8.1 功和功率 作业设计 2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

该高中物理作业设计方案针对人教版必修第二册第八章“功和功率”，结合学生认知特点，以巩固基础、提升能力为目标，采用分层作业设计，分基础层（分层作业一）和提升层（分层作业二），满足不同学生需求。 通过知识回顾与方法总结强化物理观念，如功的计算、功率公式辨析，分层作业中斜面运动功率计算培养科学推理，汽车启动问题联系实际提升科学态度与责任，答案解析详细助力学生反思，有效提升学习效果。

高中物理人教版必修第二册 第八章《机械能守恒定律》 第1节 功和功率 作业设计 作业目标 1.知道做功的两个因素，理解功的概念。 2.明确正功和负功的含义。 3.会应用公式W＝Fscos α进行有关计算，分析计算总功的方法。 4.明确做功与能量变化的关系。 5.理解功率的概念，能区分平均功率和瞬时功率。 6.会用公式P＝、P＝Fv进行有关计算。 7.了解生产生活中常见的机械功率大小及其意义，培养学生用功率的有关知识分析实际问题的能力。 学习活动设计：知识回顾 一、功的计算 1.定义：在物理学中，如果一个物体受到力的作用，且物体在力的方向上发生了位移，就说这个力对物体做了机械功，简称功。 2.做功的两个必要因素 3.公式：W＝Fscos__α 功等于力的大小、位移的大小以及力和位移夹角的余弦的乘积。 4.单位：国际单位制中，功的单位是焦耳，符号是 J。 5.总功：几个力对物体所做的总功等于各个力分别对物体所做功的代数和，也等于这几个力的合力对物体所做的功。 二、做功快慢的描述——功率 1.物理意义：描述不同物体做功的快慢。 2.定义：物理学上把力对物体所做的功W与做功所用时间t之比，称为功率。 3.定义式：P＝。 4.单位：在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是W。1 W＝1 J/s。 5.额定功率：机械长时间工作的最大允许功率，实际输出功率一般小于(选填“大于”“小于”或“等于”)这个数值。 学习活动设计：方法总结 1.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) 2．公式P＝和P＝Fv的比较 P＝ P＝Fv 适用条件 (1)功率的定义式，适用于任何情况下功率的计算，一般用来求平均功率 (2)当时间t→0时，可由定义式确定瞬时功率 (1)功率的计算式，仅适用于F与v同向的情况，若不同向，P＝＝＝Fvcos α (2)v为平均速度时功率为平均功率，v为瞬时速度时功率为瞬时功率 联系 公式P＝Fv是P＝的推论 学习活动设计：分层作业一 1.两个相互垂直的共点力 和 作用在同一物体上，使物体运动一段位移。如果 ， ， 对物体做功 ， 对物体做功 ，则 和 的合力大小以及这两个力的合力对物体做功分别为( ) A. ， B. ， C. ， D. ， 2.某人用同一水平力F先后两次拉同一物体，第一次使此物体从静止开始在光滑水平面上前进s距离，第二次使此物体从静止开始在粗糙水平面上前进s距离．若先后两次拉力做的功分别为W1和W2，拉力做功的平均功率分别为P1和P2，则(　　) A．W1＝W2，P1＝P2 B．W1＝W2，P1＞P2 C．W1＞W2，P1＞P2 D．W1＞W2，P1＝P2 3.如图所示，质量为m的小球以初速度v0水平抛出，恰好垂直打在倾角为θ的斜面上，不计空气阻力，则球落在斜面上时重力的瞬时功率为(　　) A.mgv0 B. C. D.mgv0cos θ 4.如图所示，质量为m＝2 kg的木块在倾角θ＝37°的斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，已知：sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2，求： (1)前2 s内重力的平均功率； (2)2 s末重力的瞬时功率。 