2018年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題5.1 功 功率教學(xué)案

《2018年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題5.1 功 功率教學(xué)案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題5.1 功 功率教學(xué)案（14頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、專題5.1 功 功率縱觀近幾年高考試題，功和功率的分析和計(jì)算一直是高考考查的一個(gè)重點(diǎn)。對功率問題尤其是機(jī)車牽引力的功率，應(yīng)處理好機(jī)車以額定功率起動(dòng)和以恒定牽引力起動(dòng)過程中加速度、速度隨時(shí)間變化的關(guān)系，特別是對以恒定牽引力起動(dòng)，開始一段時(shí)間機(jī)車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，功率增大到額定功率時(shí)，牽引力將減少，速度增加，最后機(jī)車將做勻速運(yùn)動(dòng)。在學(xué)習(xí)中，有必要了解兩種情況下對應(yīng)的圖象的區(qū)別和聯(lián)系。 一、功 1功的正負(fù)的判斷方法(1)恒力做功的判斷：依據(jù)力與位移的夾角來判斷。(2)曲線運(yùn)動(dòng)中做功的判斷：依據(jù)F與v的方向夾角來判斷，當(dāng)090，力對物體做正功；90180，力對物體做負(fù)功；90，力對物體不做功。(3)依

2、據(jù)能量變化來判斷：功是能量轉(zhuǎn)化的量度，若有能量轉(zhuǎn)化，則必有力對物體做功。此法常用于判斷兩個(gè)相聯(lián)系的物體之間的相互作用力做功的判斷。2恒力做功的計(jì)算方法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lcos 求功。方法二：先求各個(gè)力做的功W1、W2、W3 ，再應(yīng)用W合W1W2W3求合力做的功。二、功率的分析與計(jì)算1平均功率的計(jì)算(1)利用。(2)利用PF cos ，其中為物體運(yùn)動(dòng)的平均速度。2瞬時(shí)功率的計(jì)算(1)利用公式PFvcos ，其中v為t時(shí)刻的瞬時(shí)速度。(2)利用公式PFvF，其中vF為物體的速度v在力F方向上的分速度。(3)利用公式PFvv，其中Fv為物體受的外力F在速度v方向

3、上的分力。三、機(jī)車啟動(dòng)問題1兩種啟動(dòng)方式的比較兩種方式以恒定功率啟動(dòng)以恒定加速度啟動(dòng)Pt圖和vt圖OA段過程分析vFaa不變F不變PFv直到P額Fv1運(yùn)動(dòng)性質(zhì)加速度減小的加速直線運(yùn)動(dòng)勻加速直線運(yùn)動(dòng)，維持時(shí)間t0AB段過程分析FF阻a0vmvFa運(yùn)動(dòng)性質(zhì)以vm勻速直線運(yùn)動(dòng)加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)BC段無FF阻a0以vm勻速運(yùn)動(dòng)2.三個(gè)重要關(guān)系式(1)無論哪種啟動(dòng)過程，機(jī)車的最大速度都等于其勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度，即vm。(2)機(jī)車以恒定加速度啟動(dòng)時(shí)，勻加速過程結(jié)束后功率最大，速度不是最大，即vW1W3CW1W2W3 DW2W1W3答案：C【方法規(guī)律】(1)功的正負(fù)的判斷方法恒力做功正負(fù)的判斷：依據(jù)力與位移

4、的夾角來判斷。曲線運(yùn)動(dòng)中做功正負(fù)的判斷：依據(jù)F與v的方向的夾角來判斷。090，力對物體做正功；90m乙、甲乙可知a甲a乙，故C錯(cuò)誤；因甲、乙位移相同，由v22ax可知，v甲v乙，B正確；由xat2可知，t甲f乙，則W甲克服W乙克服，D正確2【2016天津卷】 我國高鐵技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，和諧號動(dòng)車組是由動(dòng)車和拖車編組而成，提供動(dòng)力的車廂叫動(dòng)車，不提供動(dòng)力的車廂叫拖車假設(shè)動(dòng)車組各車廂質(zhì)量均相等，動(dòng)車的額定功率都相同，動(dòng)車組在水平直軌道上運(yùn)行過程中阻力與車重成正比某列動(dòng)車組由8節(jié)車廂組成，其中第1、5節(jié)車廂為動(dòng)車，其余為拖車，則該動(dòng)車組()圖1A啟動(dòng)時(shí)乘客受到車廂作用力的方向與車運(yùn)動(dòng)的方向相反B

