8.1 功与功率-2022-2023学年高一物理下学期同步学案+典例+练习（人教版2019必修第二册）

8.1 功与功率 基础知识梳理 一、功 1.功的公式：W＝ ，其中F、l、α分别为力的大小、位移的大小、力与位移的夹角. 2.功是 量.在国际单位制中，功的单位是焦耳，符号是J. 二、正功和负功 1.力对物体做正功或负功的条件 由W＝Flcos α可知 (1)当α＝时，W＝0，力F对物体 . (2)当0≤α＜时，W＞0，力F对物体 . (3)当＜α≤π时，W＜0，力F对物体 . 2.总功的计算 当一个物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的总功等于： (1)各个分力分别对物体所做功的代数和. (2)几个力的合力对物体所做的功. 三、功率 1.意义：功率是表示物体做功 的物理量. 2.定义：功W与完成这些功所用时间t之比. 3.定义式： .单位：瓦特，简称瓦，符号W. 4.功率与速度的关系式： (F与v方向相同). 应用：由功率速度关系知，汽车、火车等交通工具和各种起重机械，当发动机的功率P一定时，牵引力F与速度v成 ，要增大牵引力，就要 速度. 5.功率是标量. 典型例题分析 考点一：功的定义、计算式及物理意义 【例1】 质量为的小球，用长为的轻绳悬挂于点，小球在水平恒力作用下，从最低点转过角，如图所示，重力加速度为，则在此过程中（　　） A．小球受到的合力做功为 B．拉力对小球做功为 C．重力做功为 D．绳中拉力对小球做正功 【变式练习】 1．关于功的说法，下列正确的是（　　） A．因为功有正负，所以功是矢量 B．正功总是大于负功的 C．只要物体受力和发生位移，力就一定做功 D．力对物体做负功，可以说物体克服力做功 2．某班的体委“致命高冷男神”想沉淀自己，质量的他在做极限俯卧撑运动，运动过程中可将他的身体视为一根直棍，已知重心在C点，其垂线与脚、两手连线中点间的距离OA、OB分别为和，若他在内轻轻松松做了3000个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为，则运动员内克服重力做功约为（　　） A． B． C． D． 考点二：弹力（费弹簧）做功的计算 【例2】如图所示，A、B两位同学在进行“拔河”比赛。两人中间位置处有一分界线，约定先过界者输，不计绳子质量，若比赛过程中绳子始终水平，手和绳不打滑，最终赢得了比赛，则（　　） A．A对绳的拉力与B对绳的拉力是作用力与反作用力 B．比赛过程中，绳对A做正功 C．比赛过程中，绳对B做正功 D．比赛过程中，绳对B不做功 【变式练习】 1．如图所示，滑轮和绳的质量及摩擦不计，用力F提升原来静止的质量为m=10kg的物体，物体以大小为的加速度匀加速上升，求前3s内力F做的功为（取g=10m/s2）（　　） A．1000J B．1020J C．1080J D．1100J 2．2017年国庆小长假，小明到一家农家乐餐厅就餐时发现，店内竟有驴拉磨磨玉米面， 如图所示，假设驴拉磨的力大小始终为500 N，运动的圆的半径1m，且力的方向始终沿圆周的切线方向。则驴拉磨转动一周所做的功为（  ） A．0 B．500 J C．500πJ D．1000πJ 考点三：摩擦力做功的计算 【例3】水平面上有一固定斜面，一质量为m的物块从斜面顶端A处下滑到底端并滑上水平面，最后停在B处。已知全程动摩擦因数为μ，物块初末位置的水平距离为L，如图所示。则整个过程克服摩擦力做功为（  ） A．等于μmgL B．大于μmgL C．小于μmgL D．以上皆有可能 【变式练习】 1．一平板车在粗糙水平地面上运动，运动20m后停下，已知平板车与粗糙水平地面间的动摩擦阻力是25N，则平板车克服摩擦力做的功为（　　） A．1000J B．125J C．500J D．750J 2．如图所示，传送带以速度逆时针运转，两传动轮、之间的距离为，在传送带轮的正上方，将一质量为的物块（可视为质点）轻放在传送带上。已知物块与传送带之间的动摩擦因数。重力加速度取，在物块由处到处的过程中，传送带对物块做的功为（　　） A．4J B．6J C．8J D．10J 考点四：多个力做的总功 【例4】物体在两个互相垂直的力作用下运动的过程中，如图所示，力做功3J，力做功-4J，则的合力对物体做功为（　　） A．5J B．1J C．-1J D．7J 【变式练习】 1．两个相互垂直的共点力F1和F2作用在同一物体上，使物体运动一段位移，如果F1对物体做功4J，F2对物体做功5J，则F1和F2的合力对物体做功为（　　） A． B．1J C．9J D．10J 2．用恒力F使质量为的物体从静止开始，以的加速度匀加速上升，不计空气阻力，重力加速度g取，下列说法中正确的是（　　） A