学习活动设计：分层作业二 1.用恒力 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 取 ，下列说法正确的是( ) A. 前 内恒力 做的功是 B. 前 内合力做的功为零 C. 前 内物体克服重力做的功是 D. 前 内重力做的功是 2.如图所示，质量为50 kg的同学在做仰卧起坐运动。若该同学上半身的质量为全身质量的，她在1 min内做了50个仰卧起坐，每次上半身重心上升的距离约为0.3 m，则她克服重力做的功W和相应的功率P约为(　　) A.W＝4 500 J　P＝75 W B.W＝450 J　P＝7.5 W C.W＝3 600 J　P＝60 W D.W＝360 J　P＝6 W 3.如图所示，从空中以40 m/s的初速度平抛一重力为10 N的物体，物体在空中运动3 s落地，不计空气阻力，g取10 m/s2，则物体落地前瞬间，重力的瞬时功率为(　　) A．300 W B．400 W C．500 W D．700 W 4.在水平路面上运动的汽车的额定功率为100 kW，质量为10 t，设阻力大小恒定，且为车重力的0.1倍，g取10 m/s2，则： (1)若汽车以不变的额定功率从静止启动，汽车的加速度如何变化？ (2)当汽车的加速度为2 m/s2时，速度为多大？ (3)汽车在运动过程中所能达到的最大速度的大小是多少？ 分层作业一答案 1.答案 C [解析]力是矢量，力的合成遵循平行四边形定则， 和 的合力大小为 ，功是标量，两力均做正功，总功等于各个力做功的代数和，合力做的功为 。 2.答案　B 解析　两次拉物体用的力都是F，物体的位移都是s，由W＝Fscos α可知W1＝W2；物体在粗糙水平面上前进时，加速度a较小，由s＝at2可知用时较长，再由P＝可知P1>P2，选项B正确． 3.答案　B 解析　如图所示 由于v垂直于斜面，可求出小球落在斜面上时速度的竖直分量为vy＝，落在斜面上时重力的瞬时功率P＝mgvy，联立可得P＝，故选B。 4.[答案]　(1)24 W　(2)48 W [解析]　(1)木块沿斜面下滑时，对木块受力分析。 由牛顿第二定律可得mg sin θ－μmg cos θ＝ma 解得a＝2 m/s2 由位移公式l＝at2＝×2×22 m＝4 m 重力在前2 s内做的功为W＝mgl sin θ＝2×10×4×0.6 J＝48 J 重力在前2 s内的平均功率为＝＝ W＝24 W。 (2)木块在2 s末的速度v＝at＝2×2 m/s＝4 m/s 2 s末重力的瞬时功率 P＝mgv cos (90°－θ)＝mgv sin θ＝2×10×4×0.6 W＝48 W。 分层作业二答案 1.答案D [解析]根据牛顿第二定律可知，恒力 ， 内物体上升的高度 ，前 内恒力 做功 ，故 错误；前 内重力做功 ，即前 内物体克服重力做功为 ，故 错误， 正确；前 内合力做的功 ，故 错误。 2.答案　A 解析　每次上半身重心上升的距离约为0.3 m，则她每一次克服重力做的功约为W＝mgh＝×50×10×0.3 J＝90 J；1分钟内克服重力所做的功W总＝50×W＝50×90 J＝4 500 J；相应的功率为P＝＝ W＝75 W，故A正确。 3.答案　A 解析　物体落地前瞬间vy＝gt＝30 m/s，所以PG＝Gvy＝300 W，故A正确． 4.答案　见解析 解析　(1)若汽车以不变的额定功率从静止启动，v变大，由P额＝Fv知，牵引力F减小，根据牛顿第二定律有F－f＝ma，可知汽车的加速度逐渐减小到零． (2)F－f＝ma1 P额＝Fv1 联立得：v1＝ m/s. (3)当汽车速度达到最大时，a2＝0，F′＝f，P＝P额，故 vmax＝＝ m/s＝10 m/s. 作业反馈 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $