12年用摩擦力做功及功率

专题05：做功、功率问题汇总考点1 功的分析与计算 (1)考点2 功率的分析与计算 (3)考点3 机车启动问题 (5)考点1 功的分析与计算1．功的正负的判断方法(1)恒力做功正负的判断：依据力与位移的夹角来判断。

(2)曲线运动中做功正负的判断：依据F与v的方向的夹角α来判断。

0°≤α<90°，力对物体做正功；90°<α≤180°，力对物体做负功；α＝90°，力对物体不做功。

2．恒力做功的计算方法3．合力做功的计算方法方法一：先求合外力F合，再用W合＝F合l cos α求功。

适用于F合为恒力的过程。

方法二：先求各个力做的功W1、W2、W3…，再应用W合＝W1＋W2＋W3…求合外力做的功。

【典例1】如图所示，水平路面上有一辆质量为M的汽车，车厢中有一个质量为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FLB．人对车做的功为maLC．车对人的作用力大小为maD．车对人的摩擦力做的功为(F－ma)L【答案】A【解析】根据功的公式可知，人对车的推力做功W＝FL，故A正确；在水平方向上，由牛顿第二定律可知车对人的作用力为F′＝ma，由牛顿第三定律可知人对车的作用力为－ma，人对车做功为W＝－maL，故B错误；人水平方向受到的合力为ma，竖直方向上车对人还有支持力，故车对人的作用力为N＝（ma ）2＋（mg ）2 ＝m a 2＋g 2 ，故C 错误；对人由牛顿第二定律可得f －F ＝ma ，则f ＝ma ＋F ，车对人的摩擦力做功为W ＝fL ＝(F ＋ma )L ，故D 错误。

【变式1-1】在水平面上，有一弯曲的槽道弧AB ，槽道由半径分别为R2 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 ．0B ．FRC ．32 πFRD ．2πFR【答案】 C【解析】 虽然拉力方向时刻改变，但力与运动方向始终一致，用微元法，在很小的一段位移内可以看成恒力，小球的路程为πR ＋πR 2 ，则拉力做的功为32 πFR ，故C 正确。

