新高考物理一轮复习精讲精练第6章机械能守恒定律第1讲 功和功率（原卷版）.docVIP

第一讲功和功率

知识梳理

一、功的概念

1．定义：一个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生了一段位移，就说这个力对物体做了功。

2．物理意义：功是能量转化的量度。

3．做功的两个必要因素

(1)作用在物体上的力。

(2)物体在力的方向上发生了位移。

4．公式：W＝Flcosα。

(1)α是力与位移方向之间的夹角，l为物体对地的位移。

(2)该公式只适用于恒力做功。

(3)功是标量，功的正负表示对物体做功的力是动力还是阻力。

5．功的正负

夹角

功的正负

0≤αeq\f(π,2)

力对物体做正功

eq\f(π,2)α≤π

力对物体做负功，或者说物体克服这个力做了功

α＝eq\f(π,2)

力对物体不做功

6．一对作用力与反作用力的功

做功情形

图例

备注

都做正功

一对相互作用力做的总功可正、可负，也可为零

都做负功

一正一负

一为零

一为正

一为负

7．一对平衡力的功

一对平衡力作用在同一个物体上，若物体静止，则两个力都不做功；若物体运动，则这一对力所做的功一定是数值相等、一正一负或都为零。

二、功率

1．定义：功W与完成这些功所用时间t之比叫作功率。

2．物理意义：描述力对物体做功的快慢。

3．公式

(1)P＝eq\f(W,t)，P为时间t内的平均功率。

(2)P＝Fvcosα(α为F与v的夹角)

①v为平均速度，则P为平均功率。

②v为瞬时速度，则P为瞬时功率。

4．额定功率

机械正常工作时的最大输出功率。

5．实际功率

机械实际工作时的功率，要求不大于额定功率。

知识训练

考点一、恒力做功的分析和计算

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．

方法三：利用动能定理W合＝Ek2－Ek1.

例1、如图所示，质量分别为m1和m2的两个物体，m1m2，在大小相等的两个力F1和F2的作用下沿水平方向向右移动了相同的距离。若F1做的功为W1，F2做的功为W2，则()

A．W1W2 B．W1W2

C．W1＝W2 D．条件不足，无法确定

例2、如图所示，升降机内斜面的倾角θ＝30°，质量为2kg的物体置于斜面上始终不发生相对滑动，在升降机以5m/s的速度匀速上升4s的过程中．g取10m/s2，求：

(1)斜面对物体的支持力所做的功；

(2)斜面对物体的摩擦力所做的功；

(3)物体重力所做的功；

(4)合外力对物体所做的功．

例3、(2022·山东省二模)质量分别为2m和m的A、B两物体分别在水平恒力F1和F2的作用下沿水平面运动，撤去F1、F2后受摩擦力的作用减速到停止，其v－t图像如图所示，则下列说法正确的是()

A．F1和F2大小相等

B．F1和F2对A、B做功之比为2∶1

C．A、B所受摩擦力大小相等

D．全过程中摩擦力对A、B做功之比为1∶2

课堂随练

训练1、[2022·重庆南川检测](多选)如图所示，一个质量为m＝2kg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＝0.5，斜面足够长，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.物体运动2s后，关于各力做功的情况，下列说法中正确的是()

A．重力做功为－120J

B．摩擦力做功为－80J

C．拉力做功为100J

D．物体所受的合力做功为100J

训练2、如图所示的a、b、c、d中，质量为M的物体甲受到相同的恒力F的作用，在力F作用下使物体甲在水平方向移动相同的位移。μ表示物体甲与水平面间的动摩擦因数，乙是随物体甲一起运动的小物块，比较物体甲移动的过程中力F对甲所做的功的大小()

A．Wa最小 B．Wd最大

C．WaWc D．四种情况一样大

训练3、如图所示，轻绳一端受到大小为F的水平恒力作用，另一端通过定滑轮与质量为m、可视为质点的小物块相连。开始时绳与水平方向的夹角为θ，当小物块从水平面上的A点被拖动到水平面上的B点时，位移为L，随后从B点沿斜面被拖动到定滑轮O处，B、O间距离也为L，小物块与水平面及斜面间的动摩擦因数均为μ，若小物块从A点运动到B点的过程中，F对小物块做的功为WF，小物块在BO段运动过程中克服摩擦力做的功为Wf，则以下结果正确的是()

A．WF＝FL(2cosθ－1) B．WF＝2FLcosθ

C．Wf＝μmgLcosθ D．Wf＝FL－mgL