2012年高中物理学业水平测试课件专题十一功和功率

6．功率的计算公式： W W 功率公式 P＝ 与 P＝Fv 的选择使用：公式 P＝ 是物体 t t 在时间 t 内的平均功率，表示做功的平均快慢程度．公式 P＝Fv 中，当 v 为时间 t 内的平均速度时，P 表示力 F 在时间 t 内的 平均功率；当 v 为物体某一时刻的瞬时速度时，P 表示该时刻 的瞬时功率． 由上述可知，在计算力 F 在某段时间内的平均功率时可用 W P＝ ，也可用 P＝Fv，计算瞬时功率时只能用 P＝Fv. t
(多选)关于功的正负，下列叙述中正确的是 ( 相反 B．正功表示功大于零，负功表示功小于零 C．正功表示力和位移两者之间夹角小于90°，负功 表示力和位移两者之间夹角大于90° D．正功表示做功的力为动力，负功表示做功的力为 阻力 ) A．正功表示功的方向与物体运动方向相同，负功为
解析：功是标量，只有大小没有方向，但是功有正 负，故A答案错误；根据功的计算公式W＝Fscosα可知C 答案正确；正负功的含义则代表是动力还是阻力做功． 答案：CD 点评：要能根据功的计算公式理解正负功的条件和 含义．
三、机车的两种启动方式 1．以恒定功率启动的过程是：变加速(a 减小)到匀速 P (a＝0)，此过程中，各量的变化情况：v 增大，则 F＝ v 减小， F－f 则 a＝ 减小．当 F＝f 时，a＝0，v 达到最大值 vmax， m 此时将保持 vmax 匀速． 所以汽车达到最大速度时 a＝0，F＝f，P＝Fvmax，这一 启动过程的 vt 关系如图所示．
二、单项选择题(Ⅱ)(11－16) 11．如右图所示，人站在电动扶梯的水平台阶上， 假定人与扶梯一起沿斜面加速上升，在这个过程中，人 脚所受的静摩擦力( ) A．等于零，对人不做功 B．水平向左，对人做负功 C．水平向右，对人做正功 D．沿斜面向上，对人做正功
解析：根据电动扶梯的运动情况，可以确定人所 受的静摩擦力的方向水平向右，而人在随电动扶梯运 动时，在水平方向上发生了位移，因此，静摩擦力对 人做正功，故选C. 答案：C
3．(单选Ⅰ)(2010年江苏学业水平测试)某人用5 N 的水平推力将自行车沿力的方向推行5 m，在此过程中， 推力所做的功为( ) A．50 J C．10 J B．25 J D．5 J
解析：由W＝Fscos α知，W＝5×5×cos 0 °J＝ 25 J，选B. 答案：B
4．(单选Ⅰ)(2010年广东学业水平测试)做竖直上抛运动 的物体，重力对物体做功的情况是( ) A．上升过程做正功 B．上升过程不做功 C．下落过程做正功 D．下落过程不做功 解析：由W＝Fscos α知，上升过程W上＝Gs·cos 180 °＝ －Gs；下降过程，W下＝Gs·cos 0°＝Gs，故选C. 答案：C
(1)当0≤α<90°时，W>0，力对物体做正功； (2)当90°<α≤180°时，W<0，力对物体做负功，也称为 物体克服这个力做了功． (3)α＝90°时，W＝0，力对物体不做功． 还可以根据力F与速度v的关系判断做功与否，若F始终 与v垂直，则F不做功． 5．功的计算 (1)恒力的功，直接利用W＝Fscos α来计算，变力的功可 用动能定理或功能关系计算。 (2)求总功的两种基本方法：其一是先求合力再求功，即： W合＝F合·scos α；其二是先求各力的功再求各力功的代数和， 即：W合＝W1＋W2＋W3…….
