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

高中物理导学案 制作人： 2025—2026学年高二下学期物理 人教版 必修2 第 8.1课 功和功率 导学案 【课前预习案】 【学习目标】 1.理解功的概念，知道W＝Fl cos α的适用范围，会用功的公式进行计算。 2．理解正、负功的概念，会根据公式计算多个力所做的总功。 3．理解功率的概念，能运用功率的定义式P＝进行有关的计算。 4．根据功率的定义导出P＝Fv，会分析P、F、v三者的关系。 【学习重难点】 重点：功率定义式P＝的计算与应用 难点：功率定义式P＝的计算与应用 【知识梳理】 1、功的两要素： 和 2、功的公式：W= ，式中α是 的夹角。功的单位： 。 3、正功、负功：功是 量，但有正负之分。 （1）当α=90°时，W= ，表示力对物体 ，即外界与质点间无能量交换； （2）当α<90°时，W= ，表示力对物体 ，即 传递能量给 ； （3）当α>90°时，W= ，表示力对物体 ，也可以说成 ， 即 传递能量给 。 4、功的物理意义：反映力在空间上的积累效果，物体能量发生变化，则一定有力对物体做了功，功是能的转化的_____ 5、计算功率的公式有：①______________________ ② _______________________ 6、额定功率∶指的是该机械正常工作时的____________功率； 实际功率∶机械_________时输出的功率，实际功率要求___________额定功率。 发动机的功率是 的功率，P=Fv。在功率一定的条件下，发动机产生的力F跟运行速度成 比 【体系建构】 【课中探究案】 【探究一】 一辆列车总质量，发动机的额定功率．列车在轨道上行驶时，轨道对列车的阻力f是车重力的0.01倍，重力加速度． (1)在水平轨道上，发动机以额定功率P工作，当行驶速度时，求列车的瞬时加速度a． (2)在水平轨道上以速度36km/h匀速行驶时，求发动机的实际功率． (3)若列车从静止起动，保持的加速度做匀加速运动，求这一过程维持的最长时间． 【探究二】 图739示为修建高层建筑常用的塔式起重机．在起重机将质量m＝5×103 kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a＝0.2 m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm＝1.02 m/s的匀速运动．g取10 m/s2，不计额外功．求： 图739 (1)起重机允许输出的最大功率． (2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率． 【课后巩固案】 1、 选择题 1.一物体在水平力F作用下沿水平面运动位移10 m的F-x图像如图所示,则该水平力在这段位移内对物体所做的功的大小为(　　) A.800 J B.1 200 J C.1 600 J D.无法计算 2.如图所示，水平路面上有一辆质量为的汽车，车厢中有一质量为的人正用恒力向前推车厢，在车以加速度向前加速行驶距离的过程中，下列说法正确的是（　　） A．人对车的推力做的功为 B．车对人做的功为 C．车对人的摩擦力做的功为 D．车对人的作用力大小为 二、材料分析题 如图所示，在光滑水平面上，物体受两个相互垂直的大小分别为F1＝4 N和F2＝3 N的恒力，其合力在水平方向上，从静止开始运动10 m，求： (1)F1和F2分别对物体做的功是多少？代数和为多大？ (2)F1和F2合力为多大？合力做功是多少？ 【答案解析】 【课中探究案】 探究一：(1) (2) (3)25s 【详解】（1）当行驶速度时，列车所受牵引力为 阻力 由牛顿第二定律有 得 （2）匀速行驶时有 则 （3）由牛顿第二定律得 得 列车匀加速直线运动的末速度为 列车匀加速直线运动过程维持的最长时间为 探究二： 【答案】　(1)5.1×104 W　(2)5 s　2.04×104 W (1)设起重机允许输出的最大功率为P0，重物达到最大速度时，拉力F0等于重力．P0＝F0vm ① P0＝mgvm ② 代入数据，有：P0＝5.1×104 W． ③ (2)匀加速运动结束时，起重机达到允许输出的最大功率，设此时重物受到的拉力为F，速度为v1，匀加速运动经历时间为t1，有： P0＝Fv1 ④ F－mg＝ma ⑤ v1＝at1 ⑥ 由③④⑤⑥，代入数据，得：t1＝5 s ⑦ t＝2 s时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v2，输出功率为P，则 v2＝at ⑧ P＝Fv2 ⑨ 由⑤⑧⑨，代入数据，得：P＝2.04×104 W. 【课后巩固案】 1、 选择题 1.B 2.AC 【详解】A．人对车的推力为，在力方向上车行驶了，则推力做的功为，故A正确； B．人受到车对人的推力、摩擦力、支持力，支持力不做功，所以摩擦力与推力对人做的功即为车对人做的功，由牛顿第二定律可知二力的合力向左，大小为，车向前运动了，故车对人做的功为，故B错误； C．人在水平方向受到的反作用力和车对人向左的摩擦力，则 可得 则车对人的摩擦力做的功为，故C正确； D．竖直方向车对人的作用力大小为，则车对人的作用力，故D错误。 故选AC。 2、 材料分析题 (1)32J, 18J, 50J;(2)5N, 50J 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $