高中物理5-1第1讲-功和功率省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件

第1讲功和功率1/55【思维驱动】

(多项选择)下列说法中正确是 (

)．

A．功是矢量，正负表示其方向

B．功是标量，正负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功

C．力对物体做正功还是做负功取决于力和位移方向关系

D．力对物体做功总是在某过程中完成，所以功是一个过程量功Ⅱ(考纲要求)

2/55解析功是标量，是过程量，功正负不代表其大小，也不代表其方向，只说明做功力是动力还是阻力．答案BCD3/55【知识存盘】1．做功两个要素

(1)作用在物体上．

(2)物体在

上发生位移．2．公式：W＝Flcosα (1)α是力与

方向之间 夹角，l为物体对地位移．

(2)该公式只适合用于

做功．力力方向位移恒力4/553．功正负夹角功正负α<90°力对物体做

.α＝90°力对物体

.α>90°力对物体做

或说成物体克服这个力做了功正功不做功负功5/55【思维驱动】

(单项选择)两个完全相同小球A、B，在某一高度处以相同大小初速度v0分别沿水平方向和竖直方向抛出，不计空气阻力，如图5-1-1所表示，则以下说法正确是(

)．

A．两小球落地时速度相同

B．两小球落地时，重力瞬时功率相同

C．从开始运动至落地，重力对 两小球做功相同

D．从开始运动至落地，重力对 两小球做功平均功率相同功率Ⅱ(考纲要求)

图5-1-16/55解析两小球落地时速度方向不相同，故A错误；两小球落地时，重力瞬时功率不相同，选项B错误；依据重力做功特点可知，从开始运动至落地，重力对两小球做功相同，选项C正确；从开始运动至落地，运动时间不一样，重力对两小球做功平均功率不相同，选项D错误．答案C7/55比值做功快慢平均功率Fvcosα平均功率瞬时功率8/554．额定功率：机械

时输出

功率．5．实际功率：机械

时输出功率．要求

额定功率．正常工作最大实际工作小于或等于9/5510/55考点一对力做正功或负功了解及判断功正负物理意义动力学角度能量角度正功若某力对物体做正功，则这个力对物体来说是动力若力对物体做功，则外界向物体提供能量，即受力物体取得了能量负功若某力对物体做负功，则这个力对物体来说是阻力若物体克服外力做功，则物体要消耗本身能量，即物体失去了能量11/55【典例1】

(多项选择)如图5-1-2所表示，在加速向左运动车厢中，一人用力向左推车厢(人与车厢一直保持相对静止)，则以下说法正确是(

)．

A．人对车厢做正功

B．车厢对人做负功

C．人对车厢做负功

D．车厢对人做正功图5-1-212/55解析先确定人对车厢作用力方向和力作用点位移方向，这里人对车厢除有手对车厢推力F1外，还有个轻易被疏忽力：脚对车厢地板静摩擦力F2，受力分析如图所表示．其中F1做正功，F2做负功．因为F1和F2大小未知，所以这两个力总功正负难以确定．于是将研究对象转换为受力情况较简单人，在水平方向人受到车厢壁向右力F1′和车厢地板对人向左静摩擦力F2′，这两个力协力使人产生向左加速运动加速度，协力是动力，对人做正功，表示车厢对人做正功，由牛顿第三定律知，人对车厢作用力向右，是阻力，所以人对车厢做负功，故C、D正确．答案CD13/55【变式跟踪1】

(·河北衡水模拟)(单项选择)如图5-1-3所表示，电梯与水平地面成θ角，一人站在电梯上，电梯从静止开始匀加速上升，抵达一定速度后再匀速上升．若以FN表示水平梯板对人支持力，G为人受到重力，F为电梯对人静摩擦力，则以下结论正确是(

)．

A．加速过程中F≠0，F、FN、G都做功

B．加速过程中F≠0，FN不做功

C．加速过程中F＝0，FN、G都做功

D．匀速过程中F＝0，FN、G都不做功图5-1-314/55解析加速过程中，水平方向加速度由静摩擦力F提供，所以F≠0，F、FN做正功，G做负功，选项A正确，B、C错误．匀速过程中，水平方向不受静摩擦力作用，F＝0，FN做正功，G做负功，选项D错误．答案A15/55以题说法1．判断力是否做功及做功正负方法

(1)看力F方向与位移l方向间夹角α——常用于恒力做功情形．

(2)看力F方向与速度v方向间夹角α——常用于曲线运动情形．16/55(3)依据动能改变：动能定理描述了合外力做功与动能改变关系，即W合＝Ek末－Ek初，当动能增加时合外力做正功；当动能降低时，合外力做负功．17/552．一对作用力和反作用力做功情况

(1)两个力均不做功；

(2)其中一个力做功，另一个力不做功；

(3)其中一个力做正功，另一个力做负功；

(4)两个力均做正功或均做负功．18/55考点二功计算【典例2】

(多项选择)一物体在水平面上，受恒定水平拉力和摩擦力作用沿直线运动，已知在第1秒内协力对物体做功为45J，在第1秒末撤去拉力，其vt图象如图5-1-4所表示，g取10m/s2，则(

)．

A．物体质量为10kg B．物体与水平面间动摩擦因数为0.2 C．第1秒内摩擦力对物体做功为60J D．第1秒内拉力对物体做功为60J图5-1-419/5520/55图5-1-521/5522/55借题发挥1．计算做功普通思绪

