高一物理-功、功率.ppt

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1、第五单元机械能笫一节功功率笫一节功功率一、功的概念1、功的定义：物体受到力的作用，在力的方向上发生了一段位移，就说力对物体做了功。2、做功的两个必要因素是：力和物体在力的方向上发生的位移。3、功的意义：功是力在空间积累效果的量度；功是能量转化多少的量度。4、功的量性：功是标量，功有正、负，功的正、负不表示大小。一、功的概念功的正、负及意义设力和物体位移之间的夹角为θ，则有：900>θ>0θ为锐角W>0可使物体能量增加1800>θ>900θ为钝角W<0可使物体能量减少θ=900θ为直角W=0不能使物体能量变化例如：W1=5JW2=-5J两功的大小是一样的，正功的效果是

2、推动物体运动，负功的效果是阻碍物体运动。若某力对物体做负功，可以说成物体克服某力做正功。一、功的概念5、判定力对物体做功情况的方法：（1）看F与物体位移S之间的夹角（适用于恒力做功）θ为直角W=0θ为锐角W>0θ为钝角W<0一、功的概念1、判定力对物体做功情况的方法：（2）看F与物体速度V的夹角（适用于变力做功）（3）看物体能量转化二、功的计算1、恒力功的计算：W=FScosα如图所示：注意：（1）F为恒力，变力的功不能用此式计算。（2）S为F作用点的位移，此位移是相对静止的地面的。（3）α为恒力F与位移S的夹角（4）恒力的功只由F、S及cosα决定，功与物体的运动

3、状态及运动形式无关二、功的计算2、合功的计算：例1：己知：斜面上质量为m的物块从顶端滑到底，通过位移为S，斜面倾角为，滑动摩擦系数为μ，则物体所受的力各做功多少？合功W合为多少？物块对斜面的摩擦力做功多少？这对滑动摩擦力所做的合功为多少？解析：WG=mgh=mgSsinαWF=0Wf=-μmgScosαW合=（mgsinα-μmgcosα）S=mgS（sinα-μcosα）Wf’=0Wf合=-μmgScosα二、功的计算例2：如图所示，水平地面上的物体质量为m，它与水平地面之间的动摩擦因数为μ，跨过定滑轮的绳子一端沿水平方向固定在墙上，另一端与水平方向成θ角，受恒力

4、F作用，在物体沿水平地面向右移动s过程中，绳子的拉力所做的功为，地面对物体的滑动摩擦力做功为____________。Fs（1+cosθ）μmgs3、功的单位：焦耳J三、功率1、平均功率：定义：功跟完成这些功所用时间的比值叫做平均功率物理意义：描述一段时间内做功的快慢。2、瞬时功率：如果时间t足够小，v表示某时刻的瞬时速度，P表示该时刻的瞬时功率。公式：P=FVcosα计算瞬时功率对应于运动物体的某一时刻或某一位置，当F与v共线时可有公式：P=FV三、功率3、对公式P=FV讨论：①当功率P一定时：即做功的力越大，其速度就越小②当速度V一定时：即做功的力越大，其功率就

5、越大③当力F一定时：即速度越大，其功率就越大三、功率例1：如图所示，一质量为m的物体，沿倾角为θ的光滑固定斜面由静止下滑。当它在竖直方向下落了h高度这个过程中，重力做功的平均功率为、下落了h高度时，重力的瞬时功率为。三、功率例1：解析：设物体在竖直方向下滑h高度所需时间为t，则重力做功W=mgh下滑h高度时：三、功率4、额定功率和实际功率：额定功率：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定值。实际功率：是指机器工作中实际输出的功率。实际功率总是小于或等于额定功率三、功率5、汽车的速度、加速度、牵引力以及合力的变化的分析：（1）汽车以恒定加速度启动：设：

6、汽车质量为m，加速度为a，阻力为f，额定功率为P0，实际功率为P，牵引力为F则有：F-f=ma，P=FV速度v变大，阻力f不变，牵引力F不变，实际功率P变大，达到额定功率以后，V增大则F变小，加速度a开始变小，当F=f时，a=0，V达到最大值，P0=FVmax=fVmax三、功率5、汽车的速度、加速度、牵引力以及合力的变化的分析：（2）汽车以额定功率启动：额定功率P不变，速度V变大;牵引力F变小，加速度a变小;当牵引力F等于阻力f时，加速度a为零，速度达到最大值。此时：P0=FfVmax三、功率例4：汽车发动机的额定功率为60kW，若其总质量为5.0×103kg，在

7、水平面上行驶时所受阻力恒为5.0×103N。（1）求汽车所能达到的最大速度。（2）若汽车业0.5m/s2的加速度由静止开始做匀加速运动，这一过程能维持多长时间？（3）若汽车达到最大速度后，阻力突然变为原来的两倍（功率恒定），汽车将做什么运动？三、功率例4：解析：（1）汽车以恒定功率从静止启动后，它的牵引力F将随速度v的增大而减小，其加速度也随之减小，当汽车达到最大速度时，a=0，即牵引力F=f。由P=Fv=fvm，得：三、功率例4：解析：（2）汽车以恒定的加速度匀加速运动，则牵引力恒定。又P=Fv，故发动机的输出功率随v增大而增大，当功率增至额定功率时不能再增大