2020年高考物理二轮精准备考复习讲义第二部分功能与动量第5讲功功率动能定理目录一、理清单，记住干 (2)二、研高考，探考情 (2)三、考情揭秘 (4)四、定考点，定题型 (5)超重点突破1功和功率的分析与计算 (5)命题角度1功的分析与计算 (5)命题角度2功率的分析及应用 (6)命题角度3 变力做功 (7)超重点突破2机车启动中的功率问题 (8)超重点突破3动能定理的基本应用 (10)命题角度1动能定理在直线运动中的应用 (10)命题角度2动能定理在曲线运动中的应用 (12)命题角度3 动能定理在图象问题中的应用 (13)五、固成果，提能力 (14)一、理清单，记住干1．功(1)恒力做功：W ＝Fl cos α(α为F 与l 之间的夹角)．(2)变力做功：①用动能定理求解；②用F -x 图线与x 轴所围“面积”求解． 2．功率(1)平均功率：P ＝Wt ＝F v cos α(α为F 与v 的夹角)．(2)瞬时功率：P ＝Fv cos α(α为F 与v 的夹角)．(3)机车启动两类模型中的关键方程：P ＝F ·v ，F －F 阻＝ma ，v m ＝PF 阻，Pt －F 阻x ＝ΔE k . 3．动能定理：W 合＝12mv 2－12mv 20.4．应用动能定理的两点注意(1)应用动能定理的关键是写出各力做功的代数和，不要漏掉某个力做的功，同时要注意各力做功的正、负． (2)动能定理是标量式，不能在某一方向上应用．二、研高考，探考情【2019·高考全国卷Ⅲ，T17】从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用．距地面高度h 在3 m 以内时，物体上升、下落过程中动能E k 随h 的变化如图所示．重力加速度取10 m/s 2.该物体的质量为( )A ．2 kgB ．1.5 kgC ．1 kgD ．0.5 kg 【答案】：C【解析】：画出运动示意图，设阻力为f ，据动能定理知A →B (上升过程)：E k B －E k A ＝－(mg ＋f )hC →D (下落过程)：E k D －E k C ＝(mg －f )h整理以上两式得mgh ＝30 J ，解得物体的质量m ＝1 kg ，选项C 正确．【2019·高考江苏卷】如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态．小物块的质量为m ，从A 点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A 点恰好静止．物块向左运动的最大距离为s ，与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g ，弹簧未超出弹性限度．在上述过程中( )A ．弹簧的最大弹力为μmgB ．物块克服摩擦力做的功为2μmgsC ．弹簧的最大弹性势能为μmgsD ．物块在A 点的初速度为2μgs 【答案】：BC【解析】：小物块处于最左端时，弹簧的压缩量最大，然后小物块先向右做加速运动再做减速运动，可知弹簧的最大弹力大于滑动摩擦力μmg ，选项A 错误；物块从开始运动至最后回到A 点过程，由功的定义可得物块克服摩擦力做功为2μmgs ，选项B 正确；自物块从最左侧运动至A 点过程由能量守恒定律可知E p ＝μmgs ，选项C 正确；设物块在A 点的初速度为v 0，整个过程应用动能定理有－2μmgs ＝0－12mv 20，解得v 0＝2μgs ，选项D 错误．【2018·高考全国卷Ⅲ，T19】地下矿井中的矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送到地面．某竖井中矿车提升的速度大小v 随时间t 的变化关系如图所示，其中图线①②分别描述两次不同的提升过程，它们变速阶段加速度的大小都相同；两次提升的高度相同，提升的质量相等．不考虑摩擦阻力和空气阻力．对于第①次和第②次提升过程( )A ．矿车上升所用的时间之比为4∶5B ．电机的最大牵引力之比为2∶1C ．电机输出的最大功率之比为2∶1D ．电机所做的功之比为4∶5 【答案】：AC【解析】：由图线①知，矿车上升总高度h ＝v 02·2t 0＝v 0t 0由图线②知，加速阶段和减速阶段上升高度和 h 1＝v 022·(t 02＋t 02)＝14v 0t 0匀速阶段：h －h 1＝12v 0·t ′，解得t ′＝32t 0故第②次提升过程所用时间为t 02＋32t 0＋t 02＝52t 0，两次上升所用时间之比为2t 0∶52t 0＝4∶5，A 对；对矿车受力分析，当矿车向上做加速直线运动时，电机的牵引力最大，由于加速阶段加速度相同，故加速时牵引力相同，B 错；在加速上升阶段，由牛顿第二定律知， F －mg ＝ma ，F ＝m (g ＋a ) 第①次在t 0时刻，功率P 1＝F ·v 0， 第②次在t 02时刻，功率P 2＝F ·v 02，第②次在匀速阶段P 2′＝F ′·v 02＝mg ·v 02＜P 2，可知，电机输出的最大功率之比P 1∶P 2＝2∶1，C 对；由动能定理知，两个过程动能变化量相同，克服重力做功相同，故两次电机做功也相同，D 错．三、考情揭秘近几年高考命题点主要集中在正、负功的判断，功率的分析与计算，机车启动模型，题目具有一定的综合性，难度适中．高考单独命题以选择题为主，综合命题以计算题为主，常将动能定理与机械能守恒定律、能量守恒定律相结合．应考策略：备考中要理解功和功率的定义，掌握正、负功的判断方法，机车启动两类模型的分析，动能定理及动能定理在变力做功中的灵活应用．动能定理仍是2020年高考的考查重点，要重点关注本讲知识与实际问题、图象问题相结合的情景题目．四、定考点，定题型超重点突破 1 功和功率的分析与计算1．功和功率的计算 (1)功的计算①恒力做功一般用功的公式或动能定理求解。

第31讲与摩擦力做功及摩擦热相关的6种题型1．（2021·浙江）如图所示，质量m＝2kg的滑块以v0＝16m/s的初速度沿倾角θ＝37°的斜面上滑，经t＝2s滑行到最高点。

然后，滑块返回到出发点。

已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求滑块（1）最大位移值x；（2）与斜面间的动摩擦因数；（3）从最高点返回到出发点的过程中重力的平均功率P。

一.知识回顾1．摩擦力做功正负情况运动的物体受到滑动摩擦力或静摩擦力时，若摩擦力的方向与运动方向相反，则摩擦力做负功，该摩擦力就是阻力；若摩擦力的方向与运动方向相同，则摩擦力做正功，该摩擦力就是动力。

