功;若物體運(yùn)動(dòng),則這一對(duì)力所做的功一定是數(shù)值相等、一正一負(fù)或都為零。
知識(shí)點(diǎn) 功率?、?
1.定義:功與完成這些功所用時(shí)間的比值。
2.物理意義:描述力對(duì)物體做功的快慢。
3.公式
(1)P=,P為時(shí)間t內(nèi)的平均功率。
(2)P=Fvcosα(α為F與v的夾角)
①v為平均速度,則P為平均功率。
②v為瞬時(shí)速度,則P為瞬時(shí)功率。
4.額定功率
機(jī)械正常工作時(shí)的最大輸出功率。
5.實(shí)際功率
機(jī)械實(shí)際工作時(shí)的功率,要求不大于額定功率。
一 思維辨析
1.功是標(biāo)量,功的正負(fù)表示大小。( )
2.一個(gè)力對(duì)物體做了負(fù)功,說明這個(gè)力一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng)。( )
3.滑動(dòng)摩擦力可能做負(fù)功,也可能做正功;靜摩擦力對(duì)物體一定不做功。( )
4.作用力做正功時(shí),反作用力一定做負(fù)功。( )
5.力對(duì)物體做功的正負(fù)是由力與位移間的夾角大小決定的。( )
6.汽車上坡時(shí)換成低擋位,其目的是減小速度得到較大的牽引力。( )
答案 1. 2.√ 3. 4. 5.√ 6.√
二 對(duì)點(diǎn)激活
1.(人教版必修2P59T1改編)如圖所示,質(zhì)量分別為m1和m2的兩個(gè)物體,m1
W2 B.W1Wc D.四種情況一樣大
答案 D
解析 依據(jù)功的定義式W=Flcosθ,在本題的四種情況下,F(xiàn)、l、θ均相同,這樣四種情況下力F所做的功一樣大,故D正確。
3.(人教版必修2P60T3改編)(多選)一位質(zhì)量m=60 kg的滑雪運(yùn)動(dòng)員從高h(yuǎn)=10 m的斜坡自由下滑,如果運(yùn)動(dòng)員在下滑過程中受到的阻力F=50 N,斜坡的傾角θ=30,重力加速度g取10 m/s2,運(yùn)動(dòng)員滑至坡底的過程中,關(guān)于各力做功的情況,下列說法正確的是( )
A.重力做功為6000 J B.阻力做功為1000 J
C.支持力不做功 D.各力做的總功為零
答案 AC
解析 重力做功WG=mgh=6000 J,故A正確;阻力做功WF=-F=-1000 J,故B錯(cuò)誤;支持力與位移夾角為90,不做功,故C正確;各力做的總功為5000 J,故D錯(cuò)誤。
4.質(zhì)量為m的物體沿傾角為θ的斜面滑到底端時(shí)的速度大小為v,則此時(shí)重力的瞬時(shí)功率為( )
A.mgv B.mgvsinθ
C.mgvcosθ D.mgvtanθ
答案 B
解析 重力與物體的速度之間的夾角為90-θ,則重力的瞬時(shí)功率為P=mgvcos(90-θ)=mgvsinθ,所以B正確。
考點(diǎn)細(xì)研 悟法培優(yōu)
考點(diǎn)1 功的正負(fù)判斷與恒力、合力做功的計(jì)算
1.定性的判斷力是否做功及做正、負(fù)功的方法
(1)看力F的方向與位移l的方向間的夾角α——常用于恒力做功的情形。
(2)看力F的方向與速度v的方向間的夾角θ——常用于曲線運(yùn)動(dòng)的情形。
(3)根據(jù)動(dòng)能的變化:動(dòng)能定理描述了合外力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系,即W合=ΔEk,當(dāng)動(dòng)能增加時(shí)合外力做正功,當(dāng)動(dòng)能減少時(shí)合外力做負(fù)功。
(4)根據(jù)功能關(guān)系或能量守恒定律判斷。
2.恒力做功的計(jì)算方法
直接用W= Flcosα計(jì)算。
3.合力做功的計(jì)算方法
方法一:先求合力F合,再用W合=F合lcosα求功。
方法二:先求各個(gè)力做的功W1、W2、W3…,再應(yīng)用W合=W1+W2+W3+…求合力做的功。
方法三:先求動(dòng)能變化ΔEk,再利用動(dòng)能定理W合=ΔEk求功。
例1 (2018湖北武漢調(diào)研)一滑塊在水平地面上沿直線滑行,t=0時(shí)其速度為1 m/s,從此刻開始在滑塊運(yùn)動(dòng)方向上再施加一水平作用力F,力F、滑塊的速率v隨時(shí)間的變化規(guī)律分別如圖甲和圖乙所示,設(shè)在第1 s內(nèi)、第2 s內(nèi)、第3 s內(nèi)力F對(duì)滑塊做的功分別為W1、W2、W3,則以下關(guān)系正確的是( )
A.W1=W2=W3 B.W1
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2020高考物理一輪復(fù)習(xí)
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