2019-2020学年高中物理必修2（通用版）（导学案+课后提升训练）第七章第3课时　习题课：功和功率 (2份打包)

第3课时　习题课：功和功率 学习指导,核心素养物理观念,科学思维1. 通过阅读课本，查阅资料，理解功的概念，理解正功与负功的意义，会利用功的公式进行有关计算，掌握变力做功的求解的三种思想方法．,√,√2. 通过具体实例，阅读课本，理解功率的概念，并灵活应用功率的计算公式计算平均功率和瞬时功率．,√,√ 一、 功 1. 公式：W＝________． (1) 该公式只适用于________做功． (2) α是力与________的夹角，l为物体对地的位移． 2. 功的正负判断 (1) 物体做直线运动时，由力F与位移l之间的夹角θ判断：当θ＝<θ≤π时，力对物体做________功． 时，力对物体做________功；当时，力对物体________；当0≤θ< (2) 物体做曲线运动时，由力F与速度v之间的夹角θ判断(方法同上)． 3. 多个力的合力做的功 (1) 先求F合，再根据W＝F合·lcosα计算，一般适用于整个过程中________恒定不变的情况． (2) 先求各个力做的功W1、W2…Wn，再根据W总＝______________计算总功，一般适用于在整个过程中某些力分阶段作用的情况． 二、 功率 1. P＝，P为时间t内的________． 2. P＝Fvcosα(α为F与v方向的夹角) (1) v为平均速度，则P为________功率． (2) v为瞬时速度，则P为________功率． 一、 变力做功的求解的三种思想方法 1. 等效转换法 若某一变力的功和某一恒力的功相等，则可以通过计算该恒力的功，求出该变力的功．而恒力做功又可以用W＝Flcos α计算，从而使问题变得简单． 2. 微元法 当物体在变力的作用下做曲线运动时，若力的方向与物体运动的切线方向之间的夹角不变，且力与位移的方向同步变化，可用微元法将曲线分成无限个小元段，每一小元段可认为恒力做功，总功即为各个小元段做功的代数和． 3. 图象法 若作出变力F与位移l的关系图象，则图象与位移轴所围的“面积”即为变力做功的多少．如图中阴影部分的面积的数值等于功的大小． ,甲) ,乙) ,丙) 例1　(2019·安徽安庆高河中学月考)如图所示，轻弹簧一端与竖直墙壁连接，另一端与一质量为m的木块连接，放在光滑的水平面上，弹簧的劲度系数为k，弹簧处于自然状态，用水平力缓慢拉木块，使木块前进x，求这一过程中拉力对木块做功的多少． 【思路分析】　对木块受力分析，用水平力缓慢拉木块，水平方向拉力和弹簧弹力是一对平衡力，其大小随位移线性变化时(即F＝ks＋b)，可先求出力的算术平均值，再把平均值当成恒力，用功的计算式求解． 【解析】　解法一　平均值法 拉力等于弹力，F＝kx， F＝kx2. ，拉力的功W＝F·x＝ 解法二　图象法 F­x图象如图． 克服弹力的功W＝kx2.kx2，拉力的功WF＝W＝ 【答案】　kx2 【点评】　本题主要考查科学建模的能力，用数学方法解决物理问题的能力和科学思维核心素养．体会数学在研究物理问题中的重要性． 二、 功率的理解及计算 1. 平均功率的计算方法 (1) 利用 P＝. (2) 利用 P＝Fvcos α，其中 v为物体运动的平均速度． 2. 瞬时功率的计算方法 (1) 利用公式P＝Fvcos α，其中v为 t时刻的瞬时速度． (2) P＝FvF，其中vF为物体的速度v在力F方向上的分速度． (3) P＝Fvv，其中Fv为物体受到的外力F在速度v方向上的分力． 例2　(2019·福建漳平一中月考)起重机用钢绳吊着质量为m的重物从静止开始匀加速上升，经过一段时间t，重物速度等于v，在这段时间内，重力加速度为g，钢绳拉力做功的平均功率 P等于(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　 A. ＋ B. C. － D. mgv － 【思路分析】　通过运动学公式求得加速度和上升高度，对货物进行受力分析，根据牛顿第二定律求出起重机对货物拉力，根据平均功率的表达式求解． 【解析】　物体获得的加速度为a＝，故B正确，A、C、D错误．＋＝，起重机对货物拉力做功平均功率为：P＝·，上升h高度，起重机对货物拉力做功：W＝Fh＝m，货物受重力和起重机对货物拉力F，根据牛顿第二定律得：F－mg＝ma，F＝m，上升的高度为h＝ 【答案】　B 【点评】　通过本题可培养理解能力、分析综合能力和科学思维等核心素养．本题考查做功和功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用． 1. (2019·河北石家庄期末)静止在粗糙水平面上的物块在水平向右的拉力F作用下做直线运动，3 s后撤去力F， 其运动的v­t图象如图所示．下列说法正确的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　 A. 在t＝2 s时，拉力F的功率最大 B. 在1～3 s内，拉力F的功率为零 C. 在0～4 s内，拉力F