物理-2024高三物理一轮复习题型归纳技巧点拨-功和功率

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1、第五章 机械能及其守恒定律5.1 功和功率【考点预测】【考点预测】1.恒力的功的计算恒力的功的计算2.变力的功的计算变力的功的计算3.瞬时功率和平均功率的计算瞬时功率和平均功率的计算4.机车启动问题机车启动问题5.结合运动图像、受力图像计算功和功率结合运动图像、受力图像计算功和功率【方法技巧与总结】【方法技巧与总结】一、功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必要因素：力和物体在力的方向上发生的位移 3物理意义：功是能量转化的量度 4计算公式(1)恒力 F 的方向与位移 l 的方向一致时：WFl.(2)恒力 F 的方向与位移 l 的方向成某一夹角

2、 时：WFlcos.5功的正负(1)当 00，力对物体做正功(2)当2 时，W0，力对物体做负功，或者说物体克服这个力做了功(3)当 2时，W0，力对物体不做功 二、功率1定义：功与完成这些功所用时间的比值2物理意义：描述力对物体做功的快慢 3公式：(1)PWt，P 描述时间 t 内力对物体做功的快慢(2)PFv v为平均速度，则 P 为平均功率 v为瞬时速度，则 P 为瞬时功率 当力 F 和速度v不在同一直线上时，可以将力 F 分解或者将速度v分解【题型归纳目录】【题型归纳目录】题型一：几种常见功的计算题型一：几种常见功的计算 题型二：变力的功的计算题型二：变力的功的计算 题型三：瞬时功率和

3、平均功率的计算题型三：瞬时功率和平均功率的计算 题型四：机车启动问题题型四：机车启动问题【题型一】几种常见功的计算【题型一】几种常见功的计算【典型例题】【典型例题】例例 1一个小球用细线悬挂在天花板上，处于静止状态。第一次如图甲所示，用一个水平向右的拉力 F1作用在小球上。使小球缓慢移动至细线与竖直方向的夹角为 的位置；第二次如图乙所示，用一个始终与细线垂直且在同一竖直面内的拉力 F2，也使小球缓慢移动至细线与竖直方向的夹角为 的位置，则下列判断正确的是（）A两个过程中，拉力 F1、F2都不断增大 B两个过程中，细线的张力都不断增大 C第一次拉力 F1做的功比第二次拉力 F2做的功多 D细线与

4、竖直方向的夹角为 时，F1小于 F2【方法技巧与总结】【方法技巧与总结】恒力做功的分析和计算 1是否做功及做功正负的判断(1)根据力与位移的方向的夹角判断；(2)根据力与瞬时速度方向的夹角 判断：090，力做正功；90，力不做功；90180，力做负功 2计算功的方法(1)恒力做的功：直接用 WFlcos 计算(2)合外力做的功 方法一：先求合外力 F合，再用 W合F合lcos 求功 方法二：先求各个力做的功 W1、W2、W3，再应用 W合W1W2W3求合外力做的功 方法三：利用动能定理 W合Ek2Ek1.练练 1某高层建筑工人在一次险情中，将安全带系于腰部，从离地面某高度处通过钢丝绳先匀加速运

5、动后匀减速运动安全着陆，如图所示是该工人运动全过程的图像。已知工人的质量 m=70kg，g 取 10m/s2，则下列说法错误的是（）A发生险情处离地面的高度为 45m B加速下滑时钢丝绳对工人的拉力大小为 280N C整个过程中工人所受重力做功为 31500J Dt=4s 时钢丝绳对工人拉力的瞬时功率为 630W【题型二】变力的功的计算变力的功的计算【典型例题】【典型例题】例例 2质量为 m，长为 L 的匀质木板以速度向右运动，水平地面 O 点左侧是光滑的，右侧是粗糙的，与木板的摩擦系数为，当木板全部进入时刚好静止，则木板的初速度是（）A B C D vt0v0vgL2gL3 gL3gL【方法

6、技巧与总结】【方法技巧与总结】变力做功的分析和计算 求变力做功的五种方法 方法 以例说法 微元法 质量为 m 的木块在水平面内做圆周运动，运动一周克服摩擦力做功 WfFfx1Ffx2Ffx3Ff(x1x2x3)Ff2R 等效 转换法 恒力 F 把物块从 A 拉到 B，绳子对物块做功 WF(hsin hsin)图像法 一水平拉力拉着一物体在水平面上运动的位移为 x0，图线与横轴所围面积表示拉力所做的功，WF0F12x0 平均 值法 当力与位移为线性关系，力可用平均值FF1F22表示，代入功的公式得 Wkx2x 应用动 能定理 用力 F 把小球从 A 处缓慢拉到 B 处，F 做功为WF，则有：WFmgL(1cos)0，得 WFmgL(1cos)练练 2水平桌面上，长 6m 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=2.0kg 的小球。现对小球施加一个沿桌面大小不变的力 F=10N，F 拉着物体从 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=0.2，不计空气阻力，取 g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0

