本文格式為Word版，下載可任意編輯——2022版物理新高考選考大二輪習(xí)題第五章機(jī)械能守恒定律第1講Word版含答案第1講功功率[考試標(biāo)準(zhǔn)]學(xué)識(shí)內(nèi)容考試要求說(shuō)明追尋守恒量能量b1.不要求用功的定義式計(jì)算變力的功．2.不要求用功率、力和速度的關(guān)系式解決力與速度不在一條直線上的問(wèn)題．3.不要求結(jié)合力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系定量求解機(jī)車(chē)以恒定功率啟動(dòng)和勻加速啟動(dòng)的問(wèn)題.功c功率c一、追尋守恒量1．物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫做動(dòng)能；

相互作用的物體憑借其位置而具有的能量叫做勢(shì)能．2．無(wú)論體驗(yàn)怎樣的運(yùn)動(dòng)變化，能量總和保持不變，稱之為守恒．二、功1．做功的必要因素力和物體在力的方向上發(fā)生的位移．2．計(jì)算公式1當(dāng)恒力F的方向與位移l的方向一致時(shí)W＝Fl.2當(dāng)恒力F的方向與位移l的方向成某一夾角α?xí)rW＝Flcosα.3．功的正負(fù)1當(dāng)0≤α0，力對(duì)物體做正功．2當(dāng)α≤π時(shí)，W0，力對(duì)物體做負(fù)功，或者說(shuō)物體抑制這個(gè)力做了功．3當(dāng)α＝時(shí)，W＝0，力對(duì)物體不做功．自測(cè)1以下說(shuō)法正確的是A．由于功有正負(fù)，所以功是矢量B．功的大小只由力和位移抉擇C．做功的過(guò)程就是物體能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程D．把重1N的物體勻速舉高1m，抑制重力做功為－1J答案C自測(cè)2用起重機(jī)將質(zhì)量為m的物體勻速吊起一段距離，那么作用在物體上的各力做功處境應(yīng)是以下說(shuō)法中的哪一種A．重力做正功，拉力做負(fù)功，合力做功為零B．重力做負(fù)功，拉力做正功，合力做正功C．重力做負(fù)功，拉力做正功，合力做功為零D．重力不做功，拉力做正功，合力做正功答案C三、功率1．定義功與完成這些功所用時(shí)間的比值．2．物理意義描述做功的快慢．3．公式1P＝，P為時(shí)間t內(nèi)的平均功率．2P＝Fv力與速度在一條直線上．①v為平均速度，那么P為平均功率．②v為瞬時(shí)速度，那么P為瞬時(shí)功率．4．額定功率與實(shí)際功率1額定功率動(dòng)力機(jī)械正常工作時(shí)輸出的最大功率．2實(shí)際功率動(dòng)力機(jī)械實(shí)際工作時(shí)輸出的功率，要求小于或等于額定功率．自測(cè)3多項(xiàng)選擇關(guān)于功率公式P＝和P＝Fv的說(shuō)法正確的是A．由P＝知，只要知道W和t就可求出任意時(shí)刻的功率B．由P＝Fv既能求某一時(shí)刻的瞬時(shí)功率，也可以求平均功率C．由P＝Fv知，隨著汽車(chē)速度的增大，它的功率也可以無(wú)限增大D．由P＝Fv知，當(dāng)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)功率確定時(shí)，牽引力與速度成反比答案BD命題點(diǎn)一正、負(fù)功的判斷判斷力是否做功及做正、負(fù)功的方法判斷根據(jù)適用處境根據(jù)力和位移的方向的夾角判斷常用于恒力做功的判斷根據(jù)力和瞬時(shí)速度方向的夾角判斷常用于質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)根據(jù)功能關(guān)系或能量守恒定律判斷常用于變力做功的判斷例12022溫州市期中載人飛行包是一種單人低空飛行裝置，如圖1所示，其發(fā)動(dòng)機(jī)使用汽油作為燃料供給動(dòng)力，可以垂直起降，也可以快速前進(jìn)，若飛行包包括人在豎直勻速降落的過(guò)程中空氣阻力不成疏忽，以下說(shuō)法正確的是圖1A．發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)飛行包包括人做正功B．飛行包包括人的重力做負(fù)功C．空氣阻力對(duì)飛行包包括人做負(fù)功D．飛行包包括人所受的合力做負(fù)功答案C解析飛行包包括人在豎直勻速降落的過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力向上，那么發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)飛行包包括人做負(fù)功，故A錯(cuò)誤．高度下降，飛行包包括人的重力做正功，故B錯(cuò)誤．空氣阻力豎直向上，與位移方向相反，那么空氣阻力對(duì)飛行包包括人做負(fù)功，故C正確．飛行包勻速運(yùn)動(dòng)，所受合力為零，那么飛行包包括人所受的合力不做功，故D錯(cuò)誤．變式1一個(gè)人乘電梯從1樓到20樓，在此過(guò)程中體驗(yàn)了先加速，后勻速，再減速的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，那么電梯支持力對(duì)人做功的處境是A．加速時(shí)做正功，勻速時(shí)不做功，減速時(shí)做負(fù)功B．加速時(shí)做正功，勻速和減速時(shí)做負(fù)功C．加速和勻速做正功，減速時(shí)做負(fù)功D．始終做正功答案D解析人乘電梯從1樓到20樓，在此過(guò)程中，他雖然體驗(yàn)了先加速，后勻速，再減速的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，但是支持力的方向始終向上，與位移方向一致，即θ＝0，所以支持力始終做正功．變式2多項(xiàng)選擇質(zhì)量為m的物體靜止在傾角為θ的斜面上，斜面沿水平方向向右勻速移動(dòng)了距離s，如圖2所示，物體m相對(duì)斜面靜止．那么以下說(shuō)法正確的是圖2A．重力對(duì)物體m做正功B．合力對(duì)物體m做功為零C．摩擦力對(duì)物體m做負(fù)功D．支持力對(duì)物體m做正功答案BCD命題點(diǎn)二功的分析與計(jì)算1．在求力做功時(shí)，首先要區(qū)分是求某個(gè)力的功還是合力的功，是求恒力的功還是變力的功．2．恒力做功與物體的實(shí)際路徑無(wú)關(guān)，等于力與物體在力方向上的位移的乘積，或等于位移與在位移方向上的力的乘積．3．若為變力做功，那么要考慮應(yīng)用動(dòng)能定理或?qū)⒆兞ψ龉D(zhuǎn)化為恒力做功舉行求解．4．總功的計(jì)算1先求物體所受的合外力，再求合外力的功；

