备战2026年高考物理一轮复习-第28课时　功和功率课件（含练习）

第六章　机械能及其守恒定律 第28课时　功和功率 第28课时　功和功率【复习定位】　1.理解功的概念，会判断功的正负，会计算功的大小。2.理解功率的概念，掌握功率的两个公式，会计算平均功率和瞬时功率。3.会分析两种机车启动方式中各物理量的变化并能进行相关计算。CONTENTS目录页1必备知识　自主学习2关键能力　阶梯突破3课 时 作 业必备知识　自主学习返回目录一、功二、功率4．额定功率与实际功率1．判断正误。(1)只要物体受力的同时又发生了位移，则一定有力对物体做功。( × )(2)一个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动。( √ )(3)作用力做正功时，反作用力一定做负功。( × )(4)力对物体做功的正负是由力和位移间的夹角决定的。( √ )(5)汽车上坡时换成低挡位，其目的是减小速度得到较大的牵引力。( √ )2．(2024·江西卷)“飞流直下三千尺，疑是银河落九天。”是李白对庐山瀑布的浪漫主义描写。设瀑布的水流量约为10 m3/s，水位落差约为150 m。若利用瀑布水位落差发电，发电效率为70%，则发电功率大致为(g取10 m/s2)( B )A．109 W B．107 WC．105 W D．103 W B 关键能力　阶梯突破返回目录考点一　功的分析和计算1．判断力是否做功及做正、负功的方法2. 计算功的方法(1)恒力做的功：W＝Fx cos α。(2)合力做的功方法一：先求合力F合，再用W合＝F合x cos α求功。方法二：先求各个力做的功，再求各个功的代数和。(3)变力做功常见的五种计算方法  【例1】　(2025·山东聊城联考模拟)如图，一磁铁吸附在铁板AB的下方。现保持铁板与水平面间的夹角θ不变，缓慢推动B端，使AB与磁铁一起水平向左匀速移动，则 ( B )A．合外力对磁铁做正功B．AB对磁铁的作用力不做功C．AB对磁铁的弹力不做功D．AB对磁铁的摩擦力不做功解析　由于磁铁做匀速运动，磁铁所受合外力为零，合外力对磁铁不做功，故A错误；磁铁受重力和AB对它的作用力而做匀速运动，根据平衡条件可知，AB对磁铁的作用力大小等于重力大小，方向竖直向上，与磁铁的运动方向相互垂直，故AB对磁铁的作用力不做功，故B正确；AB对磁铁的弹力垂直接触面，与磁铁的运动方向不垂直，故弹力一定做功，故C错误；AB对磁铁的摩擦力沿接触面，与磁铁运动方向不垂直，故摩擦力一定做功，故D错误。 B 【例2】　水平桌面上，长6 m的轻绳一端固定于O点，如图所示(俯视图)，另一端系一质量m＝2.0 kg的小球。现对小球施加一个沿桌面大小不变的力F＝10 N，F拉着小球从M点运动到N点，F的方向始终与小球的运动方向成37°角。已知小球与桌面间的动摩擦因数μ＝0.2，不计空气阻力，取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则下列说法正确的是( A )A．拉力F对小球做的功为16π JB．拉力F对小球做的功为8π JC．小球克服摩擦力做的功为16π JD．小球克服摩擦力做的功为4π J A 【例3】　一质量为4 kg的物体，在粗糙的水平面上受水平恒定的拉力F作用做匀速直线运动。物体运动一段时间后拉力逐渐减小，当拉力减小到零时，物体刚好停止运动。如图所示为拉力F随位移x变化的关系图像，重力加速度大小取10 m/s2，则可以求得( D )A．物体做匀速直线运动的速度为4 m/sB．整个过程拉力对物体所做的功为4 JC．整个过程摩擦力对物体所做的功为－8 JD．整个过程合外力对物体所做的功为－4 J D 【例4】　(多选)如图所示，n个完全相同、边长足够小且互不粘连的小方块依次排列，总长度为l，总质量为M，它们一起以速度v在光滑水平面上滑动，某时刻开始滑上粗糙水平面。小方块与粗糙水平面之间的动摩擦因数均为μ，若小方块恰能全部进入粗糙水平面，则摩擦力对所有小方块所做功的大小为( AC ) AC 考点二　功率的理解与计算1．平均功率的计算方法2．瞬时功率的计算方法(1)利用公式P＝Fv cos α，其中v为t时刻的瞬时速度。F可为恒力，也可为变力，α为F与v的夹角，α可以不变，也可以变化。