专题10 功与功率（知识精讲）-【新教材精创】2019-2020学年高一物理新教材知识讲学（人教必修第二册）

专题10 功与功率 知识精讲 一 知识结构图 内容 考点 关注点 功与功率 做功的判定 三种判定方法的选用 功的公式理解 对位移的要求 变力做功求解 不同方法的选用 平均功率与瞬时功率 两种功率区别与联系 动力机械的启动模型 几个基本方程 二.学法指导 1通过例题理解功的公式中各量的物理意义 2. 通过对比理解不同情况下判定做功情况的方法选用原则 3.通过例题掌握不同情况下变力做功的不同方法 4.通过对比理解平均功率与瞬时功率区别与联系 5.通过图像掌握动力机械的启动模型 三.知识点贯通 知识点1 物理观念——功的公式Ｗ＝Flcosɑ的理解 力F 恒力 对应于待求功W 与其它力无关 位移l 受力物体的位移 对地的位移 力F作用时间内的位移 （需将物体视为大量质点组成的质点组时）受到力F作用的质点的位移 夹角α 力F与位移l之间正向夹角： W＝Flcosα W＝F(lcosα):力与沿力方向分位移的乘积 W＝(Fcosα)l:位移与沿位移方向分力的乘积 例题1。一木块前端有一滑轮，绳的一端系在右方固定处，另一端穿过滑轮用恒力F拉住保持两股绳之间的夹角θ不变，如图所示，当用力拉绳使木块前进s时，力F对木块做的功（不计绳重和摩擦）是（ ） A．Fscosθ B．Fs（1＋cosθ） C．2Fscosθ D．2Fs 知识点二 物理思维——做功的判定方法 (1)可利用功能关系来判定： ①力对物体做正功时物体的能量增加，力对物体做负功时物体的能量减少． ②有对应形式的势能的变力（弹簧弹力、点电荷间静电力等）做功时，对应形式的势能增大时该力做负功，否则变力做正功． （2）可利用力的方向与瞬时速度方向的夹角来判定： ①力与物体的瞬时速度方向之间的夹角始终保持为锐角（角度可以变化）时，力对物体做正功； ②力与物体的瞬时速度方向之间的夹角始终保持为直角时力不对物体做功； ③力与物体的瞬时速度方向之间的夹角始终保持为钝角时力对物体做负功． （3）可利用力的方向与位移方向的夹角来判定： 当力的方向不变时，可由力与位移的方向间夹角来判定． (4)选取原则 力是恒力时三种方法均可用；当力的方向变化但方向可判定时可利用方法（２）；若力的不可判定时只能用第一种方法。 例题2：如图所示，把ＡＢ小球由图中位置同时由静止释放（绳开始时拉直），则在小球向左下摆动时，下列说法正确的是 Ｏ Ａ Ｂ 例题2图 Ａ绳ＯＡ对Ａ球做正功 Ｂ绳ＡＢ对Ｂ球不做功 Ｃ绳ＡＢ对Ａ球做负功 Ｄ绳ＡＢ对Ｂ球做正功 例题３.如图所示，一根质量可以忽略不计的刚性轻杆，一端Ｏ为固定转轴，杆可在竖直平面内无摩擦的转动，杆的中心点及另一端各固定一个小球Ａ和Ｂ。已知两球质量相同，现用外力使杆静止在水平方向，然后撤去外力，杆将摆下，从开始运动到杆处于竖直方向的过程中 Ａ重力对Ａ球的冲量等于重力对Ｂ球的冲量 Ｂ杆的弹力对Ａ球做正功，对Ｂ球做负功 Ｃ杆的弹力对Ａ球做负功，对Ｂ球做正功 Ｄ杆的弹力对Ａ球和Ｂ球均不做功 知识点三 物理思维——变力做功的定量计算 （１）方向不变的变力做功可用其平均值计算 如图１，当力与物体发生的位移成线性关系时，力对位移的平均值等于此过程中力的最大值与力的最小值的算术平均值（注意力对位移的平均与力对时间的平均值间的差别）． 　图１ （２）力的大小不变且力的方向与物体运动方向间的夹角恒定时，力做功可由求解，式中ｓ是物体通过的路程，是力与瞬时速度间的夹角． （３）变力的功率恒定时可由Ｗ＝Ｐｔ求解． （４）变力的功率也变化时可由平均功率求解 当功率随时间线性变化时． （５）变力的压强一定时可由求解 在涉及液体或气体的等压过程中，可由求解变化的压力所做的功，式中Ｐ是压强，是液体或气体的体积变化量． （６）变力与位移的关系图象已知时，可利用图线与位移轴所围的面积求解 力与位移的关系图象中图线与位移轴所围面积等于力在该段位移内所做的功 （７）某些特殊情况下变力所做的功可通过转换求恒力所做功 （８）一般情况下变力所做的功可由功能原理或动能定理求解 例题４ .如图甲所示，静置于光滑水平面上坐标原点处的小物块，在水平拉力F作用下，沿x轴方向运动，拉力F随物块所在位置坐标x的变化关系如图乙所示，图线为半圆．则小物块运动到x0处时的拉力所做功为　　 例题４图 A．0 B.Fmx0 C.Fmx0 D.x02 例题５ .如图所示，某人用大小不变的力F拉着放在光滑水平面上的物体。开始时与物体相连的轻绳和水平面间的夹角为α，当拉力F作用一段时间后，绳与水平面间的夹角为β。已知图中的高度是h，滑轮的质量、绳与滑轮间的摩擦不计，求绳的拉力T对物体所做