高中物理人教版 (2019)必修 第二册1 功与功率学案设计

高一年级物理  第五章 曲线运动    自学探究学案

学习内容: 8.1-1 功和功率

教学目标-------核心素养

物理观念：理解功的概念，知道做功的两要素，功是标量，正负的含义。

科学思维：培养学生的推理能力、分析综合能力，并学会物理学常用的研究方法，通过具体问题的分析(特殊性)，得出解决问题的普遍方法(普遍性)。

科学探究： 功的表达式与概念的建立及其意义。总功的计算？通过具体问题的分析，得出功的一般计算公式W＝F•lCosα

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。

自主学习（认真阅读课本，独立思考，相信你一定行﹗）

一、功

1．内容：力对物体所做的功，等于           、

             、                 这三者的乘积。

2．公式：                  。

3. 公式W＝Flcos α只适用于计算恒力做功．

4. 公式W＝Flcos α既适用于直线运动，也适用于         运动。

5．功是      (选填“标量”或“矢量”)。

6．功的单位：在国际单位制中，功的单位是         ，简称       ，符号是      。

7．功的单位物理意义：1 J等于           使物体在             发生1 m位移的过程中所做的功，即1 J＝1 N×1 m＝1 N·m。

二、正功和负功

1．做正功和负功的条件

由W＝Fl cos α可知：

①当0≤α<时，W    0，力对物体做      ；

②当<α≤π时，W    0，力对物体做      ，或称物体                        ；

③当α＝时，W    0，力对物体      。

2.正负功的意义

功的正、负既不表示功的大小，也不表示功有方向

正功：力对物体做正功时，这个力对物体而言是         ，给物体提供来能量了。

负功：力对物体做负功时，这个力对物体而言是         ，在消耗物体的能量。

三．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的计算

①方法一：几个力对物体做的总功等于各个力分别对物体做功的_______，即

W总＝W1＋W2＋W3＋…＋Wn.

②方法二：求几个力的总功时，也可以先求这几个力的      ，再应用功的定义式求合外力做的功，即为总功．W合＝F合·lcos α.

四、 功的大小的比较：

功的正负只表示力对物体的运动所起的          ，而不表示大小。功的多少的比较是比较功的          。   例： -10J的功要比6J的功          。。

典例精讲

例1．质量为m的物体，静止在倾角为斜面上，斜面沿水平方向向右匀速移动了距离L，如图所示。已知斜面运动过程中物体相对斜面始终静止，重力加速度为g，则下列说法正确的（　　）

A．合力对物体做功为 

B．重力对物体做功为

C．物体克服摩擦力做功为 

D．支持力对物体做功

例2．如图，质量为M、长度为l的小车静止在光滑的水平面上。质量为m的小物块放在小车的最左端。现在一水平恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动，物块和小车之间的摩擦力为f。小车运动的位移为s时，物块刚好滑到小车的最右端。以下判断正确的是（　　）

A、力F对物块做功为 

B、力F对小车做功为

C、摩擦力对物块做功为 

D、摩擦力对小车做功为

例3、如图所示，在长为L的细线下挂一质量为m的小球，用水平恒力F拉小球直到细线偏离竖直方向60°角.求该过程中F所做的功和重力所做的功.

强化训练                          A组

1.  下列各图的体育锻炼中，手臂对躯干不做功的是(    )

A. 俯卧撑 B. 双臂悬垂卷腹
C. 引体向上 D. 双杠臂曲伸

2.  一个恒力作用在物体上，使物体在力的方向上发生了一段位移，下面关于力做的功的说法正确的是

A. 物体加速运动时，力做的功最多 B. 力对物体做功与物体运动快慢无关
C. 物体匀减速运动时，力的功最少 D. 物体匀速运动时，力做的功最多

3.用水平恒力F作用于质量为m的物体上，使之在光滑的水平面上沿力的方向移动距离l，恒力F做功为W1；再用该恒力作用在质量为2m的物体上，使之在粗糙的水平面上沿力的方向移动同样的距离l，恒力F做功为W2，则两次恒力做功的关系是(  )

A.W1>W2         B.W1<W2           C.W1＝W2        D.无法判断

4.  如图所示，完全相同的两物体、，受到大小相同，与水平方向夹角均为的两恒力作用，在水平面上向右运动相同距离，对、做功分别为和，

摩擦力对、做功分别为和，则下列判断正确的是
A.           B.