5、做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，第5、6節(jié)與第6、7節(jié)車廂間的作用力之比為32C進(jìn)站時(shí)從關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)到停下來滑行的距離與關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的速度成正比D與改為4節(jié)動(dòng)車帶4節(jié)拖車的動(dòng)車組最大速度之比為121.【2015上海23】如圖，汽車在平直路面上勻速運(yùn)動(dòng)，用跨過光滑定滑輪的輕繩牽引輪船，汽車與滑輪間的繩保持水平。當(dāng)牽引輪船的繩與水平方向成角時(shí)，輪船速度為v，繩的拉力對船做功的功率為P，此時(shí)繩對船的拉力為_。若汽車還受到恒定阻力f，則汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為_。【答案】；【解析】由功率公式：；解得繩對船的拉力；此時(shí)汽車的速度，所以，汽車勻速運(yùn)動(dòng)，所以汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率=。2.【2015海南3】2假設(shè)摩托艇受到的阻力的

6、大小正比于它的速率。如果摩托艇發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率變?yōu)樵瓉淼?倍，則摩托艇的最大速率變?yōu)樵瓉淼模ǎ〢4倍 B2倍 C倍 D倍【答案】D3(2014重慶高考)某車以相同的功率在兩種不同的水平路面上行駛，受到的阻力分別為車重的k1和k2倍，最大速率分別為v1和v2，則()Av2k1v1 Bv2v1Cv2v1 Dv2k2v1解析：選B該車在水平路面上達(dá)到最大速率時(shí)，處于平衡狀態(tài)，即該車此時(shí)的牽引力F1k1mg，F(xiàn)2k2mg，兩種情況下，車的功率相同，即F1v1F2v2，解得v2，故B項(xiàng)正確。1如圖所示，質(zhì)量為m的物體始終靜止在斜面上，在斜面體從圖中實(shí)線位置沿水平面向右勻速運(yùn)動(dòng)到虛線位置的過程中，下列關(guān)于

7、物體所受各力做功的說法正確的是()A重力不做功 B支持力不做功C摩擦力不做功 D合力做正功解析：物體在水平方向移動(dòng)，在重力方向上沒有位移，所以重力對物體做功為零，選項(xiàng)A正確；由題圖知，斜面體對物體的支持力與位移的夾角小于90，則支持力對物體做正功，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；摩擦力方向沿斜面向上與位移的夾角為鈍角，所以摩擦力對物體做負(fù)功，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；物體勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力為零，合力對物體做功為零，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案：A2.如圖所示為健身用的“跑步機(jī)”，質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員踩在與水平面成角的靜止皮帶上，運(yùn)動(dòng)員用力向后蹬皮帶，皮帶運(yùn)動(dòng)過程中受到阻力恒為Ff，使皮帶以速度v勻速向后運(yùn)動(dòng)，則在運(yùn)動(dòng)的過程中，下列說法中正確的是

8、()A人腳對皮帶的摩擦力是皮帶運(yùn)動(dòng)的阻力B人對皮帶不做功C人對皮帶做功的功率為mgvD人對皮帶做功的功率為Ffv答案：D3如圖所示是一汽車在平直路面上啟動(dòng)過程的速度時(shí)間圖象，t1時(shí)刻起汽車的功率保持不變，由圖象可知()A0t1時(shí)間內(nèi)，汽車的牽引力增大，加速度增大，功率不變B0t1時(shí)間內(nèi)，汽車的牽引力不變，加速度不變，功率增大Ct1t2時(shí)間內(nèi)，汽車的牽引力減小，功率減小Dt1t2時(shí)間內(nèi)，汽車的牽引力不變，加速度不變解析：由速度時(shí)間圖象可知，在0t1時(shí)間內(nèi)，汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)，由PFv知，v增大，P增大；t1t2時(shí)間內(nèi)汽車做加速度減小且功率不變的加速運(yùn)動(dòng)。由上述分析得，只有B對。答案：B42016年

9、7月8日，海軍三大艦隊(duì)南海演習(xí)，軍艦、潛艇、飛機(jī)、導(dǎo)彈對抗演練。在訓(xùn)練中，某直升機(jī)將一個(gè)質(zhì)量為60 kg的物體以2 m/s2的加速度由靜止勻加速豎直向上提升。若g取10 m/s2，不計(jì)空氣阻力，則05 s內(nèi)直升機(jī)對物體所做的功是()A6 000 J B12 000 JC18 000 J D36 000 J解析：由牛頓第二定律得Fmgma，直升機(jī)對物體的拉力為Fm(ga)720 N,5秒內(nèi)物體的位移hat225 m，故直升機(jī)對物體做的功為WFh18 000 J，選項(xiàng)C正確。答案：C5 如圖所示，小球在水平拉力作用下，以恒定速率v沿豎直光滑圓軌由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，在此過程中拉力的瞬時(shí)功率變化情況是(