总之，摩擦力既可能做负功，也可能做正功，还可能不做功。

举例如下：2.两种摩擦力做功与能量转化的情况比较类别5．摩擦力做功计算要注意过程中位移的方向是否改变。

(1)物体在粗糙水平面上做单方向的直线运动时，路程与位移大小相等，此时摩擦力做功W＝－Fl(l指位移，F指摩擦力)。

(2)物体在粗糙水平面上做往复运动或曲线运动时，路程与位移大小不同，此时摩擦力做功W＝－Fs(s指路程，F指摩擦力)。

6.易错点：（1）计算摩擦力做功时，物体的位移是指对地的位移。

而计算摩擦热时，是该摩擦力的施力物体与受力物体之间相对运动运动的路程。

2一对静摩擦力的总功为零是因为物体间的静摩擦力总是大小相等、方向相反，而它们运动时相对地面的位移是相同的，所以物体之间的静摩擦力若做功，则必定对一个物体做正功，对另一个物体做等量负功。

但是滑动摩擦存在相对运动，对地面的位移不同，其正负功不相等。

3摩擦力做功问题，常涉及两个物体的相对运动，要注意两物体的位移关系。

二.摩擦力做功与摩擦热公式推导质量为M的木板放在光滑的水平面上，一个质量为m的滑块以某一速度沿木板表面从A点滑至B点，在木板上前进了L，而木板前进了l，如图所示。

若滑块与木板间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，求摩擦力对滑块、对木板做功各为多少？这一对摩擦力做功的代数和为多大？[答案] －μmg(l＋L) μmgl－μmgL 思维引导：(1)滑块的位移多大？所受摩擦力的方向是什么？提示：滑块的位移是木板前进的距离l再加上它相对木板前进的距离L，表达式为(l＋L)。

摩擦力做功问题及求变力做功的几种方法学校：_________班级：___________姓名：_____________模型概述1.摩擦力做功问题1)无论是静摩擦力还是滑动摩擦力都可以对物体可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。

2)静摩擦力做功的能量问题①静摩擦做功只有机械能从一个物体转移到另一个物体，而没有机械能转化为其他形式的能。

②一对静摩擦力所做功的代数和总等于零，而总的机械能保持不变。

3)滑动摩擦力做功的能量问题①滑动摩擦力做功时，一部分机械能从一个物体转移到另一个物体，另一部分机械能转化为内容，因此滑动摩擦力做功有机械能损失。

②一对滑动摩擦力做功的代数和总是负值，总功W =-F f ⋅x 相对，即发生相对滑动时产生的热量。

2.求变力做功的几种方法1．用W =Pt 求功当牵引力为变力，且发动机的功率一定时，由功率的定义式P =W t，可得W =Pt .1)“微元法”求变力做功:情形一：当力的大小不变，而方向始终与运动方向相同或相反时，力F 做的功与路程有关，W =Fs 或W =-Fs ，其中s 为物体通过的路程．情形二：当力的大小不变，运动为曲线时，将物体的位移分割成许多小段,因小段很小,每一小段上作用在物体上的力可以视为恒力,这样就将变力做功转化为在无数多个无穷小的位移上的恒力所做功的代数和,此法适用于求解大小不变、方向改变的变力做功.【举例】质量为m 的木块在水平面内做圆周运动，运动一周克服摩擦力做功W f =F f ⋅Δx 1+F f ⋅Δx 2+F f ⋅Δx 3+...=F f ⋅(Δx 1+Δx 2+Δx 3+...)=F f ⋅2πR2)“图像法”求变力做功:在F -x 图像中,图线与x 轴所围“面积”的代数和就表示力F 在这段位移内所做的功,且位于x 轴上方的“面积”为正功,位于x 轴下方的“面积”为负功,但此方法只适用于便于求图线与x 轴所围面积的情况(如三角形、矩形、圆等规则的几何图形).【举例】一水平拉力拉着一物体在水平面上运动的位移为x 0，图线与横轴所围面积表示拉力所做的功，W =F 0+F 12x3)“平均力”求变力做功:当力的方向不变而大小随位移线性变化时,可先求出力对位移的平均值F =F 0+F 12,再由W =F l cos θ计算,如弹簧弹力做功.【举例】弹力做功，弹力大小随位移线性变化，取初状态弹力为0，则W =F x =0+F k 2x =0+kx 2x =12kx 24.应用动能定理求解变力做功：在一个有变力做功的过程中，当变力做功无法直接通过功的公式求解时，可用动能定理W 变+W 恒=12mv 22-12mv 21，物体初、末速度已知，恒力做功W 恒可根据功的公式求出，这样就可以得到W 变=12mv 22-12mv 21-W 恒，就可以求出变力做的功了．【举例】用力F 把小球从A 处缓慢拉到B 处，F 做功为W F ，则有：W F +W G =0⇒W F -mgl (1-cos θ)=0⇒W F =mgl (1-cos θ)5)等效转换法求解变力做功：将变力转化为另一个恒力所做的功。

