2024高考物理一轮复习第五章机械能及其守恒定律第一节功和功率学案.docVIP

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第一节功和功率

[考点要求]

1．功和功率(Ⅱ)2.动能和动能定理(Ⅱ)3.重力做功与重力势能(Ⅱ)

4．功能关系、机械能守恒定律及其应用(Ⅱ)试验五：探究动能定理试验六：验证机械能守恒定律

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第一节功和功率

一、功

答案：力位移能量转化Flcosα正功

不做功负功

【基础练1】(多选)如图所示，某商场的电动扶梯坡面与水平面成θ角，质量为m的人站在电梯上，并始终随电梯一起从静止起先匀加速上升，达到规定的速度后匀速上升，最终匀减速上升直到停止。若用G表示人受到的重力，用FN表示人受到的支持力，用Ff表示人受到的摩擦力，则下列说法中正确的是()

A．上升过程中，Ff始终做负功

B．上升过程中，G始终做负功

C．上升过程中，FN始终做正功

D．上升过程中，Ff始终做正功

解析：选BC。向上加速时摩擦力水平向右，与位移夹角始终为锐角，此时摩擦力做正功，故A错误；因为人的高度上升，故重力始终做负功，故B正确；上升过程中支持力竖直向上，与位移的夹角始终为锐角，故支持力始终做正功，故C正确；减速上升过程中，人受到的摩擦力水平向左，与位移夹角为钝角，故摩擦力做负功，故D错误。

二、功率

答案：快慢eq\f(W,t)F·vcosα正常工作额定

【基础练2】(2024·浙江省中学学业水平考试)如图所示，质量均为m的三个小球分别从高度都为h的光滑固定斜面顶端由静止滑究竟端，三个斜面倾角不同，则()

A．重力对小球做功均为mgh

B．弹力对小球做功均为mgh

C．重力的平均功率均相等

D．弹力的平均功率不相等

解析：选A。依据重力做功的特点可知，重力对小球做功均为mgh，A正确；弹力的方向与位移方向垂直，则弹力对小球做功均为0，平均功率为0，B、D错误；依据a＝gsinθ，则t＝eq\r(\f(2h,asinθ))＝eq\r(\f(2h,gsin2θ))，因各个斜面的倾角θ不同，则下滑的时间不同，依据eq\x\to(P)G＝eq\f(WG,t)可知，重力的平均功率不相等，C错误。

考点一功的分析和计算

1．功的正负的推断方法

2．计算功的方法

(1)恒力做功的计算方法

(2)几种力做功的比较

①重力、弹簧弹力、电场力、分子力做功与位移有关，与路径无关。

②滑动摩擦力、空气阻力、安培力做功与路径有关。

③摩擦力做功有以下特点：

a．单个摩擦力(包括静摩擦力和滑动摩擦力)可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。

b．相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零；相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数和不为零，且总为负值。

c．相互作用的一对滑动摩擦力做功过程中会发生物体间机械能转移和机械能转化为内能，内能Q＝Ffx相对。

(3)合力做功的计算方法

方法一

先求合外力F合，再用W合＝F合lcosα求功。适用于F合为恒力的过程

方法二

先求各个力做的功W1、W2、W3、…，再应用W合＝W1＋W2＋W3＋…求合力做的功

一辆正沿平直路面行驶的车厢内，一个面对车前进方向站立的人对车厢壁施加水平推力F，在车前进s的过程中，下列说法正确的是()

A．当车匀速前进时，人对车做的总功为正功

B．当车加速前进时，人对车做的总功为负功

C．当车减速前进时，人对车做的总功为负功

D．不管车如何运动，人对车做的总功都为零

[解析]人对车施加了三个力，分别为压力、推力F、静摩擦力f，依据力做功的公式及作用力和反作用力的关系推断做正功还是负功。当车匀速前进时，人对车厢壁的推力F做的功WF＝Fs，静摩擦力做的功Wf＝－fs，人处于平衡状态，依据作用力与反作用力的关系可知，F＝f，则人对车做的总功为零，故A错误；当车加速前进时，人处于加速状态，车厢对人的静摩擦力f′方向向右且大于车厢壁对人的作用力F′，所以人对车厢的静摩擦力f方向向左，静摩擦力做的功Wf＝－fs，人对车厢的推力F方向向右，做的功WF＝Fs，因为fF，所以人对车做的总功为负功，故B正确，D错误；同理可以证明当车减速前进时，人对车做的总功为正功，故C错误。

[答案]B

【对点练1】(多选)如图所示，粗糙的斜面在水平恒力的作用下向左匀速运动，一物块置于斜面上并与斜面保持相对静止，下列说法正确的是()

A．斜面对物块不做功

B．斜面对地面的摩擦力做负功

C．斜面对物块的支持力做正功

D．斜面对物块的摩擦力做负功

解析：选ACD。斜面对物块的作用力可以等效为一个力，依据平衡条件，这个力与物块的重力大小相等，方向相反，与位移方向的夹角为90°，所以不做功，A正确；地面受到摩擦力作用，但没有位移，所以斜面对地面的摩擦力不做功，B错误；斜面对物块的支持力与位移方向的夹角小于