第13讲PART13功功率教材知识梳理│考点互动探究│教师备用习题,一、功1.力做功的两个要素:力和物体在发生的位移.2.定义式:W=,仅适用于做功,功的单位为,功是量.3.物理意义:功是转化的量度.教材知识梳理力的方向上.Flcosα恒力焦耳(J)标能量,教材知识梳理时间快慢平均平均功率瞬时功率Fv,教材知识梳理【辨别明理】(1)运动员起跳离地之前,地面对运动员做正功.()(2)作用力做正功时,其反作用力一定做负功.()(3)静摩擦力不可能对物体做功.()(4)相互垂直的两个力分别对物体做功为4J和3J,则这两个力的合力做功为5J.()(5)机车发动机的功率P=Fv,F为牵引力,并非机车所受的合力.()(6)汽车上坡时换成低挡位,其目的是减小速度以便获得较大的牵引力.(),教材知识梳理[答案](1)(×)(2)(×)(3)(×)(4)(×)(5)(√)(6)(√),考点一功的正负的判断和计算考点互动探究(1)恒力做功的判断:若物体做直线运动,则依据力与位移的夹角来判断.(2)曲线运动中功的判断:若物体做曲线运动,则依据F与v的夹角来判断.当0≤α<90°时,力对物体做正功;当90°<α≤180°时,力对物体做负功;当α=90°时,力对物体不做功.(3)依据能量变化来判断:根据功是能量转化的量度,若有能量转化,则一定有力对物体做功.此法常用于两个相联系的物体之间的相互作用力做功的判断.考向一功的正负的判断,考点互动探究例1(多选)分析下列三种情况下各力做功的情况:①如图13-1甲所示,光滑水平面上有一光滑斜面体b,物块a从斜面顶端由静止开始下滑过程;②人造地球卫星在椭圆轨道上运行,由图乙中的a点运动到b点的过程;③小车M静止在光滑水平轨道上,球m用细线悬挂在车上,由图丙中的位置无初速度释放,小球下摆过程.下列说法中正确的是()A.物块a下滑过程中斜面对物块不做功B.万有引力对卫星做正功C.细线的拉力对小车做正功D.细线的拉力对小球做负功图13-1,考点互动探究[答案]CD[解析]物块a下滑过程中,因为支持力FN与位移之间的夹角大于90°,所以支持力对物块做负功,选项A错误.因为卫星由a点运动到b点的过程中,万有引力的方向和速度方向的夹角大于90°,所以万有引力对卫星做负功,选项B错误.小球下摆过程中,细线的拉力使车的动能增加了,所以拉力对小车做正功;又因为小车和小球构成的系统的机械能是守恒的,小车的机械能增加,则小球的机械能减少,所以细线的拉力一定对小球做负功,选项C、D正确.,考点互动探究变式题[人教版必修2改编]如图13-2所示,光滑水平地面上有质量分别为m1和m2的两个物体,m1<m2,在大小相等的两个力f1和f2的作用下沿水平方向移动了相同的距离.若f1做的功为w1,f2做的功为w2,则()a.w1>W2B.W1<w2c.w1=w2d.条件不足,无法确定图13-2[答案]c,考点互动探究1.恒力做功的计算方法恒力做功的计算要严格按照公式w=flcosα进行.应先对物体进行受力分析和运动分析,确定力、位移及力与位移之间的夹角,用w=flcosα直接求解或利用动能定理求解.2.合力做功的计算方法方法一:先求合力f合,再用w合=f合lcosα求功.方法二:先求各个力做的功w1、w2、w3……,再利用w合=w1+w2+w3+……求合力做的功.考向二恒力及合力做功的计算,考点互动探究例2[人教版必修2改编]如图13-3所示,质量为m的小车在与竖直方向成α角的恒定拉力f作用下,沿水平地面向左运动一段距离l.在此过程中,小车受到的阻力大小恒为f,重力加速度为g,则()a.拉力对小车做功为flcosαb.支持力对小车做功为flsinαc.阻力对小车做功为-fld.重力对小车做功为mgl图13-3,考点互动探究[答案]c[解析]根据力做功的公式w=flcosθ,其中θ为力与位移的夹角,所以拉力做功为w=flsinα,选项a错误;支持力、重力不做功,选项b、d错误;阻力做功wf=-fl,选项c正确.,考点互动探究变式题(多选)如图13-4所示,一个质量为m=2.0kg的物体放在倾角为α=37°的固定斜面上,现用f=30n、平行于斜面的力拉物体使其由静止开始沿斜面向上运动.已知物体与斜面之间的动摩擦因数μ=0.50,斜面足够长,g取10m s2="">W2B.W1<w2c.w1=w2d.无法确定w1和w2的大小关系图13-7,考点互动探究[答案]a,考点互动探究考向四“平均力”求变力做功,考点互动探究,考点互动探究[答案]d,考点互动探究■要点总结,考点三功率的分析与计算考点互动探究,考点互动探究,考点互动探究图13-8,考点互动探究[答案]bd,考点互动探究,考点互动探究变式题我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器.舰载机总质量为3.0×104kg,设起飞过程中发动机的推力恒为1.0×105n,弹射器有效作用长度为100m,推力恒定,要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80m s.