2022-2023学年高一物理同步讲义（人教 ）8.1功和功率（第一课时 功）（学生版）

第八章机械能守恒定律第1课功和功率第一课时功目标导航目标导航课程标准核心素养1.掌握功的公式W＝Flcosα及公式的适用范围.2.理解正、负功的概念，会用功的公式进行计算．1、物理观念：功、正功、负功、总功、合力的功。2、科学思维：求总功的方法。3、科学探究：正负功与力和位移夹角的关系。4、科学态度与责任：生活中常见的功的计算。知识精讲知识精讲知识点01功1．定义：力对物体所做的功，等于、、这三者的乘积．2．公式：W＝.3．功是标(选填“矢”或“标”)量．在国际单位制中，功的单位是，符号是J.【即学即练1】关于功的概念，以下说法正确的是（）A．力是矢量，位移是矢量，所以功也是矢量B．功有正、负之分，若某个力对物体做负功，表明这个力对该物体的运动起阻碍作用C．若某一个力对物体不做功，说明该物体一定没有位移D．某物体通过一段位移，作用在该物体上的力一定都做功知识点02正功和负功1．正功和负功的判断由W＝Flcosα可知(1)当α＝eq\f(π,2)时，W＝0，力F对物体(填“做正功”“做负功”或“不做功”)．(2)当0≤α＜eq\f(π,2)时，W＞0，力F对物体(填“做正功”“做负功”或“不做功”)．(3)当eq\f(π,2)＜α≤π时，W＜0，力F对物体(填“做正功”“做负功”或“不做功”)．【即学即练2】关于功的表述，正确的是（）A．功的正负表示大小B．做功的大小与参照系的选取无关C．一个力对物体做负功，则该力一定阻碍物体运动D．作用力做正功时，反作用力一定做负功。知识点03总功总功的计算当一个物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的总功等于：(1)各个力分别对物体所做功的．(2)几个力的对物体所做的功．【即学即练3】如图所示，质量m＝50kg的滑雪运动员从高度h＝30m的坡顶由静止下滑，斜坡的sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，装备质量不计)(1)滑雪运动员所受的重力对他做了多少功？(2)各力对运动员做的总功是多少？能力拓展能力拓展考法01对功的理解1．做功的两个条件：力和物体在力的方向上发生位移，其中位移是物体相对地面的位移．2．功是过程量，公式W＝Flcosα适用于恒力做功．3．功是标量，没有方向，但是有正负．4．功是一个过程量，描述的是力在物体沿力的方向发生位移的过程中的积累效应．【典例1】下列有关力对物体做功的说法正确的是()A．静摩擦力一定不做功B．如果外力对物体做功为零，则物体一定处于静止状态C．物体受到的外力越大则外力对物体所做的功越大D．物体在运动过程中，若受力的方向总是垂直于速度的方向，则此力不做功考法02正、负功的理解1．功是标量(1)功是标量．功的正、负并不表示功的方向，而是表示动力做功还是阻力做功．(2)一个力对物体做负功，往往说成物体克服这个力做功．2．判断功的正、负的方法(1)根据力F与物体位移l的夹角α判断——常用于恒力做功的情形．(2)根据力与物体瞬时速度的夹角θ判断——常用于曲线运动的情形．如图所示：①若夹角θ是锐角，力做正功；②若夹角θ是钝角，力做负功；③若夹角θ是直角，力不做功．【典例2】(多选)下列说法正确的是()A．－10J的功大于＋5J的功B．功是标量，正、负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功C．一个力对物体做负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动D．功是矢量，正、负表示方向考法03总功的计算总功的计算当物体在多个力的共同作用下发生一段位移时，合力对物体所做的功等于各分力对物体做功的代数和．故计算合力的功有以下两种方法：(1)先由W＝Flcosα计算各个力对物体所做的功W1、W2、W3…然后求所有力做功的代数和，即W合＝W1＋W2＋W3＋….(2)先由力的合成或根据牛顿第二定律求出合力F合，然后由W合＝F合lcosα计算总功，此时α为F合的方向与l的方向间的夹角．