（人教版）必修第二册高中物理同步导学案8.1 功与功率（原卷版）

§8.1功与功率目标展示目标展示〖教学目标〗1.理解功的概念，知道W＝Flcosα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，了解平均功率和瞬时功率的含义.4.根据功率的定义导出P＝Fv，会分析P、F、v三者的关系．〖核心素养〗【物理观念】理解功的概念，知道做功的两要素；知道功率的物理意义、定义式、单位。【科学思维】通过实例体验功和功率概念的形成过程及功和功率的实际意义。【科学探究】功和功率公式与概念的建立及其意义。【科学态度与责任】使学生养成具体问题具体分析和严密思维的习惯。〖教学重点与难点〗重点：1、理解功的概念及正、负功的意义；理解功率的概念；2、用功的计算式解决实际问题；3、理解功率与力、速度的关系，瞬时功率和平均功率的计算。难点：1、公式W=Flcosα的推导方法及适用条件；2、正、负功含义的理解；3、理解功率的导出式P=F•v的物理意义，并掌握其用法，会利用功率的两个公式来解释现象和进行计算。预习案预习案使用说明及学法指导（正确的方法会取得事半功倍的效果！）1．首先明确“知识必备”中的两个知识点；然后再通读教材，查找资料，完成“教材助读”中的问题；2．完成时间：20分钟。知识必备（你准备好了吗？）受力分析运动情况分析教材助读（问题引领方向！）1．如何求合力做功 2．区分瞬时功率与平均功率预习检测（检测有助于查找存在的问题和不足！）1.分析图中的哪个人对物体做了功？2.关于功率的概念,下列说法中正确的是 ()A.功率是描述力对物体做功多少的物理量B.由P=Wt可知,C.汽车发动机的实际功率越大,其做功就一定越多D.某个力对物体做功越快,它的功率就一定越大判一判(1)有力作用在物体上，并且物体也发生了位移时，力对物体一定做了功． ()(2)力对物体不做功，说明物体的位移一定为零． ()(3)力F1做功10J，F2做功－15J，力F1比F2做功少． ()(4)功率越大表示做的功越多． ()(5)汽车的功率一定，汽车的速度越大，牵引力就越大． ()我的疑问（发现问题比解决问题更重要！）请将预习中未能解决的问题和疑问写下来，待课堂上与老师和同学探究解决。探究案探究案质疑探究（质疑解疑，合作探究）探究点一：对功的理解与计算例1.如图所示，力F大小相等，物体运动的位移l也相同，下列哪种情况F做功最少A. B.C. D.针对训练1.“你挑着担，我牵着马，迎来日出，送走晚霞……”《西游记》中，孙悟空奋勇杀敌，猪八戒好吃懒做但是经常扶师父上马，沙和尚辛辛苦苦挑担万里，白龙马一路驮着唐僧西天取经，试从高中物理功能关系的角度分析，谁对唐僧做功最多？A.孙悟空B.猪八戒C.沙和尚D.白龙马针对训练2.如图所示,用同样大小的力F拉同一物体,在甲(光滑水平面)、乙(粗糙水平面)、丙(光滑斜面)、丁(粗糙斜面)上通过同样的距离,则拉力F的做功情况是 ()A.甲中做功最少B.丁中做功最多C.做功一样多D.无法比较例2.图8.1-5表示物体在力F的作用下水平发生了一段位移l，分别计算这三种情形下力F对物体做的功。设这三种情形下力F和位移l的大小都是一样的：F＝10N，l＝2m。角的大小如图所示。针对训练3.如图所示的拖轮胎跑是一种体能训练活动．某次训练中，轮胎的质量为5kg，与轮胎连接的拖绳与地面夹角为37°，轮胎与地面动摩擦因数是0.8．若运动员拖着轮胎以5m/s的速度匀速前进，则10s内运动员对轮胎做的功最接近的是(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2)()A.500J B.750J C.1250J D.2000J探究点二：正功与负功例3.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l，如图6所示.物体始终相对斜面静止，则下列说法正确的是()图6A.重力对物体做正功 B.斜面对物体做功为零C.摩擦力对物体做负功 D.支持力对物体做正功针对训练4.一人乘电梯从1楼到20楼,在此过程中,电梯先加速再匀速最后减速,则电梯对人的支持力做功的情况是()A.加速时做正功,匀速时不做功,减速时做负功B.加速时做正功,匀速和减速时做负功C.加速和匀速时做正功,减速时做负功D.始终做正功针对训练5.如图所示，货物放在自动扶梯的水平台阶上，随扶梯一起向斜上方做匀速直线运动，下列说法正确的是(

