第一章 功和功率
一、知识点复习
1.正功和负功的比较 条件 正功 负功 ?????2 表明力是动力,做功的效果 会促进物体的运动 ?0???2 表明力是阻力,做功的效果 会阻碍物体的运动 物理 意义 说明 ①功的正、负既不表示大小也不表示方向，只表示是动力做 功还是阻力做功 ②一个力对物体做负功，往往说成物体克服这个力做了功(取 绝对值)，即力F做负功Fs等效于物体克服力F做功Fs 例题1.运动员在110米栏比赛中,主要有起跑加速、途中匀速跨栏和加速冲刺三个阶段,运动员的脚与地面间不会发生相对滑动,以下说法正确的是( ) A.加速阶段地面对运动员的摩擦力做正功 B.匀速阶段地面对运动员的摩擦力做负功
C.由于运动员的脚与地面间不发生相对滑动,所以不论加速还是匀速,地面对运动员的摩擦力始终不对运动员做功
D.无论加速还是匀速阶段,地面对运动员的摩擦力始终做负功
【解析】选C。因运动员的脚与地面间不发生相对滑动,故地面对运动员的静摩擦力对运动员不做功,A、B、D均错误,C正确。
例题2.如图所示,质量分别为m1和m2的两个物体,m1
B.W1 D.条件不足,无法确定 【解析】选C。由题意可得F1和F2是恒力,物体移动的位移相同,并且力与位移的夹角相等,所以由功的公式W=Flcosθ可知,它们对物体做的功是相同的,所以C正确。 【加固训练】如图所示,用恒力F拉着质量为m的物体沿水平面从A移到B的过程中,下列说法正确的是( ) A.有摩擦力时比无摩擦力时F做的功多 B.物体加速运动时比减速运动时,F做的功多 C.物体无论是加速运动、减速运动还是匀速运动,力F做的功一样多 D.有摩擦力时与无摩擦力时F的平均功率相等 【解析】选C。无论有无摩擦或者物体加速运动还是减速运动,恒力F做的功都是W=Fx,选项A、B错误,C正确;有摩擦力时与无摩擦力时F做的功一样多,但做功的时间不同,所以平均功率不同,选项D错误。 2.P=Fv中三个量的制约关系 定值 P一定 v一定 F一定 各量间的关系 应用 F与v成反比 F与P成正比 P与v成正比 汽车上坡时，要增大牵引力，应换挡减小速度 汽车上坡时，要使速度不变，应加大油门，增大输出功率，获得较大牵引力 汽车在高速路上，加大油门增大 输出功率，可以提高速度 例题3.(2015·广州模拟)一辆汽车在平直的公路上，从静止开始以恒定加速度启动，达到额定功率后保持功率不变，最后达到最大速率。设汽车所受阻力保持不变，在此过程中( ) A.汽车达到最大速率时所受到的合外力为零 B.汽车发动机的功率一直在增大 C.汽车一直做匀加速直线运动 D.汽车发动机的功率一直保持恒定 【解析】选A。当牵引力等于阻力时，速度达到最大时，做匀速运动，合力F-f=0，故A正确；功率P=Fv，F不变，v增大，所以发动机功率增大，当达到最大速度以后，功率不变，故B、D错误；发动机的功率恒定时，速度增大，根据P=Fv，牵引力减小，根据牛顿第二定律F-f=ma得，加速度减小，故C错误。 例题4.(多选)低碳环保是未来汽车的发展方向。某汽车研发机构在汽车的车轮上安装了小型发电机,将减速时的部分动能转化并储存在蓄电池中,以达到节能的目的。某次测试中,汽车以额定功率行驶一段距离后关闭发动机,测出了汽车动能Ek与位移s的关系图像如图所示,其中①是关闭储能装置时的关系图线,②是开启储能装置时的关系图线。已知汽车的质量为1000kg,设汽车运动过程中所受地面阻力恒定,空气阻力不计,根据图像所给的信息可求出( ) A.汽车行驶过程中所受地面的阻力为1 000 N B.汽车的额定功率为80 kW C.汽车加速运动的时间为22.5 s D.汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能为5×105J 【解析】选B、D。由图线①求所受阻力，ΔEk=fΔs，f=N=2 000 N，A错误； 由Ek=可得，vm=40m/s，所以P=fvm=80kW，B正确；加速阶段，Pt-fs=ΔEk， 80×103t-2×103×500=3×105，解得t=16.25s，C错误；根据能量守恒，由图线②可得，ΔE=Ek-fs=8×105J-2×103×150 J=5×105J，D正确。 3.功率和机械效率 功率 机械效率 有用功跟总功的比值或有 用功率和总功率的比值 定义 物体所做的功跟完成这些功所用时间的比值 公式 WP?或P?Fvt ??W有用W总或??P有用P总，总小于1 意义 表示做功的快慢 表示机械对总能量利用率的高低 关系 两者没有必然的联系，功率大的机械效率不一定高，机械效率高的功率不一定大 例题5.(2014·黄冈模拟)将一只苹果斜向上抛出,苹果在空中依次飞过三个完全相同的窗户1、2、3。图中曲线为苹果在空中运行的轨迹。若不计空气阻力的影响,以下说法正确的是( ) A.苹果通过第1个窗户所用的时间最长 B.苹果通过第3个窗户的平均速度最大 C.苹果通过第1个窗户克服重力做的功最大 D.苹果通过第3个窗户克服重力做功的平均功率最小 【解析】选D。斜抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动,由于向上运动,竖直方向速度越来越小,因此经过第1个窗户的时间最短,通过第3个窗户的时间最长,A错误;这样通过第3个窗户的平均速度最小,B错误;由于每个窗户都完全相同,因此通过每个窗户重力做的功也完全相同,C错误;通过第3个窗户的时间最长,根据P=率最小,D正确。 例题6.(多选)用起重机提升货物,货物上升过程中的v-t图像如图所示,在t=3s到t=5s内,重力对货物做的功为W1、绳索拉力对货物做的功为W2、货物所受合力做的功为W3,则( ) A.W1>0 B.W2<0 C.W2>0 D.W3<0 【解析】选C、D。分析题图可知,货物一直向上运动,根据功的定义式可得：重 可知,通过第3个窗户克服重力做功的平均功
2021鲁科版高一物理必修2第一章 功和功率(含答案)