(2)公式P＝Fv cos α中，F cos α可认为是力F在速度v方向上的分力，v cos α可认为是速度v在力F方向上的分速度。【例5】　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，斜面足够长，木块与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2，则前2 s内重力的平均功率和2 s末重力的瞬时功率分别为( B )A．48 W　24 W B．24 W　48 WC．24 W　12 W D．12 W　24 W B 【例6】　(2023·山东卷)《天工开物》中记载了古人借助水力使用高转筒车往稻田里引水的场景。引水过程简化如下：两个半径均为R的水轮，以角速度ω匀速转动。水筒在筒车上均匀排布，单位长度上有n个，与水轮间无相对滑动。每个水筒离开水面时装有质量为m的水，其中的60%被输送到高出水面H处灌入稻田。当地的重力加速度为g，则筒车对灌入稻田的水做功的功率为( B ) B 考点三　机车启动问题两种启动方式的比较 【例7】　(2023·湖北卷)两节动车的额定功率分别为P1和P2，在某平直铁轨上能达到的最大速度分别为v1和v2。现将它们编成动车组，设每节动车运行时受到的阻力在编组前后不变，则该动车组在此铁轨上能达到的最大速度为( D ) D A．汽车启动后做匀加速直线运动，直到速度达到最大B．汽车在BC段做匀加速直线运动，在AB段做匀速运动C．汽车达到的最大速度大小为15 m/sD．从启动到速度达到最大过程中汽车通过的距离为150 m 反思提升► 机车启动问题的三个重要关系式微点突破12 　两类有关功和功率的易错题1．滑轮两侧细绳平行【例证1】　如图所示，质量为M、长度为L的木板放在光滑的水平地面上，在木板的右端放置质量为m的小木块，用一根不可伸长的轻绳通过光滑的定滑轮分别与木块、木板连接。木块与木板间的动摩擦因数为μ，开始时木块和木板静止。现用水平向右的拉力F作用在木板上，将木块拉向木板左端的过程中，拉力做功至少为(重力加速度为g)( D ) D 反思提升►(1)不计滑轮摩擦和滑轮质量时，滑轮两侧细绳拉力大小相等。(2)通过定滑轮连接的两物体，位移大小相等。(3)通过动滑轮拉动物体时，注意物体与力的作用点的位移、速度、作用力间的大小关系。2．滑轮两侧细绳不平行【例证2】　一木块前端有一滑轮，轻绳的一端固定在右方墙壁上，水平穿过滑轮，另一端用恒力F拉住，保持两股绳之间的夹角θ不变，如图所示。当用力F拉绳使木块前进位移x时，力F做的功(不计滑轮摩擦)是( B ) B 反思提升► 通过动滑轮拉物体，当拉力F的方向与物体的位移方向不同时，拉力F做的功可用如下两种思路求解：(1)用W＝Fl cos α求解，其中l为力F作用点的位移，α为F与l之间的夹角。(2)用两段细绳拉力分别所做功的代数和求解。课时作业返回目录[基础过关]1．图甲中一女士站在台阶式自动扶梯上匀速上楼(忽略扶梯对手的作用)，图乙中一女士站在履带式自动扶梯上匀速上楼，两人相对扶梯均静止。下列关于做功的判断中正确的是( A )A．图甲中支持力对人做正功B．图甲中摩擦力对人做负功C．图乙中支持力对人做正功D．图乙中摩擦力对人做负功　 A 解析　题图甲中，人匀速上楼，不受摩擦力，摩擦力不做功，支持力竖直向上，与速度方向的夹角为锐角，则支持力做正功，故A项正确，B项错误；题图乙中，支持力与速度方向垂直，支持力不做功，摩擦力方向与速度方向相同，做正功，故C、D两项错误。2．如图所示，粗糙程度处处相同的水平桌面上有一长为L的轻质细杆，一端可绕竖直光滑轴O转动，另一端与质量为m的小木块相连。木块以水平初速度v0出发，恰好能完成一个完整的圆周运动。在运动过程中，木块所受摩擦力的大小为( B ) B 3．(2025·重庆巴蜀中学高三月考)如图所示，水平路面上有一辆汽车以加速度a向前加速行驶，车厢中有一个质量为m的人正用恒力F向前推车厢，人始终相对于车静止，在车行驶距离L的过程中，下列说法正确的是( C )A．人对车做的功为FLB．人对车做的功为maLC．人对车做的功为－maLD．人对车做的功为(F＋ma)L解析　车对人的合力大小为ma，方向水平向左，则人对车的合力大小也为ma，方向水平向右，人对车做负功，则有W＝－maL，故C正确。 C 4．