高一物理功功率學案

功和功率知識目標一、功概念1、定義：一個物體受到力作用，并在發(fā)生一段，則力對物體做了功。2.做功兩個必要原因：和3、公式：W＝Fxcosα（α為F與x夾角）．說明：恒力做功大小只與F、x、α這三個量關于．與物體是否還受其余力、物體運動速度、加速度等其余原因無關，也與物體運動路徑無關．重點提醒：此公式只適用恒力做功計算，x是物體相對地面位移4.單位：焦耳（J)1J＝1N·m.5.功是標量，沒有方向，不過有正負．正功表示做功，負功表示做功①當0≤a＜900時W＞0，力對物體做正功；②當α=900時W＝0，力對物體不做功；③當900＜α≤1800時W＜0，力對物體做負功或說成物腳體克服這個力做功，這兩種說法是從二個角度來描述同一個問題．重點提醒：功正負不表示功方向（功是標量無方向），也不表示功大小二．對公式W＝Fxcosθ應用中注意點規(guī)律方法W＝Fxcosθ是恒力做功計算式，對變力做功計算不適用，所以每當使用W＝Fxcosθ計算功時，要先搞清恒力做功還是變力做功。例：豎直上拋一小物體，受到大小不變空氣阻力f，上升最大高度為h,則從拋出到落回拋出點整個過程中阻力做功為多少？2.什么力做功：在研究問題時，必須弄明白是什么力做功．如圖所表示，在力F作用下物體勻速經過位移x則力做功Fxcosθ，重力做功為零，支持力做功為零，摩擦力做功－Fxcosθ，合外力做功為零．3.公式W＝Fxcosθ中x是物體相對地面位移，而不是相對于和它接觸物體位移，嚴格講x是力作用點對地位移例：如圖所表示，在恒力F作用下，物體經過位移為x，則力F做功為例：如圖所表示，質量為m物體，靜止在傾角為α粗糙斜面體上，當二者一起向右勻速直線運動，位移為S時，斜面對物體m彈力做功是多少？物體m所受重力做功是多少？摩擦力做功多少？斜面對物體m做功多少？4.正功和負功判斷（1）若物體做直線運動，由力和位移夾角來判斷較方便（2）若物體做曲線運動，利用力和速度夾角來判斷做正功，做負功。因為此時速度方向很輕易確定，總沿切線方向。規(guī)律方法1、功計算方法1.由公式W=Fxcosα求解兩種處理方法：①W等于力F乘以物體在力F方向上分位移xcosα,即將物體位移分解為沿F方向上和垂直F方向上兩個分位移x1和x2，則F做功W＝Fs1＝Fxcosα.②W等于力F在位移x方向上分力Fcosα乘以物體位移x，即將力F分解為沿x方向和垂直x方向兩個分力F1和F2，則F做功W=F1x＝Fcosαx.2、多個力總功求解①用平行四邊形定則求出合外力，再依照w＝F合xcosα計算功．注意α應是合外力與位移x間夾角．②分別求各個外力功：W1＝F1xcosα1，W2=F2xcosα2……再求各個外力功代數和．【例】物體靜止在光滑水平面上，先對物體施一水平右恒力Fl，經ts后撤去F1，立刻再對它施一水平向左恒力F2，又經ts后物體回到原出發(fā)點，在這一點過程中，Fl、F2分別對物體做功W1、W2間關系是（）A.W1=W2；B.W2＝2W1；C.W2＝3W1；D.W2=5W1；3、做功求解經典情況①作用力和反作用力做功作用力與反作用力同時存在，作用力做功時，反作用力可能做功，也可能不做功，可能做正功，也可能做負功，不要認為作用力與反作用力大小相等、方向相反，就一定有作用力、反作用力功數值相等，一正一負．所以作用力與反作用力做功不一定相等【例5】以下說法正確是（）A．摩擦力能夠對物體做正功B．摩擦力能夠使物體速度發(fā)生改變，但對物體不做功C．作用力與反作用力做功一定相等D．一對平衡力做功之和為零②摩擦力做功A、靜摩擦力做功特點（1）靜摩擦力能夠做正功，也能夠做負功，還能夠不做功。