10、)A逐漸減小 B逐漸增大C先減小，后增大 D先增大，后減小答案：B6某人用同一水平力先后兩次拉同一物體，第一次使此物體沿光滑水平面前進(jìn)距離x，第二次使此物體沿粗糙水平面也前進(jìn)距離x，若先后兩次拉力做的功為W1和W2，拉力做功的功率是P1和P2，則正確的是()AW1W2，P1P2 BW1W2，P1P2CW1W2，P1P2 DW1W2，P1P2解析：由WFx可知兩次的功相同，但由于水平面光滑不受摩擦力，加速度較大，運(yùn)動(dòng)時(shí)間較短，由P可知P1P2，B正確。答案：B7如圖所示，質(zhì)量為m的物塊與水平轉(zhuǎn)臺之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，物塊與轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)軸相距R，物塊隨轉(zhuǎn)臺由靜止開始轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速增加到某值時(shí)，物塊即將開始滑

11、動(dòng)。若最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，則在這一過程中，摩擦力對物塊做的功是()A.mgR B2mgRC2mgR D0解析：物塊即將開始滑動(dòng)時(shí)，最大靜摩擦力提供向心力，有mg，根據(jù)動(dòng)能定理有Wf，解得摩擦力對物塊做的功為Wf，選項(xiàng)A正確。答案：A8.把A、B兩相同小球在離地面同一高度處以相同大小的初速度v0分別沿水平方向和豎直方向拋出，不計(jì)空氣阻力，如圖所示，則下列說法正確的是()A兩小球落地時(shí)速度大小相同B兩小球落地時(shí)，重力的瞬時(shí)功率相同C從開始運(yùn)動(dòng)至落地，重力對兩小球做的功相同D從開始運(yùn)動(dòng)至落地，重力對兩小球做功的平均功率相同答案：AC9位于水平面上的物體在水平恒力F1作用下，做速度為v1的勻速

12、運(yùn)動(dòng)；若作用力變?yōu)樾毕蛏系暮懔2，物體做速度為v2的勻速運(yùn)動(dòng)，且F1與F2的功率相同。則可能有()AF2F1，v1v2 BF2F1，v1F1，v1v2 DF2F1，v1v2解析：水平恒力F1作用下的功率P1F1v1，F(xiàn)2作用下的功率P2F2v2cos ，現(xiàn)P1P2，若F2F1，一定有v1v2，因此B正確，A錯(cuò)誤；由于兩次都做勻速直線運(yùn)動(dòng)，因此第一次的摩擦力Ff1mgF1，而第二次的摩擦力Ff2(mgF2sin )F2cos ，顯然Ff2Ff1；即：F2cos F1還是F2F1都會(huì)有v1v2，因此C錯(cuò)誤，D正確。答案：BD10幾節(jié)自帶動(dòng)力的車輛(動(dòng)車)加幾節(jié)不帶動(dòng)力的車輛(也叫拖車)編成一組，

13、就是動(dòng)車組。(1)假設(shè)動(dòng)車組運(yùn)行過程中受到的阻力與其所受重力成正比，每節(jié)動(dòng)車與拖車的質(zhì)量都相等，每節(jié)動(dòng)車的額定功率都相等。若1節(jié)動(dòng)車加3節(jié)拖車編成的動(dòng)車組的最大速度為120 km/h；則6節(jié)動(dòng)車加3節(jié)拖車編成的動(dòng)車組的最大速度為多少？(2)若動(dòng)車組運(yùn)動(dòng)阻力正比于其速度，已知?jiǎng)榆嚱M的功率為P0時(shí)能達(dá)到的最大速度是v，若要求提速一倍，則動(dòng)車組功率是多少？(3)若動(dòng)車組從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過t1時(shí)間動(dòng)車組達(dá)到最大功率P，然后以該最大功率繼續(xù)加速，又經(jīng)過t2時(shí)間達(dá)到最大速度v0，設(shè)運(yùn)動(dòng)阻力恒定，動(dòng)車組總質(zhì)量為m，求動(dòng)車組整個(gè)加速距離。(3)最大功率是P，最大速度是v0，則阻力為F阻勻加速過程功率隨時(shí)間均勻增加，發(fā)動(dòng)機(jī)的平均功率是，設(shè)整個(gè)加速距離是x，根據(jù)動(dòng)能定理有t1Pt2F阻xmv，解得x答案：(1)320 km/h(2)4P0(3)x- 14 -