)A.重力对货物做负功 B.摩擦力对货物做正功C.支持力对货物做负功 D.合外力对货物做正功拓展：若改为物体随着扶梯一起向斜上方做匀加速直线运动，结果会如何？例4.一个物体在两个力F1、F2的共同作用下发生了一段位移，做功分别为W1=8 J、WA.这两个力大小一定相等 B.这两个力做的总功为0 JC.这两个力的方向一定相反 D.F1比F针对训练6.下列叙述中正确的是(    )A.一对作用力和反作用力做功之和一定为零B.静摩擦力一定不做功C.一对滑动摩擦力所做总功不可能为零D.一对静摩擦力所做总功可能不为零规律总结（知识提炼，浓缩精华）由W=Fl功是标量，只有大小没有方向；功有正负，正负由力与位移的夹角α决定。正负不表示大小，表示做功的效果，正功代表动力做功，负功代表阻力做功。探究点三：总功的计算例5.如图所示，质量为m＝2kg的物体静止在水平地面上，受到与水平地面夹角为θ＝37°、大小F＝10N的拉力作用，物体移动了l＝2m，物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.3，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2.求各个力做的功以及总功拓展：若移动2m后突然撤去拉力，物体还能运动多长距离，并求在此过程中各个力做的功。针对训练7.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，斜坡的倾角θ＝37°，滑雪板与雪面之间的动摩擦因数μ＝0.1.则运动员滑至坡底的过程中：(g取10m/s2，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？规律总结（知识提炼，浓缩精华）求合力做功的两种方法：W=W1+W2+W3+......(各个力做功的代数和，适用于任何情况)（2）公式W=F探究点四：功率的理解和计算例5.关于功率的概念,下列说法中正确的是 ()A.功率是描述力对物体做功多少的物理量B.由P=Wt可知,C.汽车发动机的实际功率越大,其做功就一定越多D.某个力对物体做功越快,它的功率就一定越大针对训练8.关于功率的说法，正确的是A.由P=Wt知，在相同的时间内，力做功越多，功率就越大

B.由P=Fv知，物体运动越快，功率越大

C.由W=Pt知，功率越大，力做功越多

D.由例6.据报道：我国一家厂商制作了一种特殊的手机，在电池电能耗尽时，摇晃手机如图所示，即可产生电能维持通话，摇晃手机的过程是将机械能转化为电能，如果将该手机摇晃一次，相当于将100g的重物举高20cm，若每秒摇两次，则摇晃手机的平均功率为(g取10m/s2)()A．0.04W B．0.4WC．4W D．40W针对训练9.如图所示，质量为70kg的某运动员在做弓箭步练习。若他在1min内做了30个弓箭步练习，则克服重力做的功和相应功率约为A.21000J，350W B.10500J，175W

C.350J，175W D.−10500J，针对训练10.每年春节前江西农村都有捣年糕的习俗,借此来寓意“年年发财、步步高升”。捣年糕时,一人将“石杵”一起一落挥动,另一人在“石杵”挥动的间隙迅速翻动米粉团,直到米粉团柔软而有弹性。已知“石杵”质量为20kg,每分钟上下挥动20下,每次重心上升的高度约为90cm,则人挥动“石杵”做功的功率约为 ()A.60WB.120WC.180WD.540W规律总结（知识提炼，浓缩精华）（1）功率为标量，是比值法定义的物理量，不与功成正比，也不与时间成反比。（2）功率有正负，功率为正代表动力的功率，功率为负代表阻力的功率探究点五：平均功率与瞬时功率例7.一只花盆从10楼(距地面高度约为h＝30m)的窗台上不慎掉落，忽略空气阻力(将花盆的运动简化为自由落体运动)。已知花盆的质量m＝2kg，重力加速度g取10m/s2，求：(1)在花盆下落到地面的过程中，重力对花盆做的功W；(2)花盆下落2s末时重力的瞬时功率；(3)花盆下落第2s内重力的平均功率。针对训练11.如图所示，质量为m＝2kg的木块在倾角θ＝37°的足够长的斜面上由静止开始下滑，木块求：(1)前2s内重力做的功；(2)前2s内重力的平均功率；(3)2s末重力的瞬时功率.例8.一个水平恒力F作用在物体上，使它分别沿着光滑水平地面和粗糙水平地面移动相同的一段距离，恒力F做的功和功率分别为W1，P1和W2，P2A.W1=W2，P1>P2