.C. D.

5.某人用20 N的水平恒力推着小车在粗糙的水平面上前进了5.0 m，放手后，小车又前进了2.0 m才停下来，则在小车运动过程中，人的推力所做的功为(  )

A.100 J          B.140 J         C.60 J           D.无法确定

 6．两个力、夹角成作用在同一物体上，使物体通过一段位移过程中，对物体做功6J，物体克服做功8J，则和的合力对物体做的功W为（　　）

A．      B．      C．      D．

7、将一个质量为m的物体物体从地面竖直向上抛出，物体上升的最大高度为h，然后又落回地面。设在这个过程中空气阻力为F，且大小不变，则从抛出到落回克服空气阻力做的功为（    ）

A．0         B．Fh          C．2Fh          D．-2FH

8.木棒一头的端点压在水平桌面上，沿桌面移动s，桌子未动，若木棒与

桌子间的滑动摩擦力大小为f，则桌面对棒的摩擦力和木棒对桌面的摩

擦力所做的功分别是(     )

A、-fs和fs      B、fs和-fs    C、-fs和0    D、0和0

9.如图，将同一物体分别沿斜面AD和BD自顶点由静止释放下滑，两斜面的动摩擦因数相同，在滑行过程中物体克服的摩擦力做功分别为WA和WB，则(     )

A、 WA>WB

B、 WA=WB

C、 WA<WB

D、 无法确定

10. 如图所示，人站在电动扶梯的水平台阶上，假定人与扶梯一

起沿斜面加速上升，在这个过程中，人脚所受的静摩擦力(　　)

A．等于零，对人不做功       B．水平向左，对人做负功

C．水平向右，对人做正功     D．斜向上，对人做正功

11.  如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，为近日点，为远日点，、为轨道短轴的两个端点，运行的周期为。若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从经、到的运动过程中(    )

A. 从经到所用的时间等于
B. 从到阶段，万有引力不做功
C. 从到阶段，速率逐渐变小
D. 从到阶段，万有引力对它先做负功后做正功

12．如图所示，均匀长直木板长L＝40厘米，放在水平桌面上，它的一

端与桌边相齐。已知木板质量为2千克，与桌面间的滑动摩擦系数

＝0.2，今用水平推力F将其推出桌子，则水平推力至少做功为        焦耳。

13.质量m=2kg的物体在大小为10N的恒力F作用下在粗糙水平面上向右移动，F与水平方向的夹角为θ=37°，物体向右移动的距离l为5m，物体与平面之间的动摩擦因数μ为0.2。

（1）分别计算物体受到的各力所做的功

（2）计算合力做的功

（3）物体所受的合力为多少？合力做功为多少？

B组

14.如图所示，重球m用一条不可伸长的轻质细线拴住后悬于O点，重球置于一个斜面不光滑的斜劈M上，用水平力F向左推动斜劈M在光滑水平桌面  图上由位置甲匀速向左移动到位置乙，在此过程中，正确的说法是

A．M、m间的摩擦力对m不做功

B．M、m间的摩擦力对m做正功

C．M、m间的弹力对m做正功

D．细线对m做正功

15．如图所示，有两箱相同的货物，现要用电梯将它们从一楼运送到二楼。其中图甲为用扶梯台式电梯匀速运送货物，图乙为用履带式自动电梯匀速运送货物，货物均相对扶梯静止。下列关于做功的判断中正确的是（    ）