(2023·北京卷)如图所示，一物体在力F作用下沿水平桌面做匀加速直线运动。已知物体质量为m，加速度大小为a，物体和桌面之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，在物体移动距离为x的过程中( D )A．摩擦力做功大小与F方向无关B．合力做功大小与F方向有关C．F为水平方向时，F做的功为μmgxD．F做功的最小值为max解析　设力F与水平方向的夹角为θ，则摩擦力为f＝μ(mg－F sin θ)，摩擦力做的功Wf＝μ(mg－F sin θ)x，即摩擦力做的功与F的方向有关，选项A错误；合力做的功W＝F合x＝ma·x，可知合力做的功与力F方向无关，选项B错误；当力F水平时，F＝ma＋μmg，力F做的功为WF＝Fx＝(ma＋μmg)x，选项C错误；因合外力做的功为max，大小一定，而合外力做的功等于力F与摩擦力f做功的代数和，当F sin θ＝mg时，摩擦力f＝0，则此时摩擦力做功为零，此时力F做功最小，最小值为max，选项D正确。 D 6．如图所示，质量均为m的A、B两小物块用轻质弹簧相连，A放置在光滑水平地面上，一轻绳通过光滑的定滑轮与物块B相连(连接物块B的绳子恰好伸直但不绷紧)，弹簧的劲度系数为k。现用一水平向右的拉力F作用在轻绳上，使物块B缓慢向上运动，已知重力加速度为g，当A物块恰好离开地面时，F所做的功为( D ) D 7．如图甲所示，一个倾角为θ的斜面固定在地面上，一辆质量为m的汽车由静止以额定功率P驶上斜面，汽车行驶的最大速度为v1；如图乙所示，若汽车从斜面顶端由静止以额定功率P向下运动，汽车行驶的最大速度为v2。已知汽车行驶过程中受到的阻力大小恒定不变，重力加速度为g，下列说法正确的是( D ) D 8．(2024·全国模拟预测)如图所示，倾角为θ＝37°的斜面固定在水平桌面上，用平行斜面向上的推力F1将位于斜面底端的滑块推到斜面顶端，推力F1做的功至少为W0。已知物块与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，若用水平向左的推力F2将物块推到顶端，推力F2做的功至少为( C )A．1.2W0 B．1.4W0C．1.6W0 D．1.8W0 C [能力提升]9．(2023·辽宁卷)如图(a)，从高处M点到地面N点有Ⅰ、Ⅱ两条光滑轨道。两相同小物块甲、乙同时从M点由静止释放，沿不同轨道滑到N点，其速率v与时间t的关系如图(b)所示。由图可知，两物块在离开M点后、到达N点前的下滑过程中( B )A．甲沿Ⅰ下滑且同一时刻甲的动能比乙的大B．甲沿Ⅱ下滑且同一时刻甲的动能比乙的小C．乙沿Ⅰ下滑且乙的重力功率一直不变D．乙沿Ⅱ下滑且乙的重力功率一直增大 B 解析　由题图(b)可知，两物块下滑过程中，甲做匀加速直线运动，则甲沿Ⅱ下滑，乙做加速度逐渐减小的加速运动，乙沿Ⅰ下滑，任意时刻甲的速度都小于乙的速度，可知同一时刻甲的动能比乙的小，A错误，B正确；乙沿Ⅰ下滑，开始时乙速度为0，到N点时乙竖直方向速度为零，根据瞬时功率公式P＝mgvy可知，乙的重力瞬时功率先增大后减小，C、D错误。 11．(多选)如图所示，载有物资的无人驾驶小车，在水平MN段以恒定功率200 W、速度5 m/s匀速行驶，在斜坡PQ段以恒定功率570 W、速度2 m/s匀速行驶。已知小车总质量为50 kg，MN＝PQ＝20 m，PQ段的倾角为30°，重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力。下列说法正确的有( ABD )A．从M到N，小车牵引力大小为40 NB．从M到N，小车克服摩擦力做功800 JC．从P到Q，小车重力势能增加1×104 JD．从P到Q，小车克服摩擦力做功700 J ABD [素养培优]12．(2022·浙江6月选考)小明用额定功率为1 200 W、最大拉力为300 N的提升装置，把静置于地面的质量为20 kg的重物竖直提升到高为85.2 m的平台，先加速再匀速，最后做加速度大小不超过5 m/s2的匀减速运动，到达平台速度刚好为零，则提升重物的最短时间为(重力加速度g取10 m/s2)( C )A．13.2 s B．14.2 sC．15.5 s D．17.0 s C 感观谢看THANKS FOR WATCHING