8.1功和功率(原稿版)

1、2019-2020学年高一物理复习学案(人教版新教材必修2)8.1 功和功率【学习目标】1 .理解功的概念，会用功的公式W= FXCOS ”进行方f算.2 .理解正功和负功的概念，知道在什么情况下力做正功或负功3 .能够分析摩擦力做功的情况，并会计算一对摩擦力对两物体所做的功4 .能区分平均功率和瞬时功率.【知识要点】一、功1 .如果物体在力的作用下能量发生了变化，这个力一定对物体做了功。注：做功的两个必要因素：力和物体在力的方向上发生的位移。2 .功的计算公式： W= Fxcos a力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦三者的乘积。说明：(1) F是作用在物体上的某

2、个恒力(2) x是F的作用点发生的位移(3) a是矢量F和X的夹角，0180°(4) 功是标量，但功有正负之分(5) 功的单位：在国际单位制中，功的单位是焦耳，符号是 J(6) 正功、负功的意义：正功：表示动力对物体做功 (促进)；负功：表示阻力对物体做功 (阻3 .求外力对物体做的总功，有两种方法:(1)先求物体所受的合外力，再根据公式 W合=5合xcos a求合外力的功.(2)先根据 W= Fxcos a求每个分力做的功 Wi、W2、 Wn,再根据 W合=亚1 +亚2+ Wn求合 力的功.、摩擦力做功的特点与计算1. 不论是静摩擦力，还是滑动摩擦力都可以是动力也可以是阻力，也可能

3、与位移方向垂直，所 以不论是静摩擦力，还是滑动摩擦力既可以对物体做正功，也可以对物体做负功，还可能不对 物体做功.(1)静摩擦力做功：若物体在倾斜的传送带上随传送带一起向上运动，静摩擦力做正功，若随传 送带一起向下运动，静摩擦力做负功；在粗糙的水平圆盘上的物体随圆盘做圆周运动时，静摩 擦力提供向心力，不做功.(2)滑动摩擦力做功：如图所示，当将物体轻轻放在运动的传送带上时，滑动摩擦力对物体做正 功；当传送带不动，物体冲上传送带时，滑动摩擦力对物体做负功；当物体在地面上滑动时， 地面受到的滑动摩擦力不做功.2. 一对相互作用的静摩擦力等大反向且物体之间相对静止，即两个物体的对地位移相同，由W=F

4、XCOS a可判断两个相互作用的静摩擦力做功的总和为零.3. 一对相互作用的滑动摩擦力等大反向但物体之间相对滑动，即两个物体的对地位移不相同, 由W= Fxcos a可判断两个相互作用的滑动摩擦力做功的总和不为零.、功率W ,、 一1 .平均功率：P=W或P=Fv.2 .瞬时功率：P= Fvcos a【题型分类】 题型一、正、负功的判断1例1】载人飞行包是一个单人低空飞行装置，如图所示，其发动机使用汽油作为燃料提供动力，可以垂直起降，也可以快速前进，若飞行包（包括人）在竖直匀速降落的过程中（空气阻力不可忽略），下列的说法正确的是（）A.发动机对飞行包做正功B .飞行包的重力做负功C.空气阻力对

5、飞行包做负功D.飞行包的合力做负功【同类练习】1.分析下列三种情况下各力做功的正负情况：（1）如图甲所示，光滑水平面上有一光滑斜面b,物块a从斜面顶端由静止开始下滑的过程；（2）人造地球卫星在椭圆轨道上运行，由图乙中的a点运动到b的过程中；（3）小车M静止在光滑水平轨道上，球 m用细绳悬挂在车上，由图丙中的位置无初速 度释放，小球下摆的过程，则A.图甲中，斜面对物块不做功,B.图乙中，万有引力对卫星做正功C.图丙中，绳的拉力对小车做负功D .图丙中，绳的拉力对小球做负功题型二、功的计算1例2孜口图所示，一个物体放在水平面上，在跟竖直方向成。角的斜向下的推力 F的作用下沿平面移动了距离1。若物体