专题11功和功率及动能定理的理解与应用目录题型一恒力做功的分析和计算..................................................................................................................................1题型二变力做功的分析和计算. (4)类型1微元法计算变力做功...............................................................................................................................5类型2图像法计算变力做功...............................................................................................................................5类型3等效转换法求变力做功...........................................................................................................................7类型4平均力法求变力做功...............................................................................................................................7类型5应用动能定理求变力做功.......................................................................................................................8题型三功率的分析和计算 (9)类型1功率的分析和计算...................................................................................................................................9类型2功率和功综合问题的分析和计算.........................................................................................................11题型四机车启动问题 (13)类型1恒定功率启动.......................................................................................................................................14类型2恒加速度启动问题...............................................................................................................................15题型五动能定理的理解............................................................................................................................................17题型六动能定理的基本应用....................................................................................................................................19题型七动能定理与图像的“数形结合”. (21)类型1E k －x (W －x )图像问题.............................................................................................................................22类型2F －x 图像与动能定理的结合.................................................................................................................23类型3其他图像与动能定理的结合.................................................................................................................25题型八动能定理在多过程、往复运动问题中的应用.. (27)类型1运用动能定理解决多过程问题...........................................................................................................27类型2动能定理在往复运动问题中的应用.. (30)题型一恒力做功的分析和计算【解题指导】1．判断力是否做功及做正、负功的方法(1)恒力做的功直接用W ＝Fl cos α计算或用动能定理计算。

8.1功率（第二课时）【学习目标】1.理解功率的概念，能运用功率的定义式P ＝Wt 进行有关的计算.2.理解额定功率和实际功率，了解平均功率和瞬时功率的含义.3.根据功率的定义导出P ＝Fv ，会分析P 、F 、v 三者的关系. 【知识要点】 一、恒力做功的计算 恒力做功的流程图：二 、功率（P ）1.物理意义：反映物体做功的快慢。

2.定义：功跟完成这些功所用时间的比值，叫做功率。

3.公式： P ＝Wt或P ＝F v .4.单位：瓦特（国际单位制中）,简称瓦，符号是W ，1W ＝1J/s 。

常用单位：千瓦（kW ），1kW ＝1000W 。

5.功率是标量。

6.额定功率：是指机器正常工作时的最大输出功率，也就是机器铭牌上的标称值。

7.实际功率：是指机器在工作中实际输出的功率。

注：机器不一定在额定功率下工作，机器正常工作时，实际功率总是小于或等于额定功率，机器只能在短时间内使实际功率略大于额定功率，不允许长时间超过额定功率工作。

三、摩擦力做功的特点与计算1．不论是静摩擦力，还是滑动摩擦力都可以是动力也可以是阻力，也可能与位移方向垂直，所以不论是静摩擦力，还是滑动摩擦力既可以对物体做正功，也可以对物体做负功，还可能不对物体做功． (1)静摩擦力做功：若物体在倾斜的传送带上随传送带一起向上运动，静摩擦力做正功，若随传送带一起向下运动，静摩擦力做负功；在粗糙的水平圆盘上的物体随圆盘做圆周运动时，静摩擦力提供向心力，不做功．(2)滑动摩擦力做功：如图所示，当将物体轻轻放在运动的传送带上时，滑动摩擦力对物体做正功；当传送带不动，物体冲上传送带时，滑动摩擦力对物体做负功；当物体在地面上滑动时，地面受到的滑动摩擦力不做功．2．一对相互作用的静摩擦力等大反向且物体之间相对静止，即两个物体的对地位移相同，由w ＝Fx cos α可判断两个相互作用的静摩擦力做功的总和为零．3．一对相互作用的滑动摩擦力等大反向但物体之间相对滑动，即两个物体的对地位移不相同，由W ＝Fxcos α可判断两个相互作用的滑动摩擦力做功的总和不为零． 四、机车的两种启动方式1.第一种情况：汽车以恒定功率启动：注：机车以恒定功率启动的v-t 图像如下所示：先做加速度逐渐减小的变加速直线运动，最终以最大速度阻额F P vmax 做匀速直线运动。

