8.1功与功率 —2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册学案（含答案）
文档属性
| 名称 | 8.1功与功率 —2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册学案（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 76.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-06-06 08:27:29 | ||
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文档简介
第八章 第1节 功与功率
【学习目标】
1. 理解功的概念，掌握功的计算式。
2. 知道功是标量，理解正功、负功的含义。知道几个力对物体所做的总功，是各个力分别对物体做功的代数和。
3. 理解功率的概念，会运用极限思想得到瞬时功率表达式P=Fv。关注生产生活中常见机械做功、功率大小及其意义。
4. 能分析汽车发动机功率一定时，牵引力与速度之间的关系，并能分析、解释实际生活中的现象。
【课前预习】
3790950209550一、功
1. 概念：一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，这个力就对物体做了功。
2. 公式：W＝Flcosα_
(1)α是力与位移方向之间的夹角,l为物体力作用下发生的位移。
(2)该公式适用于恒力做功(选填“恒力”或“变力”)。
3. 矢标性：功是标量(选填“标量”或“矢量”)。
4. 单位：焦(耳) 符号：J (单位制换算：1J＝1N·m＝1kg·m/s2·m＝1kg·m2/s2)
5. 正功与负功
总结：
α范围
cosα范围
W正负
正负含义
α＝
cosα＝0
W＝0
不做功
0≤α<
cosα>0
W>0
促进物体运动
<α≤π
cosα<0
W<0
阻碍物体运动
(1)矢标性：功是标量，正负号不表示大小，也不表示方向，表示对物体运动的促进或阻碍。
(2)说明：某力做-5J功，可以说物体克服该力做了5J功
6. 总功的计算
(1)各个力分别对物体所做功的_代数和_。公式：_ W合＝WF1＋WF2＋…＋WFn_
(2)几个力的_合力_对物体所做的功。公式：_ W合＝F合lcosα_
二、功率
1. 概念：功W与完成这些功所用时间之比_叫作功率。
2. 公式： P＝W/t_。
3. 矢标性：功是_________ (选填“标量”或“矢量”)。
4. 单位: _瓦(特)__，符号是__ W__。(单位制换算：1W＝1J/s＝1(N·m)/s＝1kg·m2/s3)
5. 意义：表示物体做功__快慢___的物理量。
三、平均功率与瞬时功率
1. 平均功率：表示在一段时间内做功的快慢。
2. 瞬时功率：表示在某一时刻或某一位置做功的快慢。
四、额定功率与实际功率
1. 额定功率：动力机械在长时间工作时的_最大输出功率_。
2. 实际功率：是动力机械__实际工作时_时的输出功率。
▲判一判
(1)各种机械铭牌上所标功率一般是指额定功率. ( )
(2)某机械工作时的实际功率一定比额定功率小. ( )
(3)机械可以在实际功率等于额定功率的情况下长时间工作. ( )
答案：对错对
【学习过程】
任务一：对功的理解
[例1] (多选)一同学穿着旱冰鞋处于静止状态，推竖直墙壁后有了向后的速度，关于该同学推墙壁的过程，下列说法正确的是 ( )
A. 墙壁对该同学做正功
B. 墙壁对该同学没有做功
C. 该同学对墙壁做正功
D. 该同学对墙壁没有做功
答案：BD
[变式训练1-1]如图所示，平行于斜面向上的拉力F使质量为m的物体匀速地沿着长为L，倾角为α的斜面的一端向上滑到另一端，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，分别求作用在物体上各力对物体所做的功．
答案： 拉力做功mgL(sinα＋μcosα)，重力做功－mgLsinα，摩擦力做功－μmgLcosα，斜面弹力对物体不做功．
任务二：功的计算
[例2]一个质量为150kg的雪橇，受到与水平方向成37°角斜向上方的拉力，大小为500N，在水平地面上移动的距离为5m。地面对雪橇的阻力为100N，cos37°=0.8，求各力对雪橇做的总功。
答案：1500J
[变式训练2-1]一个质量m＝2 kg的物体，受到与水平方向成37°角斜向上方的力F＝10 N作用，在水平地面上移动的距离l＝2 m，物体与地面间的滑动摩擦力Ff＝4.2 N，求外力对物体所做的总功．(cos37°＝0.8，sin37°＝0.6)
答案：7.6 J
任务三：变力做功
[变力做功]静止在水平面上的物体M，受到一水平向右的推力作用，在推力作用下向右运动了4 m，水平推力随物体位移的变化图象如图所示，推力的最大值为4 N，且力随位移的变化图线恰好为四分之一圆周，求水平推力在此过程中所做的功．
答案：W＝πR2＝×3.14×42 J＝12.56 J.