（2）相互摩擦系統(tǒng)內，一對靜摩擦力所做功代數和總為零。B,滑動摩擦力做功有以下特點：1）滑動摩擦力能夠對物體做正功，也能夠對物體做負功，當然也能夠不做功。2）一對滑動摩擦力做功過程中，轉化為內能值等于滑動摩擦力與相對滑動距離乘積。即：Wf=fx例：如圖所表示，物體沿弧形軌道滑下后進入足夠長水平傳送帶，傳送帶順時針勻速轉動，A是圓弧形軌道最低點。（1）傳送帶對物體做功情況可能是（）A.一直不做功B.先做負功后做正功C.先做正功后不做功D.先做負功后不做功（2）在A點物體速度為v0，傳送帶速度為v，若v0>v,當物體相對傳送帶靜止時，傳送帶轉過長度為l,而物體距A點為L，則摩擦力f對物體做功為（）A.大于-flB.等于flC.等于-flD.等于-f(L-f)2功率知識目標一、功率定義:功跟完成這些功所用時間比值叫做功率，它表示二、單位：瓦（w），千瓦（kw）；三、標量四、公式:P＝W／t＝Fv1．P＝W／t所求是這段時間內功率．2．P＝Fv當v為時為平均功率，當v為時為瞬時功率．3．P＝Fv應用時，F、v必須同向，不然應分解F或v，使二者同向．這里P=Fv實際上是Fvcosθ、θ為F、v夾角．4．我們處理問題時必須清楚是哪一個力功率，如一個機械功率為P，這里指是牽引力功率，不可認為是機械所受合外力功率．五、發(fā)動機銘牌上功率，是額定功率，也就是說該機正常運行時最大輸出功率，該機工作時輸出功率要小于或等于此值．1.額定功率：機械長時間而不損壞機械輸出功率2.實際功率：機械時輸出功率，實際功率能夠小于或等于規(guī)律方法功率計算方法首先明確要計算那個力功率，以及要求是瞬時功率還是平均功率平均功率計算：P＝W／t計算或p=Fvcosθ，其中v為平均速度。瞬時功率：p=Fvcosθ求瞬時功率，v必須為為瞬時速度【例1】如圖所表示，質量為lkg物體與平面間摩擦系數μ=0．l（g取10m／s2），在2N水平拉力作用下由靜止開始運動了2s，求這段時間內拉力、摩擦力、重力、支持力平均功率及2s末即時功率各為多少？點評：（1）明確是什么力做功功率；（2）清楚是平均功率還是即時功率【例2】如圖所表示，質量為m物體沿高為h光滑斜面滑下抵達底端時重力即時功率為多少？P=mgsinθ點評：做題時注意力跟速度夾角．【例3】一個小孩站在船頭，按應該為圖5—15兩種情況用一樣大小力拉繩，經過相同時間t（船未碰撞），小孩所做功W1、W2及在時間t內小孩拉繩功率P1、P2關系為（）A．W1＞W2，P1=P2B．W1＝W2，P1＝P2C．W1＜W2，P1＜P2D．W1＜W2，P1=P2例4】長為L細線一端固定在O點，另一端系一質量為m小球，開始時，細線被拉直，并處于水平位置，球處于0點等高A位置，如圖所表示，現將球由靜止釋放，它由A運動到最低點B過程中，重力瞬時功率改變情況是（）A.一直在增大B.一直在減小C.先增大后減小D.先減小后增大OOAB3、汽車起動問題分析【例5】質量為lkg機械與平面間摩擦力f=2N，其額定功率為12W，要使它以a＝lm／s2加速度做勻加速直線運動，問做這種運動最長時間為多少？其V-t圖像為：其V-t圖像為：機車兩種開啟方式：（1）以恒定功率開啟：（2）以恒定加速度開啟，不論是哪一個開啟方式，最終都會達成一個最大速度，這個最大速度也是處理這類問題突破口，也就是說，處理這類問題，首先應該將目光聚焦到最大速度時候，而在常見問題中，又往往會以這么一些字眼來加以暗示：“達成勻速”、“勻速行駛時”等例1：起重機將質量m=510kg重物豎直吊起過程中，重物由靜止開始向上做勻加速直線運動，加速度a=0.2m/s^2,當起重機輸出功率達成允許最大值時，保持該功率直到重物做v=1.02m/s勻速運動，不計額外