2020中考物理重点知识专题十一：功、功率、机械效率的综合计算考点一：功、功率综合计算1.(2019惠阳)如图所示,某品牌太阳能汽车在景区接送游客。

(1)车轮与地面的总接触面积为2.0×10-2 m2,该汽车对水平地面的压强为2.5×105 Pa,求该汽车对地面的压力多大?(2)某次运送游客时,该车以18 km/h的速度在水平路面上匀速行驶3.6 km,此时该车的输出功率为800 W。

求:此过程中该车受到的阻力多大?牵引力所做的功多大?2.(2019厦门)“塔吊”是修建高层建筑常见的起重设备,又名“塔式起重机”。

某“塔吊”以恒定功率24 kW将质量2 t的重物从静止开始竖直向上提升45 s,全程v-t关系如图。

g取10 N/kg。

(1)求t=30 s时重物所受的拉力。

(2)求整个过程重物的最大速度。

(3)若重物上升的总高度为60 m,则最后12 s拉力的平均功率为多大?3.(2019宁波江北)外卖小哥的忙碌也体现了现代生活的节奏。

若摩托车自身质量为150 kg,静止时总着地面积约为240 cm2,摩托车牵引力的功率为21 kW,某次订单他要把外卖从万达广场送到 6 km远的西南大学附属小学,若始终以18 km/h的速度匀速行驶,求:(1)在这个过程中摩托车牵引力的大小;(2)在这个过程中摩托车的牵引力做的功。

考点二：功、机械效率综合计算1.(2019德州)小强用如图所示装置在10 s内将重为450 N的货物匀速提升2 m,此过程中拉力F的功率为120 W。

求:(1)提升装置所做的有用功;(2)拉力F做的功;(3)该滑轮组的机械效率。

2.（2019襄阳）工人师傅用如图所示的滑轮组将重为600N的货物匀速提升了2m,做了1500J的功。

求:(1)滑轮组的机械效率；(2)当他用400N的拉力匀速提升其它货物时,额外功占总功的15%,求提升货物的重。

3.(2019日照)在建设工地上,工人把重1 000 N的物体沿着长s=5 m、高h=1 m 的斜面从底部匀速拉上斜面的顶端,沿斜面所用的拉力为250 N(不计空气阻力)。

摩擦生热的“Q=f ·s 相对”模型太原市第十二中学 姚维明模型建构：摩擦力属于“耗散力”，做功与路径有关，如果考虑摩擦力做功的过程中与产生热能关系时，很多学生就会对之束手无策,从近几年的高考命题中,这类问题是重点也是难点问题,以下就针对摩擦力做功与产生热能的关系作一总结的分析.【模型】一个物体在另一个物体上相对滑动, 摩擦产生的热量“Q=f ·s 相对”【特点】①只有滑动摩擦力才能产生内能,静摩擦力不会产生内能；②摩擦产生的内能等于滑动摩擦力与相对路程的乘积；③一般要结合动量守恒定律解题；④两物体速度相同时，发热产生的内能最大。

【模型1】如图1所示，在光滑水平面上放一质量为M 的长木板，质量为m 的小物体从木板左侧以初速度v 0滑上木板，物体与木板之间的滑动摩擦系数为μ，求⑴最终两者的速度⑵系统发热产生的内能〖解析〗⑴物体滑上木板后受摩擦阻力作用做减速运动，而木板受摩擦动力作用做加速运动，当两者速度相同时，无相对运动，滑动摩擦力消失，以后系统以共同的速度匀速运动根据动量定理：m v 0=（m+M ）v解得：0v mM m v += ⑵如图9所示，设物体对地的位移为s 1，木板对地的位移为s 2 根据动能定理： 对m ：20212121mv mv mgs -=-μ 对M ： 2221Mv mgs =μ 解得： )2121(21)(222021Mv mv mv s s mg +-=-μ =mM M mv 2120+∙ 可见：系统机械能的减少量全部转变成了内能。

