人教版高中物理第1讲 功和功率.docx

课程标准内容及要求
核心素养及关键能力
核心素养
关键能力
1.理解功和功率。了解生产生活中常见机械的功率大小及其意义。
物理概念
理解能力
2.理解动能和动能定理。能用动能定理解释生产生活中的现象。
科学推理和论证
分析、推理和综合能力
3.理解重力势能，知道重力势能的变化与重力做功的关系。定性了解弹性势能。
物理概念和规律
理解能力
4.实验七：通过实验，验证机械能守恒定律。
科学实验
实验设计及数据处理能力
5.理解机械能守恒定律，体会守恒观念对认识物理规律的重要性。
物理规律
理解能力
6.能用机械能守恒定律分析生产生活中的有关问题。
科学推理
分析推理以及综合能力
第1讲　功和功率
一、功
1.定义：一个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生了一段位移，就说这个力对物体做了功。
2.必要因素：力和物体在力的方向上发生的位移。
3.物理意义：功是能量转化的量度。
4.计算公式
(1)恒力F的方向与位移l的方向一致时：W＝Fl。
(2)恒力F的方向与位移l的方向成某一夹角α时：W＝Flcos__α。
5.功的正负
(1)当0≤α＜时，W＞0，这表示力对物体做正功。
(2)当＜α≤π时，W＜0，这表示力对物体做负功。
(3)当α＝时，W＝0，力对物体不做功。
【自测1】 (多选)质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，斜面沿水平方向向右匀速移动了距离s，如图1所示，物体m相对斜面静止。则下列说法正确的是(　　)
图1
A.重力对物体m做正功
B.合力对物体m做功为零
C.摩擦力对物体m不做功
D.支持力对物体m做正功
答案　BD
6.一对作用力与反作用力的功
做功情形
图例
备注
都做正功
(1)一对相互作用力做的总功与参考系无关
(2)一对相互作用力做的总功W＝Flcos α。l是相对位移，α是F与l间的夹角
(3)一对相互作用力做的总功可正、可负，也可为零
都做负功
一正一负
一为零
一为正
一为负
7.一对平衡力的功
一对平衡力作用在同一个物体上，若物体静止，则两个力都不做功；若物体运动，
则这一对力所做的功一定是数值相等，一正一负或均为零。
【判断正误】
(1)作用力做正功，反作用力一定做负功。(×)
(2)一对相互作用的滑动摩擦力一定对系统做负功。(√)
(3)静摩擦力对物体不做功。(×)
二、功率
1.定义：功W与完成这些功所用时间t的比值。
2.物理意义：描述力对物体做功的快慢。
3.公式
(1)P＝，P为时间t内的平均功率。
(2)P＝Fv
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。
③当力F和速度v不在同一直线上时，可以将力F分解或者将速度v分解。
【自测2】 (2020·广东深圳市第一次调研)在水平地面上方某处，把质量相同的P、Q两小球以相同速率沿竖直方向抛出，P向上，Q向下，不计空气阻力，两球从抛出到落地的过程中(　　)
A.P球重力做功较多
B.两球重力的平均功率相等
C.落地前瞬间，P球重力的瞬时功率较大
D.落地前瞬间，两球重力的瞬时功率相等
答案　D
解析　根据W＝mgh可知两球重力做功相同，选项A错误；上抛的小球运动时间长，根据P＝可知两球重力的平均功率不相等，选项B错误；根据机械能守恒定律mgh＋mv＝mv2可知，两球落地的速度相同，由P＝mgv可知落地前瞬间，两球重力的瞬时功率相等，选项C错误，D正确。
命题点一　恒力功的分析和计算
【例1】 (多选)如图2所示，在皮带传送装置中，皮带把物体P匀速带至高处，在此过程中，下述说法正确的是(　　)
图2
A.摩擦力对物体做正功
B.摩擦力对物体做负功
C.支持力对物体不做功
D.合力对物体做功为零
答案　ACD
解析　取物体为研究对象，受力分析如图所示，受重力mg、沿皮带向上的静摩擦力Ff和垂直于皮带的支持力FN，由于Ff方向与运动方向一致，做正功，A正确，B错误；FN方向与运动方向垂直，不做功，C正确；由于匀速运动，合力为0，D正确。
【变式1】 (2020·海南省新高考一模)两个相同物块P、Q分别在大小相等、方向如图3所示的恒力F1和F2作用下沿水平面向右运动，物块与水平面间的动摩擦因数相同。在它们前进相同距离的过程中，F1和F2做功分别为W1和W2，P、Q两物块克服摩擦力所做的功分别为Wf1和Wf2，则有(　　)
图3
A.W1＞W2，Wf1＞Wf2 B.W1＝W2，Wf1＞Wf2
C.W1＞W2，Wf1＝Wf2 D.W1＝W2，Wf1＝Wf2
答案　A