A．图甲中支持力对货物做正功 

B．图甲中摩擦力对货物做负功

C．图乙中支持力对货物做正功 

D．图乙中摩擦对货物做负功

16．如图所示，A、B容器中各有一个自由移动的轻活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气压恒定。A、B的底面由带有阀门K的管道相通，整个装置与外界绝热。开始时，A中水面较高，打开阀门，使A中的水逐渐流向B，最后达到平衡，在这个过程中（  ）

A．大气压力对水做正功

B．大气压力对水做负功

C．大气压力对水做功为0

D．大气压力对水可能做正功、可能做负功

17．如图劈a放在光滑的水平桌面上，斜面光滑，把b物体放在a斜面

顶端由静止滑下，则在下滑过程中，a对b的弹力对b做功为W1，b

对a的弹力对a做功为W2，对下列关系正确的是（  ）

   A．W1＝0，W2＝0    B．W10，W2＝0    C．W1＝0，W20    D．W10，W20

18．如图所示，一辆小车静止在光滑的水平导轨上，一个小球用细绳悬挂在车

上由图中位置无初速释放，则小球在下摆过程中，下列说法正确的是（  ）

A．绳对小球的拉力不做功    B．绳对小球的拉力做正功

C．小球的合力不做功        D．绳对小球的拉力做负功

19．如图所示，质量为m的a、b两球固定在轻杆的两端，杆可绕

O点在竖直面内无摩擦转动，已知两物体跑O点的距离L1＞L2，

今在图示位置由静止翻放，则在a下降过程中（  ）

A．杆对a不做功    B．杆对b不做功   

C．杆对a做负功    D．杆对b做负功

20.  一坐在椅子上的同学从地面上抓起一瓶矿泉水，放于桌面上，这一过程该同学对矿泉水所做的功和功率最接近(    )

A.    B.    C.    D.  

21.关于两个物体间的一对作用力和反作用力的做功与一对平衡力做功的情况，下列说法正确的是（    ）

A．一对平衡力做功之和一定为0        B．作用力做正功，反作用力一定做负功

C．作用力和反作用力可能都做负功      D．作用力和反作用力做的功一定大小相等

22.关于摩擦力和功,下列说法正确的是(     )

A、静摩擦力总是做正功,滑动摩擦力总是做负功

B、静摩擦力对物体一定做功，滑动摩擦力对物体一定做功

C、静摩擦力对物体一定做功，滑动摩擦力对物体可能不做功

D、静摩擦力和滑动摩擦力都可能对物体不做功

23. 如图为一位学生做引体向上的示意图。引体向上分为两个过程：身体从最低点升到最高点的“上引”过程，身体从最高点回到最低点的“下放”过程。该同学在内连续做了个完整的引体向上，且“上引”过程与“下放”过程的时间相同。他的身高约为，体重为，引体向上的“上引”过程重心上升的高度约为，重力加速度取。

A. “上引”过程单杆对人做正功
B. “下放”过程单杆对人做负功
C. 该同学在内重力做的总功约为
D. 该同学在某次“上引”过程克服重力做功的平均功率约为

24．刘翔在比赛中，主要有起跑加速、途中匀速跨栏和加速冲刺三个阶段，他的脚与地面间不会发生相对滑动，以下说法正确的是(　　)

  A．加速阶段地面对人的摩擦力做正功     B．匀速阶段地面对人的摩擦力做负功

    C．由于人的脚与地面间不发生相对滑动，所以不论加速还是匀速，地面对人的摩擦力   

始终不对人做功

  D．无论加速还是匀速阶段，地面对人的摩擦力始终做负功

25．某班的体委“致命高冷男神”想沉淀自己，质量的他在做极限俯卧撑运动，运动过程中可将他的身体视为一根直棍，已知重心在C点，其垂线与脚、两手连线中点间的距离OA、OB分别为和，若他在内轻轻松松做了3000个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为，则运动员内克服重力做功约为（　　）

