2019年
第18讲 功 功率
考情剖析
考查内容 功和 功率 14年 15年 考纲要求 Ⅱ 考查年份 分析、推理 考查详情 能力要求 T3—选择,考查理想变压器的功率 T9—选择,考查摩擦力做功; 分析、推理 T14—计算,综合考查合外力做功 17年 T13、T14—计算,考查感应电流的功率和拉力的功 理解、推理
弱项清单,1.对力做负功会遗漏负号; 2.对变力的求解存在知识盲区.
知识整合
一、功
1.做功的两个要素
作用在物体上的________,物体在________上发生的位移. 2.公式:W=________
(1)α是力与________方向之间的夹角,s为物体对地的位移. (2)该公式只适用于________做功. (3)功是______(标或矢)量. 3.功的正负
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(1)α<90°,力对物体做______功.
(2)α>90°,力对物体做______功,或者说物体克服这个力做了功. (3)α=90°,力对物体______功. 二、功率
1.定义:功与完成这些功所用时间的________. 物理意义:描述力对____________. 2.公式
W
(1)P=,P为时间t内的________.
t(2)P=Fvcosα(α为F与v的夹角) ①v为平均速度,则P为____________. ②v为瞬时速度,则P为____________.
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方法技巧
释难答疑的金钥匙
考点1 判断正、负功的方法
1.根据力和位移方向之间的夹角判断
此法常用于恒力做功的判断.
2.根据力和速度方向之间的夹角判断
此法常用于质点做曲线运动时变力做功的判断. 3.从能的转化角度来进行判断 【典型例题1】 (多选)如图所示,人站在自动扶梯上不动,随扶梯向上匀速运动,下列说法中正确的是( )
A.重力对人做负功 B.摩擦力对人做正功 C.支持力对人做正功 D.合力对人做功为零
【典型例题2】 (多选)如图所示,自动卸货车始终静止在水平地面上,车厢在液压机的作用下,θ角逐渐增大且货物相对车厢静止的过程中,下列说法正确的是( )
A.货物受到的摩擦力增大 B.货物受到的支持力不变
C.货物受到的支持力对货物做正功 D.货物受到的摩擦力对货物做负功
考点2 功的计算
1.恒力做的功:直接用W=Flcosα计算. 2.合外力做的功
方法一:先求合外力F合,再用W合=F合lcosα求功(适合F合是恒力).
方法二:先求各个力做的功W1、W2、W3、…,再应用W合=W1+W2+W3+…求合外力做的功. 3.变力做的功
(1)应用动能定理求解.
(2)应用W=Pt求解,此法适用于变力的功率P不变.
(3)将变力做功转化为恒力做功,此法适用于力的大小不变,方向与运动方向相同或相反,或力的方向不变,大小随位移均匀变化的情况.
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【典型例题3】 (17年南通模拟)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,求此过程中,各力对小球做的总功为( )
A.FLsinθ B.mgL(1-cosθ)
C.FLsinθ-mgL(1-cosθ) D.FLsinθ-mgLcosθ
1.质量为2 kg的物体,放在动摩擦因数μ=0.1的水平面上,在水平拉力F的作用下,由静
2
止开始运动.拉力做的功W和物体发生的位移x之间的关系如图所示,g=10 m/s.下列说法中正确的是( )
A.此物体在AB段做匀加速直线运动,且整个过程中拉力的最大功率为15 W B.此物体在AB段做匀速直线运动,且整个过程中拉力的最大功率为6 W C.此物体在AB段做匀加速直线运动,且整个过程中拉力的最大功率为6 W D.此物体在AB段做匀速直线运动,且整个过程中拉力的最大功率为15 W
考点3 功率的计算 W
1.公式P=和P=Fv的区别
t
W
P=是功率的定义式,P=Fv是功率的计算式. t2.平均功率的计算方法 W
(1)利用P=.
t
(2)利用P=F·vcosα,其中v为物体运动的平均速度. 3.瞬时功率的计算方法
(1)利用公式P=Fvcosα,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为物体受到的外力F在速度v方向上的分力. 【典型例题4】 如图所示,质量为m=2 kg的木块在倾角θ=37°的斜面上由静止开始下滑,木块与斜面
2
间的动摩擦因数为μ=0.5,已知:sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10 m/s,则前2 s内重力的平均功率和2 s末的瞬时功率分别为( )
A.48 W 24 W B.24 W 48 W C.24 W 12 W D.12 W 24 W
2.(多选)如图所示,劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与置于水平面上质量为
m的物体接触(未连接),弹簧水平且无形变.用水平力F缓慢推动物体,在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0,此时物体静止.撤去F后,物体开始向左运动,运动的最大距离为4x0.物体与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.则( )
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