发热损失的能量Q=μmgs 相对模型典案：【典案1】如图11所示，质量为M=1kg 的平板车左端放一质量为m=2kg 的物体与车的摩擦系数μ=0.5。

开始车与物体同以v 0=6m/s 的速度向右在光滑水平面上运动，并使车与墙发生正碰。

设车与墙碰撞时间极短，且碰后车的速率与碰前相等，车身足够长。

求：图1⑴物体相对车的位移⑵小车第一次与墙碰撞以后，小车运动的位移。

学科教师辅导教案组长审核：一）例题解析1．（2018春•贵阳期末）如图所示，物体在力F的作用下沿粗糙水平面发生了一段位移，三种情形下力F和位移的大小都相等。

角θ的大小、物体运动方向己在图中标明，下列说法正确的是（）A．甲、乙两种情形下，力F都做正功B．乙、丙两种情形下，力F都做负功C．三种情形下，力F做功的绝对值相等D．三种情形下，合力做功的绝对值相等2．（2017•静安区二模）物体在平行于斜面向上的拉力作用下，分别沿倾角不同斜面的底端，匀速运动到高度相同的顶端，物体与各斜面间的动摩擦因数相同，则（）A．沿倾角较小的斜面拉，拉力做的功较多B．沿倾角较大的斜面拉，克服重力做的功较多C．无论沿哪个斜面拉，拉力做的功均相同D．无论沿哪个斜面拉，克服摩擦力做的功相同二）相关知识点讲解、方法总结一、功的计算1．恒力做功不论物体做直线运动还是曲线运动，力对物体做的功用W＝Fl cosα求解。

该公式可写成W＝F·(l·cos α)＝(F·cosα)·l。

即功等于力与力方向上位移的乘积或功等于位移与位移方向上力的乘积。

2．变力做功(1)用动能定理W＝ΔE k或功能关系W＝ΔE，即用能量的变化量等效代换变力所做的功。

(也可计算恒力功)(2)当变力的功率P一定时，可用W＝Pt求功，如机车恒功率启动时。

(3)将变力做功转化为恒力做功：①平均力法如果变力的大小和位移的关系是线性变化，并且力的方向不变时，可以将变力的平均值先求出后，再用功的公式：W ＝F l cos α＝F 1＋F 22l cos α来计算。

例如弹簧的弹力所做的功。

②微元法如果变力的大小不变，但变力的方向总是跟速度的方向在一条直线上，物体通过的位移大小就等于路程，则：W ＝Fs 路程。

例如滑动摩擦力所做的功或者空气阻力所做的功。

特别是在往复运动或曲线运动中，用这种方法求功确实很简便。

③图象法F ­l 图线与坐标轴所包围的面积就等于变力F 在位移l 上所做功的数值，如图所示。

功和能专题要点1.做功的两个重要因素：有力作用在物体上且使物体在力的方向上发生了位移。

功的求解可利用θcos Fl W =求，但F 为恒力；也可以利用F-l 图像来求；变力的功一般应用动能定理间接求解。

2.功率是指单位时间内的功，求解公式有θcos V F tWP ==平均功率，θcos FV tWP ==瞬时功率，当0=θ时，即F 与v 方向相同时，P=FV 。

3.常见的几种力做功的特点⑴重力、弹簧弹力，电场力、分子力做功与路径无关 ⑵摩擦力做功的特点①单个摩擦力（包括静摩擦力和滑动摩擦力）可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。

②相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零，在静摩擦力做功的过程中，只有机械能的转移，没有机械能的转化为其他形式的能；相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数和不为零，且总为负值，在一对滑动摩擦力做功的过程中，不仅有相互摩擦物体间机械能的转移，还有机械能转化为内能。

转化为内能的量等于系统机械能的削减，等于滑动摩擦力与相对路程的乘积。

③摩擦生热，是指动摩擦生热，静摩擦不会生热 4.几个重要的功能关系⑴重力的功等于重力势能的变更，即P G E W ∆-= ⑵弹力的功等于弹性势能的变更，即P E W ∆-=弹⑶合力的功等于动能的变更，即K E W ∆=合⑷重力之外的功（除弹簧弹力）的其他力的功等于机械能的变更，即E W ∆=其它⑸一对滑动摩擦力做功等于系统中内能的变更，相对Fl Q =⑹分子力的功等于分子势能的变更。