A．     B．

C．   D．

26.如图所示，两个互相垂直的力F1和F2作用在同一物体上使物体沿

虚线方向运动，在通过一段位移的过程中，F1对物体做功4 J，F2

对物体做功3 J，则F1和F2的合力对物体做的功为（    ）

A．5 J         B．7 J      C．1 J       D．3．5 J

27.(多选)如图所示，用一与水平方向成α角的恒力F拉一质量为m的物体，使它沿水平方向匀速移动距离x，若物体和地面间的动摩擦因数为μ，则下列关于此力F对物体做的功W的表达式中正确的有(　   　)

A. W＝Fxcos α                      

B.W＝μmgx

C.W＝μmgx/(cos α－μsin α)          

D.W＝μmgxcos α/(cos α＋μsin α)

28. 如图所示，两个木块a 、 b的质量关系是ma=2mb，用轻杆连接后轻轻放在倾角为θ的固定斜 面上沿斜面下滑，它们与斜面的摩擦因数分别为μa、μb,在它们沿斜面下滑的过程中，下列说法中正确的是

A．轻杆对a一定做负功    B．轻杆对b一定做负功

C．当μa >μb，轻杆对a一定做正功

D．当μa >μb，轻杆对a一定做负功

29．水平面是光滑的。木板的质量为M，长为L，木块的质量为m，绳子通过定滑轮分别与M和m连接，木块与木块间的动摩擦因数为。开始时，木块静止在木板的左端，现用水平向右的力F拉木块，使它从木块左端移到右端，拉力对木块至少要做的功为（  ）

A．2  mg L    B．mg L 

  C．(M＋m)g L    D． mg L

30.（多选）如图所示,物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带,传送带以图示方向匀速运转,则传送带对物体做功情况可能是             

A.始终不做功　　　　  B.先做负功后做正功

C.先做正功后不做功  D.先做负功后不做功

31．如图所示，四种情况中，A、B两物体相对静止，一起向右运动则（  ）

   A．图甲中，A、B间摩擦力对A做正功

   B．图乙中，A、B间摩擦力对B做负功

   C．图丙中，A、B间摩擦力对B做正功

   D．图丁中，A、B间摩擦力对A做负功

                                      C组

31．如图所示，两个物体与水平地面间的动摩擦因数相等，它们的质量也相等．在甲图用力F1拉物体，在乙图用力F2推物体，夹角均为α，两个物体都做匀速直线运动，通过相同的位移，设F1和F2对物体所做的功为W1和W2，物体克服摩擦力做的功为W3和W4，下列哪组表示式是正确的

    A．W1＝W2，W3＝W4　　B．W1<W2，W3<W4

C．W1>W2，W3>W4   D．W1<W2，W3>W4

32．如图所示，质量为m的物体置于倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，在外力作用下，斜面以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体m与斜面体相对静止．则关于斜面对m的支持力和摩擦力的下列说法中正确的是

A．支持力一定做正功　　 B．摩擦力一定做正功

C．摩擦力一定不做功   D．摩擦力可能做负功

33．如图所示，物体A、B与地面摩擦系数相同，质量也相同，在F的作用下，一起沿水 平地面运动了s米。以下说法中正确的是（  ）

    A．摩擦力对A、B所做的功相同 B．合外力对A、B做的功相同

C．F对A所做的功与A对B所做的功相同

D．A对B的作用力大于B对A的作用力

34.A、B两物体质量之比，它们以相同的初速度在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其图像如图所示。在此过程中，下列说法正确的是（　　）

A．两物体运动的位移之比是

B．两物体受到的摩擦力之比是

C．两物体克服摩擦力做功之比是

D．两物体受到的摩擦力的冲量大小之比是

35.如图所示，水平传送带A、B两端间距离足够长，工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.1。工件滑上A端瞬时速度＝4 m/s,工件的质量m=2kg.（重力加速度g取10m/s2）

（1）．若传送带以速度=6m/s逆时针匀速转动，则传送带在全过程对滑块做的功？

（2）．若传送带以速度=2m/s顺时针匀速转动，则传送带在全过程对滑块做的功？