任务四：对功率的理解
[例4](多选)关于功率，下列说法正确的是 ( )
A. 不同物体做相同的功，它们的功率一定相同
B. 物体做功越多，它的功率就越大
C. 物体做功越快，它的功率就越大
D. 发动机的额定功率与实际功率可能相等，也可能不相等
答案：CD
[变式训练4-1]某人用同一水平力F先后两次拉同一物体，第一次使此物体沿光滑水平面前进l距离，第二次使此物体沿粗糙水平面也前进l距离，若先后两次拉力做的功为W1和W2，拉力做功的功率是P1和P2，则 ( )
A. W1＝W2，P1＝P2 B. W1＝W2，P1>P2
C. W1>W2，P1>P2 D. W1>W2，P1＝P2
答案：B
任务五：功率的计算
[例5]质量m＝5 kg的物体，在水平力F＝10 N的作用下，在光滑的水平面上从静止开始做匀加速直线运动，求：
(1)力F在t＝2 s内对物体所做的功；
(2)力F在t＝2 s内对物体所做功的平均功率；
(3)在2 s末力F对物体做功的瞬时功率．
答案： (1)40 J (2)20 W (3)40 W
[变式训练5-1]发动机的额定功率是汽车长时间行驶时所能输出的最大功率。某型号汽车发动机的额定功率为60kW，在水平路面上行驶时受到的阻力是1800N，求发动机在额定功率下汽车匀速行驶的速度。假定汽车行驶速度为54km/h时受到的阻力不变，此时发动机输出的实际功率是多少?
答案：
【学习目标】
1. 理解功的概念，掌握功的计算式。
2. 知道功是标量，理解正功、负功的含义。知道几个力对物体所做的总功，是各个力分别对物体做功的代数和。
3. 理解功率的概念，会运用极限思想得到瞬时功率表达式P=Fv。关注生产生活中常见机械做功、功率大小及其意义。
4. 能分析汽车发动机功率一定时，牵引力与速度之间的关系，并能分析、解释实际生活中的现象。
【课前预习】
3790950209550一、功
1. 概念：一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，这个力就对物体做了功。
2. 公式：W＝Flcosα_
(1)α是力与位移方向之间的夹角,l为物体力作用下发生的位移。
(2)该公式适用于恒力做功(选填“恒力”或“变力”)。
3. 矢标性：功是标量(选填“标量”或“矢量”)。
4. 单位：焦(耳) 符号：J (单位制换算：1J＝1N·m＝1kg·m/s2·m＝1kg·m2/s2)
5. 正功与负功
总结：
α范围
cosα范围
W正负
正负含义
α＝
cosα＝0
W＝0
不做功
0≤α<
cosα>0
W>0
促进物体运动
<α≤π
cosα<0
W<0
阻碍物体运动
(1)矢标性：功是标量，正负号不表示大小，也不表示方向，表示对物体运动的促进或阻碍。
(2)说明：某力做-5J功，可以说物体克服该力做了5J功
6. 总功的计算
(1)各个力分别对物体所做功的_代数和_。公式：_ W合＝WF1＋WF2＋…＋WFn_
(2)几个力的_合力_对物体所做的功。公式：_ W合＝F合lcosα_
二、功率
1. 概念：功W与完成这些功所用时间之比_叫作功率。
2. 公式： P＝W/t_。
3. 矢标性：功是_________ (选填“标量”或“矢量”)。
4. 单位: _瓦(特)__，符号是__ W__。(单位制换算：1W＝1J/s＝1(N·m)/s＝1kg·m2/s3)
5. 意义：表示物体做功__快慢___的物理量。
三、平均功率与瞬时功率
1. 平均功率：表示在一段时间内做功的快慢。
2. 瞬时功率：表示在某一时刻或某一位置做功的快慢。
