功和功率學(xué)案1

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1、（一）功和功率?一、知識(shí)要點(diǎn)（一）功1.功的概念：一個(gè)物體受到力的作用，如果在力的方向上發(fā)生一段位移，力就對(duì)物體做了功。2.功的兩個(gè)不可缺少的因素：力和在力方向發(fā)生的位移。3.功的計(jì)算公式：（1）F和s同方向情況：（2）F和s不同方向的情況：（為F與s的夾角）4.功的單位：焦耳（?！っ祝?hào)J，（N·m）5.功的正負(fù)判定方法：功是表示力對(duì)空間積累效果的物理量，只有大小沒(méi)有方向，是標(biāo)量，功的正負(fù)既不是描述方向也不是描述大小而有另外意義。（1）當(dāng)時(shí)，，W為正值，力對(duì)物體做正功，力對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)起推動(dòng)作用。（2）當(dāng)時(shí)，，，力對(duì)物體不做功，力對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)既不推動(dòng)也不阻礙。（

2、3）當(dāng)時(shí)，，W為負(fù)值，力對(duì)物體做負(fù)功或者說(shuō)物體克服力F做功，力對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)起阻礙作用。6.在曲線運(yùn)動(dòng)中，功的正負(fù)判定方法：看力F與速度v的夾角。7.注意：講“功”，一定要指明是哪個(gè)力對(duì)那個(gè)物體的功，功是標(biāo)量。8.恒力做功的求法：中的F是恒力，求恒力所做的功只要找出F、s、即可。9.合力做功（總功）的求法：一種方法是先求出合力再用求總功，另一種方法是即總功等于各個(gè)力做功的代數(shù)和，這兩種方法都要求先對(duì)物體進(jìn)行正確的受力分析，后一種方法還要求把各個(gè)功的正負(fù)號(hào)代入運(yùn)算。10.一些變力（指大小不變，方向改變，如滑動(dòng)摩擦阻力，空氣阻力），在物體做曲線運(yùn)動(dòng)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，這些力

3、雖然方向變，但每時(shí)每刻與速度反向，此時(shí)可化成恒力做功，方法是分段考慮，然后求和。?（二）功率1.功率的概念：功跟完成這些功所用時(shí)間的比值叫功率。功率是表示做功快慢的物理量，是標(biāo)量。單位是瓦（W）。2.功率的計(jì)算方法（平均功率和瞬時(shí)功率的求法）是平均功率，對(duì)功率，當(dāng)v為平均速度時(shí)，P為平均功率，當(dāng)v為瞬時(shí)速度時(shí)，P為瞬時(shí)功率，因此求功率時(shí)要分清是求平均功率還是瞬時(shí)功率。對(duì)于力F與速度v不在同一直線時(shí)，不能直接用而應(yīng)用。3.機(jī)械額定功率概念：機(jī)械正常工作時(shí)輸出的最大功率。4.機(jī)車以恒定功率起動(dòng)情況：P一定，v變大，F(xiàn)變小，a變小，當(dāng)a=0時(shí)，v不變，機(jī)車勻速運(yùn)動(dòng)，這時(shí)，

4、而為機(jī)車行駛的最大速度。5.機(jī)車以加速度a勻加速起動(dòng)情況：a一定，F(xiàn)也一定，P隨v增大而增大，當(dāng)P達(dá)到后，F(xiàn)、a不能維持，開(kāi)始減小，但速度還要增大，直到a=0，v達(dá)最大。要維持汽車加速度不變，就要維持其牽引力不變，汽車功率將隨v增大而增大，當(dāng)P達(dá)到額定功率后，不能再增加，即汽車就不可能再保持勻加速運(yùn)動(dòng)了。?【典型例題分析】[例1]在水平粗糙地面上，使同一物體由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，第一次是斜上拉力，第二次是斜下推力，兩次力的作用線與水平方向的夾角相同，力的大小也相同，位移大小也相同，則（）A.力F對(duì)物體做的功相同，合力對(duì)物體做的總功也相同B.力F對(duì)物體做的功相同

5、，合力對(duì)物體做的總功不相同C.力F對(duì)物體做的功不相同，合力對(duì)物體做的總功相同D.力F對(duì)物體做的功不相同，合力對(duì)物體做的總功也不相同分析和解答：正確答案是B。根據(jù)恒力做功的公式，由于F、s、都相同，故力F做功相同。求合力功時(shí)，先進(jìn)行受力分析，受力圖如圖所示，下面用兩種方法求合力做的功。方法一：由于斜上拉和斜下推物體而造成物體對(duì)地面的壓力不同，從而使滑動(dòng)摩擦力的大小不同，因而合力不同∴由知不相同方法二：因重力和支持力不做功，只有F和f做功，而F做功相同，但摩擦力做功因f不同而不同∴由知不相同[例2]電動(dòng)機(jī)能過(guò)一繩子吊起質(zhì)量為8kg的物體，繩的拉力不能超過(guò)120N，電動(dòng)機(jī)

6、的功率不能超過(guò)1200W，要將此物體由靜止起用最快的方式吊高90m（已知此物體在被吊高接近90m時(shí)，已開(kāi)始以最大速度勻速上升）所需時(shí)間為多少？此題可以用機(jī)車起動(dòng)類問(wèn)題的思路，即將物體吊高分為兩個(gè)過(guò)程處理：第一過(guò)程是以繩所能承受的最大拉力拉物體，使物體勻加速上升，第一個(gè)過(guò)程結(jié)束時(shí)，電動(dòng)機(jī)剛達(dá)到最大功率，第二個(gè)過(guò)程是電動(dòng)機(jī)一直以最大功率拉物體，拉力逐漸減小，當(dāng)拉力等于重力時(shí)，物體開(kāi)始勻速上升。在勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度為末速度上升的時(shí)間上升高度為在功率恒定的過(guò)程中，最后勻速運(yùn)動(dòng)的速率為外力對(duì)物體做的總功，動(dòng)能變化量為由動(dòng)能定理得代入數(shù)據(jù)后解得，所以所需時(shí)間至少為7.75s

7、。?三.疑難辨析對(duì)功的公式的探討功是物理學(xué)中十分活躍的一個(gè)物理量，它的計(jì)算是物理學(xué)中最基本的問(wèn)題之一。在力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、原子物理學(xué)中均出現(xiàn)，單就力學(xué)范圍來(lái)講，它的計(jì)算也是個(gè)不容忽視的問(wèn)題。下面幾例，僅就力學(xué)部分依據(jù)公式計(jì)算功時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題進(jìn)行探討。1.位移是相對(duì)的，隨參照物的不同而不同。運(yùn)動(dòng)是相對(duì)的，位移也是相對(duì)的。在確定功的計(jì)算式中的位移時(shí)，需要選用參照物，這樣位移才能確定，計(jì)算才有著落。例1：如圖1（a）所示，小物塊A位于光滑的斜面B上，斜面位于光滑的地面上，從地面上看，在小物塊沿斜面下滑的過(guò)程中斜面對(duì)小物塊的作用力（）A.垂直于接觸面，做功為零B.