第13讲 功和功率 第一课时 功-【寒假自学课】2022年高一物理寒假精品课（人教版2019 必修第二册）

第13讲 功和功率 第一课时 功 【学习目标】 1.知道能量守恒是自然界的重要规律． 2．理解势能、动能的概念，理解功的概念． 3．掌握W＝Flcosα的适用条件，会用它进行计算． 4．理解正功、负功的含义，会求多个力的总功． 5．掌握变力功的求法. 【基础知识】 知识点一、功 1．功的定义 一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，我们就说这个力对物体做了功． 2．做功的因素 (1)力；(2)物体在力的方向上发生的位移． 3．功的公式 (1)力F与位移l同向时：W＝Fl. (2)力F与位移l有夹角α时：W＝Flcos α，其中F、l、cos α分别表示力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦． 4.使用条件 W＝Flcos α仅适用于求恒力做的功 5.单位 在国际单位制中，功的单位是焦耳，简称焦，符号是J，1J=1N·m 6.标矢性 功是标量，没有方向，但又正负。功的运算遵循算术运算法则。 知识点二、正功和负功 α的取值 W的取值 含义 α＝ W＝0 力F不做功 0≤α＜ W＞0 力F对物体做正功 ＜α≤π W＜0 力F对物体做负功 (或说成物体克服力F做功) 知识点三、总功的计算 (1)方法一：几个力对物体做的总功等于各个力分别对物体做功的代数和，即 W总＝W1＋W2＋W3＋…＋Wn. (2)方法二：求几个力的总功时，也可以先求这几个力的合力，再应用功的定义式求合外力做的功，即为总功．W合＝F合·lcos α. 知识点四、几种常见力做功的情况 1. 静摩擦力、滑动摩擦力都可以对物体做正功、负功或不做功。 2. 一对平衡力等大、反向、共线、同体，做功的代数和一定为0. 3. 一对相互作用力做功的代数和不一定为0.因为一对相互作用力分别作用在两个物体上，而两个物体的位移关系不确定，则一对相互作用力做功的关系不确定。 【考点剖析】 例1.关于功的概念，下列说法正确的是(　　) A．物体受力越大，位移越大，力对物体做功越多 B．合力做的功等于各分力做功的矢量和 C．摩擦力可以对物体做正功 D．功有正负，但正负不表示方向，而表示大小 【答案】C 【解析】 A．因功的决定因素为力、位移及二者的夹角，若力大、位移大，但两者夹角为90°，则做功为0，故A错误； BD．功是标量，有正负之分，但功的正负不表示功的大小，而表示力对物体的做功效果，合力做的功等于各分力做功的代数和，所以B、D错误； C．摩擦力可以做正功，也可做负功，这要看摩擦力与位移的方向关系，故C正确。 例2．如图所示，升降机内固定一光滑斜面，斜面上用固定的竖直挡板挡住一个光滑的重球。在升降机匀速上升的过程中，下列说法不正确的是（　　） A．重球受到的重力做负功 B．斜面对重球的弹力做正功 C．挡板对球的弹力不做功 D．斜面对重球的弹力和挡板对重球的弹力的合力不做功 【答案】D 【解析】对重球受力分析如下图所示 A．在升降机匀速上升的过程中，重力方向与运动方向相反，故重力做负功，故A正确； B．在升降机匀速上升的过程中，斜面对重球的弹力与运动的夹角为锐角，故斜面对重球的弹力做正功，故B正确； C．在升降机匀速上升的过程中，挡板对球的弹力与运动方向垂直，故挡板对球的弹力不做功，故C正确； D．由B、C选项可知，斜面对重球的弹力和挡板对重球的弹力的合力做正功，故D错误。 本题选不正确项，故选D。 例3．一物体在 的水平拉力作用下沿水平面运动，在 时水平拉力变为 ，方向不变，物体在水平面上运动的速度-时间图像如图所示。则在 内拉力对物体做的功为（　　） A． B． C． D． 【答案】 C 【解析】根据图像面积求出前后两段的位移，然后根据功的计算得 故选C。 【过关检测】 1．下面关于摩擦力做功叙述中正确的是（ ） A．静摩擦力对物体一定不做功 B．滑动摩擦力对物体一定做负功 C．一对静摩擦力中，一个静摩擦力做正功，另一静摩擦力一定做负功 D．一对滑动摩擦力中，一个滑动摩擦力做负功，另一滑动摩擦力一定做正功 【答案】C 【解析】 A．静摩擦力可以做功，如传送带传送物体，自动扶梯等，故A错误； B．滑动摩擦力可以做正功，只要滑动摩擦力与物体运动方向相同即可，如小物块轻轻放在匀速运动的传送带上，小物块相对于传送带运动，滑动摩擦力充当动力，传送带对小物块的摩擦力做正功，故B正确； C．一对静摩擦力作用的物体间无相对滑动，故位移始终相等，而二力大小相等，方向相反，故一个做正功，则另一个就做负功，故C正确； D．一对滑动摩擦力做功由以下几种情况：1.不做功。比如两个重叠的木块，上面的木块用弹簧系上墙面上，用力拉下端的木块(此木块足够长)，待其稳定后摩擦力对上面的物块不做功。2.做负功。两个重叠的长木板，