四、额定功率与实际功率
1. 额定功率：动力机械在长时间工作时的_最大输出功率_。
2. 实际功率：是动力机械__实际工作时_时的输出功率。
▲判一判
(1)各种机械铭牌上所标功率一般是指额定功率. ( )
(2)某机械工作时的实际功率一定比额定功率小. ( )
(3)机械可以在实际功率等于额定功率的情况下长时间工作. ( )
答案：对错对
【学习过程】
任务一：对功的理解
[例1] (多选)一同学穿着旱冰鞋处于静止状态，推竖直墙壁后有了向后的速度，关于该同学推墙壁的过程，下列说法正确的是 ( )
A. 墙壁对该同学做正功
B. 墙壁对该同学没有做功
C. 该同学对墙壁做正功
D. 该同学对墙壁没有做功
答案：BD
[变式训练1-1]如图所示，平行于斜面向上的拉力F使质量为m的物体匀速地沿着长为L，倾角为α的斜面的一端向上滑到另一端，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，分别求作用在物体上各力对物体所做的功．
答案： 拉力做功mgL(sinα＋μcosα)，重力做功－mgLsinα，摩擦力做功－μmgLcosα，斜面弹力对物体不做功．
任务二：功的计算
[例2]一个质量为150kg的雪橇，受到与水平方向成37°角斜向上方的拉力，大小为500N，在水平地面上移动的距离为5m。地面对雪橇的阻力为100N，cos37°=0.8，求各力对雪橇做的总功。
答案：1500J
[变式训练2-1]一个质量m＝2 kg的物体，受到与水平方向成37°角斜向上方的力F＝10 N作用，在水平地面上移动的距离l＝2 m，物体与地面间的滑动摩擦力Ff＝4.2 N，求外力对物体所做的总功．(cos37°＝0.8，sin37°＝0.6)
答案：7.6 J
任务三：变力做功
[变力做功]静止在水平面上的物体M，受到一水平向右的推力作用，在推力作用下向右运动了4 m，水平推力随物体位移的变化图象如图所示，推力的最大值为4 N，且力随位移的变化图线恰好为四分之一圆周，求水平推力在此过程中所做的功．
答案：W＝πR2＝×3.14×42 J＝12.56 J.
任务四：对功率的理解
[例4](多选)关于功率，下列说法正确的是 ( )
A. 不同物体做相同的功，它们的功率一定相同
B. 物体做功越多，它的功率就越大
C. 物体做功越快，它的功率就越大
D. 发动机的额定功率与实际功率可能相等，也可能不相等
答案：CD
[变式训练4-1]某人用同一水平力F先后两次拉同一物体，第一次使此物体沿光滑水平面前进l距离，第二次使此物体沿粗糙水平面也前进l距离，若先后两次拉力做的功为W1和W2，拉力做功的功率是P1和P2，则 ( )
A. W1＝W2，P1＝P2 B. W1＝W2，P1>P2
C. W1>W2，P1>P2 D. W1>W2，P1＝P2
答案：B
任务五：功率的计算
[例5]质量m＝5 kg的物体，在水平力F＝10 N的作用下，在光滑的水平面上从静止开始做匀加速直线运动，求：
(1)力F在t＝2 s内对物体所做的功；
(2)力F在t＝2 s内对物体所做功的平均功率；
(3)在2 s末力F对物体做功的瞬时功率．
答案： (1)40 J (2)20 W (3)40 W
[变式训练5-1]发动机的额定功率是汽车长时间行驶时所能输出的最大功率。某型号汽车发动机的额定功率为60kW，在水平路面上行驶时受到的阻力是1800N，求发动机在额定功率下汽车匀速行驶的速度。假定汽车行驶速度为54km/h时受到的阻力不变，此时发动机输出的实际功率是多少?
答案：