2021版高考物理教科版大一轮复习基础自查学案：5.1　功和功率

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第五章　机　械　能

第1讲　功 和 功 率

必备知识

一、功

1.两个要素:力和物体在力的方向上发生的位移。

2.公式:W=Fxcos α。 

(1)α是力与位移方向之间的夹角,x为物体对地的位移。

(2)该公式只适用于恒力做功。

3.功的正负:

运动员举重时
举着杠铃不动,
力对杠铃没有做功。　　　足球在水平地面上滚动时,
重力对球不做功。

二、功率

1.物理意义:描述力对物体做功的快慢。

2.公式:

(1)P=,P为时间t内的平均功率。

(2)P=Fvcosα,若v为平均速度,则P为平均功率;若v为瞬时速度,则P为瞬时功率。

3.额定功率:机械正常工作时的最大功率。

4.实际功率:机械实际工作时的功率,要求不能大于额定功率。

基础小题

1.判断下列题目的正误。

(1)只要物体受力的同时又发生了位移,则力对物体一定做功。 (　　)

(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)作用力做负功时,反作用力一定做正功。 (　　)

(4)力对物体做功的正负可由力和速度方向间的夹角决定。 (　　)

(5)静摩擦力一定对物体不做功,滑动摩擦力一定做负功。 (　　)

(6)由P=Fv可知,发动机功率一定时,机车的牵引力与运行速度的大小成反比。

 (　　)

(7)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。 (　　)

提示:(1)×。若力的方向与位移方向夹角成直角,则做功为零。

(2)√。力对物体做了负功,表示物体克服该力做功,即力一定阻碍物体的运动。

(3)×。作用力和反作用力作用在不同物体上,各自做正功或负功的可能性都有。

(4)√。力与速度方向间的夹角是锐角、钝角还是直角,决定了力对物体是做正功、负功还是不做功。

(5)×。静摩擦力和滑动摩擦力都是可能做负功,也可能做正功,还可能不做功。

(6)√。由P=Fv可知F=,故发动机功率一定时,牵引力与运动速度成反比。

(7)√。由F=知,减小速度可以得到较大的牵引力。

2.(教材改编题)如图所示,两个物体与水平地面间的动摩擦因数相等,它们的质量也相等。在甲图中用力F1拉物体,在乙图中用力F2推物体,夹角均为α,两个物体都做匀速直线运动,通过相同的位移。设F1和F2对物体所做的功分别为W1和W2,物体克服摩擦力做的功分别为W3和W4,下列判断正确的是              (　　)

A.F1=F2　　　　　　　　 B.W1=W2

C.W3=W4      D.W1-W3=W2-W4

【解析】选D。两物体都做匀速直线运动,则

F1cos α=μ(mg-F1sin α),

F2cos α=μ(mg+F2sin α),故F1<F2,A错误;甲、乙位移相同,W1<W2,W3<W4,B、C错误;两物体都做匀速直线运动,则W1-W3=W2-W4=0,故D正确。

3.(2019·黑河模拟)如图所示,一质量为m的木块静止在倾角为θ的斜面上,木块与斜面间动摩擦因数为μ,在斜面与木块一起沿水平面向左匀速移动距离L的过程中,摩擦力对木块所做的功为              (　　)

A.0       B.-μmgLcos2θ

C.-mgLsinθcosθ    D.-mgLsin2θ

【解析】选C。木块与斜面一起向左移动,由平衡条件得f=mgsin θ,摩擦力做的功为Wf=-fcos θ·L=-mgLsinθcosθ,故C正确,A、B、D错误。

4.在光滑的水平面上,用一水平拉力F使物体从静止开始移动 x,平均功率为 P,如果将水平拉力增加为 4F,使同一物体从静止开始移动 x,则平均功率为

 (　　)

A.2P B.4P C.6P D.8P

【解析】选D。设第一次运动时间为t,则其平均功率表达式为P=;第二次加速度为第一次的4倍,由x=at2 可知时间为,其平均功率为==8P,则D正确,A、B、C错误。

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