(单选Ⅱ)从空中以40 m/s的初速度平抛一个重为 10 N的物体，物体在空中运动3 s落地，不计空气阻力，取g＝ 10 m/s2，则物体落地时的重力的瞬时功率为( A．400 W C．500 W B．300 W D．700 W )
解析：平抛运动在竖直方向为自由落体运动，所以vy＝ gt＝3×10 m/s＝30 m/s.因此重力在3 s末的瞬时功率为： P＝mgvcosα＝mgvy＝10×30 W＝300 W. 答案：B 点评：计算瞬时功率时一定要注意力的方向和速度方向 是否相同，若不相同，则应该用力乘以力的方向的分速度．
一、单项选择题(Ⅰ)(1－10) 1．关于功的概念，以下说法中正确的是( A．位移大的物体，力对物体做功一定多 B．受力大的物体，力对物体做功一定多 C．受力大，位移也大的物体，该力对物体做功一定多 D．力跟位移垂直时，该力不做功 解析：由功的定义可知，W＝Fscos α，W与F、s、α三 者均有关系；当α＝90 °时，W＝0，故选D. 答案：D )
三、多项选择题(17－20) 17．站在自动扶梯上的人，随扶梯匀速向上运动，则 下述说法中正确的是( ) A．重力对人做负功 B．支持力对人做正功 C．摩擦力对人做正功 D．合力对人做的功等于零
解析：人随扶梯向上运动，人处于平衡状态，故 受到竖直向上的支持力和竖直向下的重力两个力作用， 支持力对人做正功，重力对人做负功，合外力为零，合 外力做功也为零，故选ABD. 答案：ABD
1．(单选Ⅱ)某一物体在大小为F的恒定外力作用下 运动，在时间t内的位移为s，若F与s方向相同，则F在这 段时间内对物体做的功W是( ) A W F/t A．W＝F/t C．W＝Ft B W F/s B．W＝F/s D．W＝Fs
解析：由功的定义W＝Fscos α可知，D对． 答案：D
2．(单选Ⅰ)(2010年佛山模拟)在平直公路上行驶的汽 车，假设汽车的输出功率和所受的阻力都保持不变，在汽 车从静止开始运动到速度恒定的过程中，下列说法正确的 是( ) A．汽车牵引力将减小到零 B．汽车牵引力将减小到某一值后保持不变 C．汽车加速度不变 D．汽车速度将减小到某一值后保持不变(a≠0) 解析：由P＝Fv可知，P恒定，汽车由静止加速， v↑⇒F↓；当a减小到零时，汽车速度达最大，后以该速度 匀速运动 ，此时牵引力F＝f不变，故选B. 答案：B
二、平均功率、瞬时功率、额定功率和实际功率 1．平均功率：描述在一段时间内做功的快慢， W 用 P＝ 计算；若用 P＝Fv 计算，v 为时间 t 内的平均速度． t 2．瞬时功率：如果时间 t 足够短，v 表示某时刻的瞬 时速度，P 表示该时刻的瞬时功率，用 P＝Fv 计算． 3．额定功率：是指机器在工作时的最大输出功率， 也就是机器铭牌上的标称值． 4．实际功率：是指机器在工作中实际输出的功率．
5．机器不一定在额定功率下工作，机器正常工作时 实际功率总是小于或等于额定功率，机器只能在短时间 内实际功率略大于额定功率，但不允许也不能够长时间 超过额定功率． 发动机的额定功率P额＝Fv反映机械的额定功率对机 械的动力与速度的制约关系，这个制约关系在机器设计 制造时就已确定了，所以当机器的功率达到额定功率时， 要增大动力则必须减小速度．
5．(单选Ⅰ)(2010年天津学业水平测试)质量为0.2 kg 的小球做自由落体运动，在其下落过程中，第1 s末重力做 功的瞬时功率为(g取10 m/s2)( ) A．10 W C．20 W B．15 W D．25 W
解析：1 s末物体的速度vt＝gt＝10 m/s，故第1 s末的 瞬时功率P＝mgv＝0.2×10×10 W＝20 W，故选C. 答案：C
(单选Ⅰ)关于功率的概念，下列说法中正确的是 ( ) A．功率是描述力对物体做功多少的物理量 B．由P＝W/t可知，功率与时间成反比 C．由P＝Fv可知只要F不为零，v也不为零，那么功率P 就一定不为零 D．某个力对物体做功越快，它的功率就一定大 解析：功率是描述物体做功快慢的物理量，A错；P＝ W/t是一个定义式，做功的快慢与W和t无关，B错；当F与v 垂直时，尽管F与v不为零，但力F不做功，P为零，C错；显 然答案为D. 答案：D
(单选Ⅰ)(2010年江苏省学业水平测试)一辆汽 车以额定功率行驶，下列说法中正确的是( A．汽车的速度越大，则牵引力越大 B．汽车的速度越小，则牵引力越大 C．汽车一定做匀加速运动 D．汽车一定做匀速运动 解析：由P＝F·v知：功率P一定时，v越大F越小，v增 大时，a减小，直到a减为零时，物体做匀速运动． 答案：B )
(单选Ⅱ)汽车在水平直线公路上行驶，额定功 率为80 kW，汽车行驶过程中所受阻力恒为2.5×103 N，汽 车质量为2000 kg.汽车在行驶过程中能达到的最大速度为 ( ) A．20 m/s Cຫໍສະໝຸດ Baidu32 m/s B．30 m/s D．40 m/s
解析：汽车达到最大速度时，必然有a＝0，故汽车的 牵引力F＝f＝2.5×103 N．由P＝F.v得汽车的最大速度v＝ P/E＝8×104÷(2.5×103)m/s＝32 m/s 答案：C
主题 功与功率
内容 功的概念、计算公式 功率的概念、计算公式
要求 Ⅱ Ⅱ
一、理解功的概念 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，这个力就对物体做了功． 2．做功的两个必要因素：力和物体在力的方向上发 生的位移． 注意：功是一个过程量，功是描述力对空间积累效果 的物理量． 3．功的公式：W＝Fscos α.(α为F与s的夹角) 4．功是标量，没有方向但有正负
2．匀加速启动的运动过程是：先匀加速，当功率增 大到额定功率 Pmax 后，开始变加速(a 减小)直到匀速(a＝0)， 各个量的变化情况如下： F－f F 不变，a＝ 不变，则 v 增大，P＝Fv 增大．当 m Pmax P＝Pmax 时，a≠0，v 仍增大．Pmax 一定，故 F＝ v 减小， F－f a＝ 减小，当 F＝f 时，a＝0，v 达最大值 vmax，此时将保 m 持 vmax 匀速．这一运动过程的 v－t 关系如图所示