【典例3】一个质量m＝150kg的物体，受到与水平方向成θ＝37°角斜向左上方的500N的拉力F作用，在水平地面上移动的距离l＝5m(如图所示)．物体与地面间的滑动摩擦力Ff＝100N，sin37°＝0.6，cos37°＝0.7求：(1)力F对物体所做的功；(2)摩擦力对物体所做的功；(3)求合外力对物体所做的总功．分层提分分层提分题组A基础过关练1．如图所示，在大小和方向都相同的力F1和F2的作用下，物体m1和m2沿水平方向移动了相同的距离。已知质量m1<m2，F1做的功为W1，F2做的功为W2，则（）A．W1>W2 B．W1<W2 C．W1=W2 D．无法确定2.如图所示，质量为m的小物体，从高为h、底边长为L的固定粗糙斜面顶端由静止开始沿斜面下滑，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，在物体从斜面顶端滑至斜面底端的过程中，摩擦力所做的功为（）A．－μmg B．－C．－μmgL D．－μmg3．如图所示，一根绳子绕过滑轮（大小、摩擦均不计），绳的一端拴一质量为的物体，另一侧沿竖直方向的绳被人拉住。若人的手到滑轮最高点的距离为4m，拉住绳子前进3m，使物体匀速上升，取10m/s2。则人拉绳所做的功为（）A．500J B．300J C．100J D．50J4.在光滑水平面上，t=0时开始用水平恒力F拉一物体，物体从静止开始运动。在0～t0时间内F做功为W1，在t0～2t0时间内F做功为W2，则W2：W1为（）A．1 B．2 C．3 D．45．在水平面上，有一弯曲的槽道弧AB，槽道由半径分别为和R的两个半圆构成（如图所示），现用大小恒为F的拉力将一光滑小球从A点沿滑槽道拉至B点，若拉力F的方向时时刻刻均与小球运动方向一致，则此过程中拉力所做的功为（）A．0 B．FRC．πFR D．2πFR6.如图所示，一辆装满石块的货车在平直道路上行驶。货箱中石块B的质量为m，重力加速度为g，在货车以加速度a加速运动位移x的过程中，下列说法正确的是（）A．石块B所受合力大小为mgB．石块B所受合力大小为maC．周围与石块B接触的物体对它的作用力的合力做功为mgxD．周围与石块B接触的物体对它的作用力的合力做功为题组B能力提升练7.（多选）一物体在水平恒力F的作用下沿水平面运动，撤去F后物体在摩擦力f的作用下减速到静止，其v-t图像如图所示。则下列说法正确的是（）A．0~t0内F、f做功大小之比为3：1B．0~t0内F、f做功大小之比为1：1C．0~3t0内F、f做功大小之比为3：1D．0~3t0内F、f做功大小之比为1：18.（多选）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m的人正用恒力F向前推车厢，在车以加速度a向前加速行驶距离L的过程中，下列说法正确的是（）A．人对车的推力F做的功为FL B．车对人做的功为maLC．车对人的摩擦力做的功为 D．车对人的作用力大小为ma9．(多选)如图所示，人站在自动扶梯上相对扶梯不动，随扶梯向上匀速运动，下列说法正确的是()A．重力对人做负功B．摩擦力对人做正功C．支持力对人做正功D．合力对人做功为零10.如图所示，质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面体上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，现使斜面体水平向左匀速运动距离l，物体始终与斜面体保持相对静止，重力加速度为g.则在斜面体水平向左匀速运动距离l的过程中()A．摩擦力对物体做的功为－μmglcosθB．斜面体对物体的支持力做的功为mglsinθcos2θC．重力对物体做的功为mglD．斜面体对物体做的功为零题组C培优拔尖练11．(多选)质量为m＝2kg的物体沿水平面向右做直线运动，t＝0时刻受到一个水平向左的恒力F的作用，如图甲所示，取水平向右为正方向，此物体的v－t图像如图乙所示，g取10m/s2，则()A．物体与水