高考物理一轮复习 功和功率教案(含解析)沪科版

【创新设计】2016届高考物理一轮复习功和功率教案（含解析）沪

科版

考点内容要求命题规律复习策略

功和功率Ⅱ

(1)功和功率的计算；

(2)对动能定理、机械能守

恒定律、功能关系的理解；

(3)与牛顿第二定律相结合

考查运动情况和功能关系

(1)抓住功是能量转化的量

度这条主线，深刻理解基本

概念、基本规律；

(2)熟知几种常见的功能关

系并会应用；

(3)重视受力分析和过程分

析，提高解决综合问题的能

力

动能和动能定理Ⅱ

重力做功与重力势能Ⅱ

功能关系、机械能守恒定

律及其应用

Ⅱ

实验五：探究动能定理

实验六：验证机械能守恒

定律

第1课时功和功率

[知识梳理]

知识点一、功

1．做功的两个要素

(1)作用在物体上的力；

(2)物体在力的方向上发生的位移。

2．公式：W＝Fs cos_α

(1)α是力与位移方向之间的夹角，s为物体对地的位移。

(2)该公式只适用于恒力做功。

3．功的正负

夹角功的正负

α＜

90°

力对物体做正功

1．定义：功与完成这些功所用时间的比值。 2．物理意义：描述力对物体做功的快慢。 3．公式

(1)P ＝W

t

，P 为时间t 内的平均功率。 (2)P ＝Fv cos_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：机械正常工作时输出的最大功率。

5．实际功率：机械实际工作时输出的功率。要求小于或等于额定功率。 思维深化

判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

(1)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。( ) (2)滑动摩擦力可能做负功，也可能做正功；静摩擦力对物体一定不做功。( ) (3)作用力做正功时，反作用力一定做负功。( )

(4)据P ＝Fv 可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比。( ) (5)汽车上坡的时候，司机必须换挡，其目的是减小速度，得到较小的牵引力。( ) 答案 (1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)×

[题 组 自 测]

题组一 关于功的理解和计算

1．一个人乘电梯从1楼到18楼，在此过程中经历了先加速，后匀速，再减速的运动过程，则电梯支持力对人做功情况是( ) A ．始终做正功

B ．加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功

C ．加速时做正功，匀速和减速时做负功

D ．加速和匀速时做正功，减速时做负功

解析 人坐电梯向上加速运动时受到的支持力向上且大于重力，做正功；匀速运动时，支持力等于重力，做正功；减速运动时，支持力竖直向上且小于重力，也做正功，故选项A 正确。 答案 A

2．如图1所示，人在船上向前行走，脚与船面间不打滑。忽略水对船的阻力，则下列说法中正确的是( )

图1

A ．脚与船之间的摩擦力是静摩擦力

B ．脚与船之间的摩擦力对船做负功

C ．脚与船之间的摩擦力对人做负功

D ．脚与船之间的摩擦力对人船组成的系统所做的功的代数和不为零

解析 人在船上向前行走，脚与船面间不打滑，说明脚与船之间的摩擦力是静摩擦力；取地面为参考系，船受到的摩擦力方向向后，且向后运动，故脚与船之间的摩擦力对船做正功；人受到的摩擦力方向向前，对地位移方向不确定，脚与船之间的摩擦力对人做功的正、负不确定，所以脚与船之间的摩擦力对人船组成的系统所做的功的代数和可能为零。 答案 A

3．起重机以1 m/s 2

的加速度将质量为1 000 kg 的货物由静止开始匀加速向上提升，g 取10 m/s 2

，则在1 s 内起重机对货物做的功是( ) A ．500 J B ．4 500 J C ．5 000 J D ．5 500 J 解析 货物的加速度向上， 由牛顿第二定律有：F －mg ＝ma ， 起重机的拉力F ＝mg ＋ma ＝11 000 N 。 货物的位移是s ＝12at 2

＝0.5 m ，

做功为W ＝Fs ＝5 500 J ，故D 正确。 答案 D

题组二 对功率的理解与计算

4．(多选)关于功率公式P ＝W /t 和P ＝Fv 的说法正确的是( ) A ．由P ＝W /t 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制增大 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

解析 利用公式P ＝W /t 只能计算平均功率，选项A 错误；当公式P ＝Fv 中的v 为瞬时速度时，求的是瞬时功率，当v 为平均速度时，求的是平均功率，选项B 正确；因为汽车有额定功率，行驶时一般不超过额定功率，汽车的功率也不能无限制增大，选项C 错误；由P ＝Fv 知，当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比，选项D 正确。

答案 BD

5．一质量为m 的物体静止在光滑的水平面上，从某一时刻开始受到恒定的外力F 作用，物体运动了一段时间t ，该段时间内力F 做的功和t 时刻力F 的功率分别为( )

A.F 2t 22m ，F 2t 2m

B.F 2t 2m ，F 2t m

C.F 2t 22m ，F 2t m

D.F 2t 2m ，F 2t 2m

解析 物体在恒力F 作用下做匀加速直线运动a ＝F m ，t 时间内位移s ＝12

at 2

，力F 做功W ＝

Fs ＝F ·12F m t 2＝F 2t 2

2m 。t 时刻F 的功率P ＝Fv ＝Fat ＝F ·F m ·t ＝F 2

t

m ，故选项C 正确。

答案 C

考点一 正、负功的判断及计算 1．判断力是否做功及做正、负功的方法

(1)看力F 的方向与位移s 的方向间的夹角α——常用于恒力做功的情形。 (2)看力F 的方向与速度v 的方向间的夹角α——常用于曲线运动的情形。

(3)根据动能的变化：动能定理描述了合外力做功与动能变化的关系，即W 合＝

E k 末－E k 初，当动能增加时合外力做正功；当动能减少时，合外力做负功。

2．计算功的方法 (1)恒力做的功

直接用W ＝Fs cos α计算。 (2)合外力做的功

方法一：先求合外力F 合，再用W 合＝F 合s cos α求功。

方法二：先求各个力做的功W 1、W 2、W 3…，再应用W 合＝W 1＋W 2＋W 3＋…求合外力做的功。 (3)变力做的功 ①应用动能定理求解。

②用W ＝Pt 求解，其中变力的功率P 不变。

③常用方法还有转换法、微元法、图像法、平均力法等，求解时根据条件灵活选择。