6、的质量为 m,物体与地面之间的摩擦力大小为f,则在此过程中（）A.摩擦力做的功为f 1B.力F做的功为Flcos。C.力F做的功为Flsin 0D.重力做的功为 mgl1例3敦口图所示，两个互相垂直的力 Fi和F2作用在同一物体上，使物体运动，物体通过一段位移时, 力Fi对物体做功4J,力F2对物体做功3J,则力Fi和F2的合力对物体做功为（）A. 2JB. 1JC. 5JD. 7J1例4如图1甲所示，在风洞实验室里，一根足够长的细杆水平固定，某金属小球穿在细杆上静止 于细杆左端，现有水平向右的风力F作用于小球上，风力 F随时间t变化的F t图像如图乙所示,小球沿细杆运动的 vt图像如图丙所示

7、，取 g= 10 m/s2,试求：在05 s内风力所做的功.【同类练习】1 .如图所示，将一个大小为50 N与水平方向成60°角的力F作用在一个质量为 6 kg的物体上，物体沿水平地面匀速前进了8 m, g=10 m/s2,下面关于物体所受各力做功说法正确的是（）A.力F对物体彳功为 400 JC.重力做功为480 JB.摩擦力对物体做功为200 JD.合力做功为02 . 一滑块在水平地面上沿直线滑行，t=0时其速度为1 m/so从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力F,力F和滑块的速度v随时间t的变化规律分别如图甲和乙所示。设在第 1 s内、第2 s内、第3 s内力F对滑块做

8、的功分别为 Wi、W2、W3,则以下关系式正确的是 （）1i 4012 3ml甲A. Wi=W2=W3B. Wi<W2<W3D. Wi = W2<W3C. W1<W3<W2题型三、摩擦力做功的特点与计算1例5质量为M的木板放在光滑水平面上，如图所示.一个质量为m的滑块以某一速度沿木板表面从A点滑至B点，在木板上前进了 l,同时木板前进了 x,若滑块与木板间的动摩擦因数为山求摩擦力对滑块、对木板所做的功各为多少？滑动摩擦力对滑块、木板做的总功是多少？题型四、功率的计算1例6 质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t = 0时刻开始受到水平力 F的作用.力F的大小与时间

9、t的关系如图4所示，力的方向保持不变，则 （）A. 3t0时刻的瞬时功率为5F0t0B. 3t0时刻的瞬时功率为15F0tomC.在t=0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为23F2t04mD.在t=0到3to这段时间内，水平力的平均功率为25F2to6m【同类练习】1.如图所示，从空中以 40 m/s的初速度平抛一重为 10 N的物体，物体在空中运动气阻力，取g=10 m/s2,则物体落地前瞬间，重力的瞬时功率为()3 s落地，不计空A. 300 W B. 400 WC. 500 W D. 700 W题型五、机车启动问题a = 1 m/s2做匀加1例7】一辆重5 t的汽车，发动机的额定功率

10、为80 kWo汽车从静止开始以加速度速直线运动，车受的阻力为车重的0.06倍。(g取10 m/s2)求：(1)汽车做匀加速直线运动的最长时间；(2)汽车开始运动后，5 s末和15 s末的瞬时功率。【同类练习】由静止开始沿平直1.如图所示，是汽车牵引力F和车速倒数V为的关系图像，若汽车质量为2X10kg,公路行驶，阻力恒定，最大车速为30 m/s,则以下说法正确的是()A.汽车的额定功率为 6X10 WB .汽车运动过程中受到的阻力为6X 10NC.汽车先做匀加速运动，然后再做匀速直线运动D.汽车做匀加速运动的时间是5 s【成果巩固训练】1.关于功的概念，以下说法正确的是（）A.力是矢量，位移是

11、矢量，所以功也是矢量B.功有正、负之分，所以功可能有方向性C.若某一个力对物体做功，说明该物体一定发生位移D.若物体发生了位移，则力对物体一定做功2.下列关于功的说法中正确的是A.功有正功和负功，所以功是矢量B.力对物体做功多，力一定大C.力对物体不做功，物体位移一定为零D.力对物体做了负功，也可以说物体克服该力做了功3 .如图所示，两物体与地面间动摩擦因数相同，它们的质量也相同，作用在物体上的力与水平面间的夹角为9,在两物体匀速通过相同位移的过程中，力Fi和F2对物体所做的功是（）A. Fi做的功大B. F2做的功大C . F1与F 2做功一样大D.取决于运动速度的大小4 .质量为m的物体，

12、静止在倾角为。的斜面上，斜面沿水平方向向右匀速移动了距离I,如一图所示.物体相对斜面静止，则下列说法正确的是（）A .重力对物体 m做正功C.摩擦力对物体 m做负功B.合力对物体 m做功为零D.支持力对物体m不做功5 .如图所示，一端可绕。点自由转动的长木板上方向一个物块，手持木板的另一端，使木板从水平位置沿顺时针方向缓慢旋转，则在物体相对于木板滑动前（）A.物块对木板的压力不变B.物块的机械能不变C.木板对物块的摩擦力不做功D.物块受到的静摩擦力增大6 . 一滑块在水平地面上沿直线滑行，t=0时其速度为1 m/s,从此刻开始滑块运动方向上再施加一水平力F,力F和滑块的速度v随时间的变化规律分

13、别如图7（a）、（b）所示.设在第1秒内、第2秒内、第3秒内力F对滑块做的功分别为 Wi、W2、W3,则以下关系正确的是（）A. Wi=W2=W3B. W1VW2VW5C. WivW3W2D. Wi=W2W37 .一个质量为m的小球做自由落体运动， 那么，在前t秒内重力对它做功的平均功率P及在t秒末重力做功的瞬时功率 P分别为（t秒末小球未着地）（）A. P =mg2t2, P= ；mg2t2B. P = mg2t2, P= mg2t2C. P =2mg2t, P=mg2tD. P = mg2t, P= 2mg2t 8. 一辆轿车质量为 m,在平直公路上运行，启动阶段轿车牵引力保持不变，而后以

14、额定功率继续行a、驶，经过一段时间，其速度由零增大到最大值 Vm,若所受阻力恒为f.则关于轿车的速度 V、加速度 牵引力F、功率P的图像正确的是()9.如图所示，一个人用与水平方向成60。的力F= 40 N拉一木箱，在水平地面上沿直线匀速前进了(1)拉力F对木箱所彳的功是 J.(2)摩擦力对木箱所做的功是 J.(3)外力对木箱所做的总功是 J.二37。，滑雪板与10. 一位质量m=50kg的滑雪运动员从高度 h=30m的斜坡由静止下滑，斜坡的倾角雪面滑动摩擦因数=0.1 ,则运动员滑至坡底的过程中，(1)滑雪运动员所受的重力对他做了多少功?(2)合力做了多少功？(装备质量不计)11 .如图所示

15、，一个人用水平 F=30N的水平拉力拉动一质量为 10kg的木箱，在粗糙的水平地面上由静止开始做匀加速直线运动。若滑块与水平地面间的动摩擦因数科=0.2重力加速度g取10m/s2,试求：ZVT7777777(1)滑块运动的加速度大小；(2)力F在前4s内对滑块做的功。12 .质量为M的长木板放在光滑的水平面上，一个质量为m的滑块以某一速度沿木板上表面从A点滑至B点，在木板上前进了距离 L,而木板前进了距离 s,若滑块与木板间的动摩擦因数为内求:(1)摩擦力对滑块所做的功;(2)摩擦力对木板所做的功;(3)这一对摩擦力做功的代数和为多大?13 .如图所示，升降机内斜面的倾角0= 30。，质量为2

16、 kg的物体置于斜面上始终不发生相对滑动，在 升降机以5 m/s的速度匀速上升 4 s过程中(g取10 m/s2),求:(1)斜面对物体的支持力所做的功;(2)斜面对物体的摩擦力所做的功;(3)物体重力所做的功。14 .如图所示，水平彳送带以速度v顺时针运转，两传动轮M、N之间的距离为l=10 m,若在M的正上方，将一质量为m=3 kg的物体轻放在传送带上，已知物体与传送带之间的动摩擦因数尸0.3,在以下两种情况下，物体由 M处传送到N处的过程中，传送带对物体的摩擦力做了多少功？(g取10 m/s2)(1)传送带速度 v= 6 m/s;(2)传送带速度 v= 9 m/s.15 .如图所示，在光滑的水平面上有一质量为m=10 kg的物体。在水平推力 F=20 N的作用下，从静止开始做匀加速直线运动。运动3 s后推力F的大小变为F2=10 N ,方向不变。求：推力F