典例精析题型1.（功能关系的应用）从地面竖直上抛一个质量为m 的小球，小球上升的最大高度为H 。

设上升过程中空气阻力为F 恒定。

则对于小球上升的整个过程，下列说法错误的是（ ）A. 小球动能削减了mgH B 。

小球机械能削减了FH C 。

小球重力势能增加了mgH D 。

小球加速度大于重力加速度g 解析：由动能定理可知，小球动能的减小量等于小球克服重力和阻力F 做的功。

第一节功与功率错误!一、选择题（本题共8小题，每题6分，共48分）1．如图所示，下列过程中人对物体做了功的是(C)A．小华用力推石头，但没有推动B．小明举起杠铃后，在空中停留3秒的过程中C．小红提着书包，随电梯一起匀速上升的过程中D．小陈将冰壶推出后，冰壶在水平冰面上滑行了5米的过程中解析：A、B选项所述情景中,位移都为零，D中冰壶滑行时，不受人的推力，故人对物体不做功,只有C选项所述情景，人对物体做功.2．一位同学将一本掉在地板上的物理必修2课本慢慢捡回到课桌上，则该同学对教科书做功大约为(取重力加速度g＝10 m/s2)（C）A．0.04 J B．0。

4 JC．4 J D．40 J解析：课本重约5 N,课桌高约为0.8 m,则W＝F·l＝4 J,故选C。

3．关于功率的概念,以下说法正确的是(D）A．功率是描述力对物体做功多少的物理量B．由P＝W/t可知，功率与时间成反比C．由P＝Fv可知只要F不为零,v也不为零，那么功率P就一定不为零D．某个力对物体做功越快，它的功率就一定大解析：功率是描述物体做功快慢的物理量，所以A错、D对;功率与时间没有直接关系B错；当F⊥v时,P＝0,所以C错，正确选项为D。

4．一只苹果从楼上某一高度自由下落，苹果在空中依次经过三个完全相同的窗户1、2、3。

图中直线为苹果在空中的运动轨迹。

若不计空气阻力的影响,以下说法正确的是（D）A．苹果通过第三个窗户所用的时间最长B．苹果通过第一个窗户的平均速度最大C．苹果通过第三个窗户重力做的功最多D．苹果通过第一个窗户重力做功的平均功率最小解析：由于自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，由公式v＝gt可知，速度越来越大，由平均速度公式错误!＝错误!可知，苹果通过第一个窗户的平均速度最小，通过第一个窗户所用时间最长,故A、B错误；由功的定义式可知，苹果通过三个窗户的过程中重力做的功相等,故C错误;由平均功率公式错误!＝Fv可知，苹果通过第一个窗户的过程中重力做功的平均功率P ＝mgv最小，故D正确。

第八章机械能守恒定律习题课:变力功的求解及P=Fv 的应用课后篇巩固提升合格考达标练1.关于摩擦力做功,下列说法正确的是( )A.滑动摩擦力阻碍物体的相对运动,一定做负功B.静摩擦力起着阻碍物体的相对运动趋势的作用,一定不做功C.静摩擦力和滑动摩擦力一定都做负功D.滑动摩擦力可以对物体做正功,但是摩擦力对物体既可以做正功,也可以做负功,还可以不做功。

综上所述,只有D 正确。

2.(2021山东泰安模考)用铁锤把小铁钉钉入木板,设木板对钉子的阻力与钉进木板的深度成正比。

已知铁锤第一次将钉子钉进d ,如果铁锤第二次敲钉子时阻力对钉子做的功与第一次相同,那么,第二次敲钉子时钉子进入木板的深度为( ) A.(√3-1)d B.√2-1d C.(√5-1)d2D.√22d由题意知阻力与深度的关系为F f =kx ,则F f -x 图像如图所示,设第二次敲钉子时钉子进入木板的深度为d x ,则图像与x 轴所形成图形的面积表示阻力做功的大小,即S △=S 梯,12kd ·d=kd+k (d+d x )2·d x ,所以d x =(√2-1)d ,选项B 正确。

3.一辆小车在水平面上做匀速直线运动,从某时刻起,小车所受牵引力和阻力随时间变化的规律如图所示,则作用在小车上的牵引力F 牵的功率随时间变化的规律是下图中的( ),所以小车做匀加速直线运动,牵引力的功率P=F 牵v=F 牵(v 0+at ),故选项D 正确。