="">PB=PDC.PA=PC=PD>PBD.PA>PC=PD>PB,教师备用习题[答案]C,教师备用习题4.(多选)如图所示,车间内的天车(有的地区叫行车)将一重104N的物体沿着与水平方向成30°角的方向匀速吊起,使物体向斜上方移动了x1=6m,然后又使物体水平移动了x2=8m,则()A.物体向斜上方移动过程中,天车钢绳对它做了3×104J功B.物体水平移动过程中,天车钢绳对它没有做功C.整个过程中,天车钢绳对物体做的总功为3×104JD.整个过程中,天车钢绳对物体做的总功为0,教师备用习题[答案]ABC[解析]因物体的运动为匀速运动,所以整个吊运过程中,钢绳对物体的拉力F的方向竖直向上,大小等于物体的重力,即F=mg.当物体沿着与水平方向成30°角的直线上升时,拉力F与位移x1的夹角α=60°,所以W=Fx1cosα=104×6×cos60°J=3×104J,选项A正确;当物体沿水平方向移动时,钢绳拉力F与位移x2的夹角α'=90°,所以W'=Fx2cosα'=0,选项B正确;总功为各功的代数和,选项C正确,D错误.,教师备用习题5.(多选)如图所示为一种测量运动员体能的装置.运动员质量为M,细绳拴在腰间沿水平方向跨过质量和摩擦均不计的定滑轮,绳的另一端悬挂质量为m的重物,人用力蹬传送带而人的重心不动,使传送带以速率v顺时针运动,重力加速度为g,则下列说法正确的是()A.人对传送带做正功B.人对传送带不做功C.人对传送带做功的功率为mgvD.人对传送带做功的功率为(m+M)gv,教师备用习题[答案]AC[解析]人对传送带的摩擦力方向向右,传送带顺时针转动,人对传送带做正功,选项A正确;对人,由平衡条件知,拉力F与滑动摩擦力f平衡,而拉力F等于重力mg,所以f=mg,人对传送带做功的功率P=fv=mgv,选项C正确.,教师备用习题6.“阳光动力2号”太阳能飞机在水平直跑道上起飞过程如下:飞机从静止开始做匀加速直线运动,经过100m时,飞机达到离开地面的最小速度.已知飞机竖直向上的升力F升与其水平速度v的关系为F升=kv2(k=250N·s2/m2),飞机和飞行员的总质量为2500kg,重力加速度g取10m/s2.(1)求飞机匀加速运动过程中的加速度大小;(2)若飞机匀加速运动过程受到的阻力恒为2000N,其恒定牵引力由4台电动机提供,则飞机刚要离开地面时平均每台电动机提供的功率为多大?,教师备用习题[答案](1)0.5m/s2(2)8125W[解析](1)飞机刚要离开地面时,由平衡条件得kv2=mg解得v=10m/s飞机匀加速运动过程,由运动学公式得2ax=v2解得a=0.5m/s2(2)飞机匀加速过程,由牛顿第二定律得F-f=ma4台电动机提供的功率4P=Fv解得P=8125W,</w2c.w1=w2d.无法确定w1和w2的大小关系图13-7,考点互动探究[答案]a,考点互动探究考向四“平均力”求变力做功,考点互动探究,考点互动探究[答案]d,考点互动探究■要点总结,考点三功率的分析与计算考点互动探究,考点互动探究,考点互动探究图13-8,考点互动探究[答案]bd,考点互动探究,考点互动探究变式题我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器.舰载机总质量为3.0×104kg,设起飞过程中发动机的推力恒为1.0×105n,弹射器有效作用长度为100m,推力恒定,要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80m></w2c.w1=w2d.条件不足,无法确定图13-2[答案]c,考点互动探究1.恒力做功的计算方法恒力做功的计算要严格按照公式w=flcosα进行.应先对物体进行受力分析和运动分析,确定力、位移及力与位移之间的夹角,用w=flcosα直接求解或利用动能定理求解.2.合力做功的计算方法方法一:先求合力f合,再用w合=f合lcosα求功.方法二:先求各个力做的功w1、w2、w3……,再利用w合=w1+w2+w3+……求合力做的功.考向二恒力及合力做功的计算,考点互动探究例2[人教版必修2改编]如图13-3所示,质量为m的小车在与竖直方向成α角的恒定拉力f作用下,沿水平地面向左运动一段距离l.在此过程中,小车受到的阻力大小恒为f,重力加速度为g,则()a.拉力对小车做功为flcosαb.支持力对小车做功为flsinαc.阻力对小车做功为-fld.重力对小车做功为mgl图13-3,考点互动探究[答案]c[解析]根据力做功的公式w=flcosθ,其中θ为力与位移的夹角,所以拉力做功为w=flsinα,选项a错误;支持力、重力不做功,选项b、d错误;阻力做功wf=-fl,选项c正确.,考点互动探究变式题(多选)如图13-4所示,一个质量为m=2.0kg的物体放在倾角为α=37°的固定斜面上,现用f=30n、平行于斜面的力拉物体使其由静止开始沿斜面向上运动.已知物体与斜面之间的动摩擦因数μ=0.50,斜面足够长,g取10m></m2,在大小相等的两个力f1和f2的作用下沿水平方向移动了相同的距离.若f1做的功为w1,f2做的功为w2,则()a.w1>
