第5章 第1节 功和功率(教参)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(老高考)人教版

[教师备选资源] 命题分析 核心素养 1．本章命题形式多样，单独命题热点集中在机车启动问题、动能定理、机械能守恒定律、功能关系的简单应用。 2．综合性考查经常与牛顿运动定律、圆周运动、平抛运动、动量相结合，甚至出现与电场、电磁感应综合的压轴题，题型以计算题为主。 3．实验题的考查注重实验原理与操作及以拓展创新形式考查实验能力的迁移应用。 物理观念：功、功率、动能、重力势能、弹性势能、机械能。 科学思维：功率与牵引力和速度的关系、动能定理、机械能守恒定律、功能关系。 科学探究：探究机械能守恒定律。 科学态度与责任：能源的开发、利用及能量的转化与守恒。 　功和功率 一、功 1．做功两因素 力和物体在力的方向上发生的位移。 2．公式：W＝Flcos α (1)α是力与位移方向之间的夹角，l是物体对地的位移。 (2)该公式只适用于恒力做功。 3．功的正负的判断方法 恒力的功 依据力与位移方向的夹角来判断 曲线运动中的功 依据力与速度方向的夹角α来判断，0°≤α＜90°时，力对物体做正功；90°＜α≤180°时，力对物体做负功；α＝90°时，力对物体不做功 能量变化时的功 功是能量转化的量度，若有能量转化，则必有力对物体做功。此法常用于判断两个相联系的物体之间的相互作用力做功 二、功率 1．定义：功与完成这些功所用时间的比值。 2．物理意义：描述力做功的快慢。 3．公式 (1)P＝，P为时间t内的平均功率。 (2)P＝Fvcos α(α为F与v的夹角)。 ①v为平均速度，则P为平均功率。 ②v为瞬时速度，则P为瞬时功率。 4．额定功率与实际功率 (1)额定功率：动力机械长时间正常工作时输出的最大功率。 (2)实际功率：动力机械实际工作时输出的功率，要求小于或等于额定功率。 一、易错易误辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)只要物体受力的同时又发生了位移，则一定有力对物体做功。 (×) (2)一个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动。 (√) (3)作用力做正功时，反作用力一定做负功。 (×) (4)力对物体做功的正负是由力和位移间的夹角大小决定的。 (√) (5)汽车上坡时换成低挡位，其目的是减小速度得到较大的牵引力。 (√) (6)合力的功等于各力功的矢量和。 (×) 二、教材习题衍生 1．(人教版必修2P59T1改编)如图所示，力F大小相等，物体运动的位移s也相同，哪种情况F做功最少(　　) A　　　　　　　　B C　　　　　　　　D [答案]　D 2．(人教版必修2P63T3改编)(多选)关于功率公式P＝和P＝Fv的说法正确的是(　　) A．由P＝知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率 B．由P＝Fv既能求某一时刻的瞬时功率，也可以求平均功率 C．由P＝Fv知，随着汽车速度增大，它的功率也可以无限增大 D．由P＝Fv知，当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比 BD　[P＝只适用于求平均功率，P＝Fv虽是由前者推导得出，但可以用于求平均功率和瞬时功率，选项A错误，B正确；汽车运行时不能长时间超过额定功率，故随着汽车速度的增大，它的功率并不能无限制的增大，选项C错误；当功率一定时，速度越大，牵引力越小；速度越小，牵引力越大，故牵引力与速度成反比，选项D正确。] 3．(粤教版必修2P67T5)用起重机将质量为m的物体匀速吊起一段距离，那么作用在物体上的各力做功情况应是下列说法中的哪一种(　　) A．重力做正功，拉力做负功，合力做功为零 B．重力做负功，拉力做正功，合力做正功 C．重力做负功，拉力做正功，合力做功为零 D．重力不做功，拉力做正功，合力做正功 C　[物体匀速上升，重力方向与位移方向相反，重力做负功，拉力竖直向上，拉力方向与位移方向相同，拉力做正功，物体做匀速直线运动，处于平衡状态，所受合力为零，则合力做功为零，故A、B、D错误，C正确。] 恒力做功的分析与计算　 1．功的正负的判断方法 (1)恒力做功正负的判断：依据力与位移的夹角来判断。 (2)曲线运动中做功正负的判断：依据F与v的方向的夹角来判断。0°≤α<90°，力对物体做正功；90°<α≤180°，力对物体做负功；α＝90°，力对物体不做功。 2．恒力做功的计算方法 3．合力做功的计算方法 方法一：先求合力F合，再用W合＝F合lcos α求功。 方法二：先求各个力做的功W1、W2、W3…，再应用W合＝W1＋W2＋W3＋…求合力做的功。 注意：求力做功时要判断各力做功的正负，求合力功时不能忘记正负号。 [典例1]　(多选)质量为m＝2 kg的物体沿水平面向右做直线运动，t＝0时刻受到一个水平向左的恒力F，如图甲所示，取水平向右为正方向，此物体的v­t图象如图乙所示，g取10 m/s2，则(　　) 甲