2先求每個(gè)力做的功，再求各功的代數(shù)和．類(lèi)型1恒力功的分析與計(jì)算例2如圖3所示，一個(gè)質(zhì)量為m＝2kg的物體受到與水平面成37角的斜向下的推力F＝10N的作用，在水平地面上移動(dòng)了距離x1＝2m后撤去推力，此物體又滑行了x2＝1.6m的距離后中斷運(yùn)動(dòng)，物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2g取10m/s2，sin37＝0.6，cos37＝0.8，求圖31推力F對(duì)物體做的功；

2全過(guò)程中摩擦力對(duì)物體做的功．答案116J2－16.8J解析1推力做功由W＝Flcosα得WF＝Fx1cos37＝1020.8J＝16J.2撤去推力前對(duì)物體受力分析如下圖，豎直方向FN1＝mg＋Fsin37＝26N所以撤去推力前摩擦力做功Wf1＝μFN1x1cos180＝0.2262－1J＝－10.4J撤去推力后FN2＝mg＝20N，Wf2＝μFN2x2cos180＝0.2201.6－1J＝－6.4J故Wf＝Wf1＋Wf2＝－16.8J.變式3一滑塊在水平地面上沿直線滑行，t＝0時(shí)其速度為1m/s，此后刻開(kāi)頭在滑塊運(yùn)動(dòng)方向上再施加一水平作用力F，力F、滑塊的速率v隨時(shí)間的變化規(guī)律分別如圖4甲和乙所示，設(shè)在第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)力F對(duì)滑塊做的功分別為W1、W2、W3，那么以下關(guān)系正確的是圖4A．W1＝W2＝W3B．W1W2W3C．W1W3W2D．W1＝W2W3答案B解析在第1s內(nèi)，滑塊的位移為x1＝11m＝0.5m，力F做的功為W1＝F1x1＝10.5J＝0.5J；

第2s內(nèi)，滑塊的位移為x2＝11m＝0.5m，力F做的功為W2＝F2x2＝30.5J＝1.5J；

第3s內(nèi)，滑塊的位移為x3＝11m＝1m，力F做的功為W3＝F3x3＝21J＝2J，W1W2W3，應(yīng)選項(xiàng)B正確．類(lèi)型2變力功的分析與計(jì)算例3如圖5所示，一光滑大圓環(huán)固定在桌面上，環(huán)面位于豎直平面內(nèi)，在大圓環(huán)上套著一個(gè)小環(huán)，小環(huán)由大圓環(huán)的最高點(diǎn)從靜止開(kāi)頭下滑，在小環(huán)下滑的過(guò)程中，大圓環(huán)對(duì)它的作用力圖5A．一向不做功B．一向做正功C．始終指向大圓環(huán)圓心D．始終背離大圓環(huán)圓心答案A解析由于大圓環(huán)光滑，所以大圓環(huán)對(duì)小環(huán)的作用力只有彈力，且彈力的方向總是沿半徑方向，與速度方向垂直，那么大圓環(huán)對(duì)小環(huán)的作用力一向不做功，應(yīng)選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；