23/552．计算变力做功惯用方法

(1)用动能定理W＝ΔEk或功效关系求功．此种方法不但适于变力做功，也适于恒力做功．

(2)依据W＝Pt计算一段时间内做功，此公式适合用于功率恒定情况．24/55(3)依据力(F)位移(l)图象物理意义计算力对物体所做功，如图5-1-6中阴影部分面积在数值上等于力所做功大小．(4)滑动摩擦力及空气阻力做功要用力与旅程乘积来计算．图5-1-625/55考点三功率计算【典例3】

(·江苏卷，3)(单项选择)如图5-1-7所表示，细线一端固定于O点，另一端系一小球．在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点．在此过程中拉力瞬时功率改变情况是

(

)．

A．逐步增大 B．逐步减小

C．先增大，后减小 D．先减小，后增大图5-1-726/55解析小球速率恒定，由动能定理知：拉力做功与克服重力做功一直相等，将小球速度分解，可发觉小球在竖直方向分速度逐步增大，重力瞬时功率也逐步增大，则拉力瞬时功率也逐步增大，A项正确．答案A27/5528/5529/55借题发挥1．对公式P＝Fv几点认识

(1)公式P＝Fv适合用于力F方向与速度v方向在同一条直线上情况．

(2)当力F和速度v不在同一直线上时，能够将力F分解为沿v方向分力F1和垂直于v方向分力F2，F2不做功，其功率为0，F1功率即为F功率；或者分解速度，用F乘以沿F方向上分速度来求．故功率普通表示式为P＝Fvcosα，α是矢量F、v之间夹角．

30/5531/55备课札记

32/55模型特点

物体在牵引力(受功率和速度制约)作用下，从静止开始克服一定阻力，最终到达最大速度整个加速过程，可看作“机车开启”模型．物理建模6

“机车开启”模型33/55(1)恒定功率开启(所受阻力一定)先做变加速(a减小)运动，再做匀速(a＝0)运动，在此过程中，F牵、v、a改变情况是：34/55(2)恒定加速度开启(所受阻力一定)先做匀加速运动，再做变加速运动，最终匀速运动，详细改变过程以下35/55图5-1-8

36/5537/55典例

如图5-1-9所表示为修建高层建筑惯用塔式起重机．在起重机将质量m＝5×103kg重物竖直吊起过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a＝0.2m/s2，当起重机输出功率到达其允许最大值时，保持该功率直到重物做vm＝1.02m/s匀速运动．取g＝10m/s2，不计额外功．求：

(1)起重机允许输出最大功率；

(2)重物做匀加速运动所经历时间和 起重机在第2秒末输出功率．图5-1-938/55审题流程→关键点：过程分析：重物由静止开始向上做匀加速直线运动→起重机到达最大功率时保持功率不变→直到匀速运动→属于机车匀加速开启模型→P＝Fv

F－Ff＝ma

v＝at→自己试一试！39/55解析(1)设起重机允许输出最大功率为P0，重物到达最大速度时，拉力F0大小等于重力．P0＝F0vm ①F0＝mg ②代入数据，有：P0＝5.1×104W ③(2)匀加速运动结束时，起重机到达允许输出最大功率，设此时重物受到拉力为F，速度为v1，匀加速运动经历时间为t1，有：P0＝Fv1 ④F－mg＝ma ⑤v1＝at1 ⑥40/55由③④⑤⑥，代入数据，得：t1＝5s⑦当初间为t＝2s时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度大小为v2，输出功率为P，则v2＝at⑧P＝Fv2⑨由⑤⑧⑨，代入数据，得：P＝2.04×104W.答案(1)5.1×104W

(2)5s

2.04×104W41/55【应用】(单项选择)如图5-1-10所表示为汽车在水平路面上开启过程中速度图象，Oa为过原点倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时加速阶段，bc段是与ab段相切水平直线，则下述说法中正确是(

)．图5-1-1042/5543/5544/55一、功判断与计算1．

(单项选择)如图5-1-11所表示a、b、c、d中，质量为M物体甲受到相同恒力F作用，在力F作用下使物体甲在水平方向移动相同位移．μ表示物体甲与水平面间动摩擦因数，乙是随物体甲一起运动小物块，比较物体甲移动过程中力F对甲所做功大小

(

)．

图5-1-1145/55A．Wa最小 B．Wd最大C．Wa>Wc D．四种情况一样大答案D46/5547/55二、对功率了解与分析3．(·常州二模)(单项选择)如图5-1-12所表示，质量为m物体放在光滑水平面上，两次用力拉物体，都是从静止开始，以相同加速度移动一样距离，第一次拉力F1方向水平，第二次拉力F2方向与水平方向成α角斜向上．在此过程中，两力平均功率为P1和P2，则(

)．图5-1-12 A．P1<P2 B．P1＝P2 C．P1>P2 D．无法判断48/55解析两次拉力作用下，物体都从静止开始，以相同加速度移动一样距离，则物体两次运动时间相同，取得速度相同，即动能增加量相同，也就是说两次拉力做功相同，做功时间相同，平均功率相同，故B正确．答案B49/554．(多项选择)如图5-1-13所表示，在外力作用下某质点运动vt图象为正弦曲线．从图中能够判断(

)．

A．在0～t1时间内，外力做正功