7.超材料是一种人造材料,其性质不仅取决于组成成分,还取决于其基本单元结构。通过在关键物理尺度上单元结构的有序设计,超材料能实现自然材料无法达到的超常电磁特性。人工电磁黑洞由谐振和非谐振的超材料组成,能够螺旋式地吸收电磁波。如图甲所示,电磁黑洞直径约22厘米,包含60个同轴环,每个同轴环都由结构复杂的电路板构成。虚线外是由40个同轴环组成的装置外壳,虚线内是由20个同轴环构成的吸收器(中心核),光线在中心核里被转化成热能。该装置只吸收微波频段(300MHz～300GHz))的电磁波,吸收效果如图乙所示。通过电磁波在非均匀介质中的传播路径来类比光在引力场中的运动轨迹,电磁黑洞能够模拟黑洞的部分特性。下列说法正确的是

1、第五章 机械能及其守恒定律5.1 功和功率【考点预测】【考点预测】1.恒力的功的计算恒力的功的计算2.变力的功的计算变力的功的计算3.瞬时功率和平均功率的计算瞬时功率和平均功率的计算4.机车启动问题机车启动问题5.结合运动图像、受力图像计算功和功率结合运动图像、受力图像计算功和功率【方法技巧与总结】【方法技巧与总结】一、功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必要因素：力和物体在力的方向上发生的位移 3物理意义：功是能量转化的量度 4计算公式(1)恒力 F 的方向与位移 l 的方向一致时：WFl.(2)恒力 F 的方向与位移 l 的方向成某一夹角

2、 时：WFlcos.5功的正负(1)当 00，力对物体做正功(2)当2 时，W0，力对物体做负功，或者说物体克服这个力做了功(3)当 2时，W0，力对物体不做功 二、功率1定义：功与完成这些功所用时间的比值2物理意义：描述力对物体做功的快慢 3公式：(1)PWt，P 描述时间 t 内力对物体做功的快慢(2)PFv v为平均速度，则 P 为平均功率 v为瞬时速度，则 P 为瞬时功率 当力 F 和速度v不在同一直线上时，可以将力 F 分解或者将速度v分解【题型归纳目录】【题型归纳目录】题型一：几种常见功的计算题型一：几种常见功的计算 题型二：变力的功的计算题型二：变力的功的计算 题型三：瞬时功率和

3、平均功率的计算题型三：瞬时功率和平均功率的计算 题型四：机车启动问题题型四：机车启动问题【题型一】几种常见功的计算【题型一】几种常见功的计算【典型例题】【典型例题】例例 1一个小球用细线悬挂在天花板上，处于静止状态。第一次如图甲所示，用一个水平向右的拉力 F1作用在小球上。使小球缓慢移动至细线与竖直方向的夹角为 的位置；第二次如图乙所示，用一个始终与细线垂直且在同一竖直面内的拉力 F2，也使小球缓慢移动至细线与竖直方向的夹角为 的位置，则下列判断正确的是（）A两个过程中，拉力 F1、F2都不断增大 B两个过程中，细线的张力都不断增大 C第一次拉力 F1做的功比第二次拉力 F2做的功多 D细线与

4、竖直方向的夹角为 时，F1小于 F2【方法技巧与总结】【方法技巧与总结】恒力做功的分析和计算 1是否做功及做功正负的判断(1)根据力与位移的方向的夹角判断；(2)根据力与瞬时速度方向的夹角 判断：090，力做正功；90，力不做功；90180，力做负功 2计算功的方法(1)恒力做的功：直接用 WFlcos 计算(2)合外力做的功 方法一：先求合外力 F合，再用 W合F合lcos 求功 方法二：先求各个力做的功 W1、W2、W3，再应用 W合W1W2W3求合外力做的功 方法三：利用动能定理 W合Ek2Ek1.练练 1某高层建筑工人在一次险情中，将安全带系于腰部，从离地面某高度处通过钢丝绳先匀加速运

5、动后匀减速运动安全着陆，如图所示是该工人运动全过程的图像。已知工人的质量 m=70kg，g 取 10m/s2，则下列说法错误的是（）A发生险情处离地面的高度为 45m B加速下滑时钢丝绳对工人的拉力大小为 280N C整个过程中工人所受重力做功为 31500J Dt=4s 时钢丝绳对工人拉力的瞬时功率为 630W【题型二】变力的功的计算变力的功的计算【典型例题】【典型例题】例例 2质量为 m，长为 L 的匀质木板以速度向右运动，水平地面 O 点左侧是光滑的，右侧是粗糙的，与木板的摩擦系数为，当木板全部进入时刚好静止，则木板的初速度是（）A B C D vt0v0vgL2gL3 gL3gL【方法

6、技巧与总结】【方法技巧与总结】变力做功的分析和计算 求变力做功的五种方法 方法 以例说法 微元法 质量为 m 的木块在水平面内做圆周运动，运动一周克服摩擦力做功 WfFfx1Ffx2Ffx3Ff(x1x2x3)Ff2R 等效 转换法 恒力 F 把物块从 A 拉到 B，绳子对物块做功 WF(hsin hsin)图像法 一水平拉力拉着一物体在水平面上运动的位移为 x0，图线与横轴所围面积表示拉力所做的功，WF0F12x0 平均 值法 当力与位移为线性关系，力可用平均值FF1F22表示，代入功的公式得 Wkx2x 应用动 能定理 用力 F 把小球从 A 处缓慢拉到 B 处，F 做功为WF，则有：WFmgL(1cos)0，得 WFmgL(1cos)练练 2水平桌面上，长 6m 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=2.0kg 的小球。现对小球施加一个沿桌面大小不变的力 F=10N，F 拉着物体从 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=0.2，不计空气阻力，取 g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0