開(kāi)頭時(shí)大圓環(huán)對(duì)小環(huán)的作用力背離圓心，后來(lái)指向圓心，應(yīng)選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤．變式42022屆育青中學(xué)月考一質(zhì)量為m的小球，用長(zhǎng)為l的輕繩懸掛于O點(diǎn)，小球在水平力F作用下，從平衡位置P點(diǎn)緩慢地移動(dòng)到Q點(diǎn)，如圖6所示，那么力F所做的功為圖6A．FlsinθB．FlcosθC．mglcosθD．mgl1－cosθ答案D解析小球在水平力F的作用下，從平衡位置P點(diǎn)緩慢地移動(dòng)到Q點(diǎn)，動(dòng)能不變，水平力F是變力，不能通過(guò)功的公式求解功的大小，根據(jù)動(dòng)能定理得，WF－mgl1－cosθ＝0，解得水平力F所做的功WF＝mgl1－cosθ，故D正確．命題點(diǎn)三功率的理解和計(jì)算例42022浙江11月選考13如圖7所示是具有登高平臺(tái)的消防車(chē)，具有確定質(zhì)量的伸縮臂能夠在5min內(nèi)使承載4人的登高平臺(tái)人連同平臺(tái)的總質(zhì)量為400kg上升60m到達(dá)滅火位置．此后，在登高平臺(tái)上的消防員用水炮滅火，已知水炮的出水量為3m3/min，水離開(kāi)炮口時(shí)的速率為20m/s，那么用于圖7A．水炮工作的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率約為1104WB．水炮工作的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率約為4104WC．水炮工作的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率約為2.4106WD．伸縮臂抬升登高平臺(tái)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率約為800W答案B解析若不計(jì)伸縮臂的質(zhì)量，抬升登高平臺(tái)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率P＝＝4001060W＝800W，但伸縮臂具有確定質(zhì)量，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率應(yīng)大于800W，應(yīng)選項(xiàng)D錯(cuò)誤；

在1s內(nèi)，噴出去水的質(zhì)量為m′＝ρV＝103kg＝50kg，噴出去水的重力勢(shì)能為Ep＝m′gh＝501060J＝3104J，水的動(dòng)能為Ek＝m′v2＝1104J，所以1s內(nèi)水增加的能量為4104J，所以水炮工作的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率為4104W，選項(xiàng)B正確，A、C錯(cuò)誤．變式52022金華市、麗水市、衢州市十二校聯(lián)考跳繩是麗水市高中畢業(yè)生體育測(cè)試的工程之一，如圖8所示，高三的小李同學(xué)在某次測(cè)驗(yàn)過(guò)程中，一分鐘跳180次，每次騰躍，腳與地面的接觸時(shí)間為騰躍一次所需時(shí)間的，g取10m/s2，那么他抑制重力做功的平均功率約為圖8A．20WB．35WC．75WD．120W答案C解析小李同學(xué)跳一次的時(shí)間是t＝s＝s，他跳離地面向上做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，到最高點(diǎn)的時(shí)間為t1＝1－s＝0.1s，此過(guò)程中抑制重力做功為W＝mggt12＝500100.01J＝25J，跳繩時(shí)抑制重力做功的功率為＝＝W＝75W，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．變式6小明騎電動(dòng)自行車(chē)沿平直馬路行駛，因電瓶“沒(méi)電”，故改用腳蹬車(chē)勻速前行．設(shè)小明與車(chē)的總質(zhì)量為100kg，騎行過(guò)程中所受阻力恒為車(chē)和人總重的0.02倍，g取10m/s2.通過(guò)估算可知，小明騎此電動(dòng)車(chē)做功的平均功率最接近A．500WB．300WC．100WD．200W答案C解析設(shè)人騎車(chē)的速度大小為5m/s，勻速行駛時(shí)，人和車(chē)的受力平衡，阻力的大小為Ff＝0.02mg＝0.021000N＝20N，此時(shí)的功率P＝Fv＝Ffv＝205W＝100W，C正確．變式7高臺(tái)跳水被認(rèn)為是世界上最難、最美的運(yùn)動(dòng)工程之一．運(yùn)鼓動(dòng)在十米跳臺(tái)跳水比賽中，觸水時(shí)重力的功率約為A．7000WB．700WC．