4.某大巴车发动机额定功率为198 kW,大巴车连同车上乘客的总质量为12 t,该车在水平路面行驶时,所受阻力大小是汽车重力大小的120,若该车以额定功率从静止启动,g 取10 m/s 2,则能达到的最大速度是( ) A.3.3 m/s B.16.5 m/s C.33 m/s D.330 m/s,当牵引力F 与阻力F f 大小相等时,有P 额=Fv m ,所以v m =P额F=P额F f,P 额=1.98×105 W,F f =120mg=6 000 N,代入数据得v m =33 m/s,C 正确。

8.1 功与功率教学目标：（一）知识与技能1．掌握功的公式W ＝Fl cos α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.3．会计算多个恒力的总功.4．理解功率的概念；5．知道功率的定义和定义式P =t W ，能够用公式P =tW 解答有关的问题。

6．知道公式P =Fv 的物理意义，能够用公式P =Fv 解答有关的问题。

7．区别理解额定功率、实际功率和最大功率。

（二）过程与方法1．通过“功”的学习认识建立物理概念的一般方法。

2．感受正交分解法推导力做功的计算公式。

3．通过实例体验功率概念的形成过程及功率的实际意义，理解功率概念。

4．从功率概念的定义，体会用比值方法建立物理概念的方法。

5．理解功率与力和速度的关系，会利用功率的两个公式来解释现象和进行计算。

（三）情感态度与价值观1．通过学习功的概念及其公式导出的过程，让学生体会并学习物理学的研究方法，认识物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用。

2．通过功率概念建立的探究过程，培养学生敢于发表自己观点，坚持原则，善于合作的良好习惯。

3．通过对生活中机械的实际功率、额定功率的观察和测量，培养学生学以致用的思想。

教学重难点：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。

教学过程：一、导入新课：起重机竖直提升重物时，重物运动的方向与力的方向一致，则力对物体做的功为力的大小与重物移动距离的乘积。

更普遍的情形是物体运动的方向与力的方向不一致，例如马拉雪橇时拉力方向和雪橇运动方向间有一个角度。

这时应当怎样计算功呢？二、讲授新课：1、功1）定义：力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角余弦这三者的乘积。

专题十二 功和功率水果湖一中 李细家【知识框架】 一、功做功的两个必要因素：作用在物体上的力，物体在力的方向上移动的距离 功的计算：力与在力的方向上移动的距离的乘积。

W=Fs 。

单位：焦耳(J) 1J=1N ·m功的原理：使用机械时人们所做的功，都不会少于不用机械时所做的功。

即：使用任何机械都不省功。

二、机械效率有用功：为实现人们的目的，无论采用什么办法都必须做的功。

额外功：并非人们需要，不得不做的功（通常克服机械的重力和机件之间的摩擦做的功）。

总功：有用功和额外功的总和。

计算公式：η=W 有用/W 总机械效率总小于1；因为有用功总小于总功。

三、功率功率(P)：单位时间(t)所做的功(W)，叫功率。

计算公式：P=tw。

单位：P→瓦特（w ） 推导公式：P=Fv 。

（速度的单位要用m/s ）【中考例解】例1如图12-1所示,是2008北京残奥会开幕式最后一棒火炬手侯斌，靠自己双手的力量，攀爬到火炬台底部并最终点燃圣火的照片，该点火仪式充分体现了残疾人自强自立、拼搏向上的勇气和精神.已知他和轮椅总质量为80kg ，攀爬高度39m ，历时约3min20s. （1）如果不计机械装置的额外功，求他的平均功率多大？（2）小明同学看到火炬手攀爬很费劲，想到物理课上学过利用滑轮组可以省力.小明同学如果站在地面上,用如图12-2所示的哪个滑轮组拉起火炬手侯斌最合适,理由是什么?如果该滑轮组机械效率为80％，求小明同学的拉力至少要多大？（g 取10N/kg ）解析：（1）P ＝W /t ＝Gh /t ＝mgh /t ＝80kg ×10N/kg ×39m/200s ＝156W（2）D 滑轮组. 拉力方向向下且更省力图12-2A B C D图12-1∵η＝W 有用/W 总＝Gh /Fs ＝Gh /4Fh ＝G /4F∴F ＝G /4η＝（80kg ×10N/kg ）/（4×0.8）＝250N例2.小明做“测滑轮组机械效率”实验时，用图12-3中所示的滑轮，组装成滑轮组，请在图中画出使用该滑轮组时最省力的绕法。