功和功率学案3

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时间:2018-10-30

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1、功、功率 二.知识要点:1.理解功的定义2.知道做功不可缺少的两个因素:力和在力的方向上发生的位移。3.掌握功的公式、单位。4.理解功率的概念,掌握功率的定义公式。5.理解功率的物理意义。6.正确区分平均功率、瞬时功率、额定功率、实际功率。7.理解并掌握汽车的两种启动方式。 [重点、难点解析]一、功:1、功与能量的基本关系:若物体在力的作用下能量发生了变化,那么这个力一定对物体做了功。阅读课本P4上方三图,回答:甲力对物体做功可使物体的重力势能增加。乙力对物体做功可使物体的动能增加。丙力对物体做功可使物体的弹性势能增加。2、功:一个物体受到力的作用,

2、并在力的方向上发生了位移,就说这个力对物体做了功。思考:做功的两个不可缺少的因素是:a.力;b.力的方向上的位移。 二、功的计算:1.当力与物体运动方向同向时:W=FL2.当力与运动方向成一定夹角时,力做功的公式为W=FLcos讨论:a.该公式的使用条件:F为恒力。b.各量的物理意义:F表示力(求哪个力的功F为哪个力)。L表示物体的对地位移。α表示力与位移方向间的夹角。c.单位:F:NL:m(1)当α=时,则力不做功。(2)当α<时,则力对物体做正功。(3)当α>时,则力对物体做负功思考:功是标量,但有正负。功的正负既不表示方向,也不表示大小,它表示

3、力对物体做功的效果。某力做负功,往往说成物体克服某力做功。 3.总功的求法:先求外力的合力,再应用功的公式求出总功W=F合Lcosa先分别求各个外力对物体所做的功W1,W2……,总功即为这些功的代数和W=W1+W2…… 4.对正功、负功的认识在实际问题中,一个运动的物体往往不只受一个力的作用,在物体产生一个位移的过程中,这些力中有的力是动力,有的力则可能是阻力,还有的力对物体的位移没有直接的影响。例如:用一个水平的力F拉物体在粗糙水平面上运动。这时我们说F对物体做了正功,而阻力f对物体也做了功,但是显然f与F的功是有区别的,f做的功是负功,也可说成是

4、物体克服阻力f做功。而支持力N和重力G就没有做功。这样说的目的是为了更好地说明物体运动的实际情况,以后在讨论功的关系时比较方便。特别要注意的是功的正、负号并不表示大小,正功不表示比负功大。随着今后的学习对功的正负还会渐地加深理解。从公式计算的角度来说,由于在W=中出现了某个力的功可能大于0、等于0和小于0的三种情况,因此负功的说法会使计算结果更为合理。 三、功率(一)定义:一个力所做的功与所用时间的比值叫做功率。数学表达式w/t。讨论:①P=W/t是功率的定义公式。②利用P=W/t计算的功率应是一个过程的平均功率。③功率的物理意义为描述力对物体做功的

5、快慢。思考:一个力对一个物体做功多则力对物体做功快,对吗?为什么?④功率的单位。在国际单位制中,功率的单位瓦特。符号为W。1W=1J/S。1kW=103W。(二)功率与速度的关系:1.当力与物体运动的方向相同时,力做功的功率为P=Fv。讨论:①该式的使用条件为:F为恒力。②各量的物理意义:F表示求哪个力的功率F为哪个力。当是平均速度时,P表示平均功率,当是某时刻的瞬时速度时,表示瞬时功率。思考:求瞬时功率只能用P=Fv。求平均功率可用①P=W/t②P=Fv。2.当力与运动方向成一定夹角时 P=Fvcosθ注意:①该公式与P=Fv的区别在于适用条件,其

6、它方面是相同的。②θ指的是力与速度的夹角。 (三)几种常见的功率1.额定功率P额:是指发动机长时间正常工作的最大功率。2.实际功率P实:机器实际工作时的功率。注意:①一般情况下P实P额。②若已知汽车的实际输出功率和时间,可求牵引力对汽车做功W=Pt。3.关于汽车、火车、起重机等的输出功率与牵引力、车速的关系P实=。(四)、汽车的两种启动模式:(1)汽车在平直路面上保持发动机功率不变,即以恒定功率起动,其加速过程如下图所示:由图中动态分析知:①只有当汽车的牵引力与所受的阻力大小相等时,才达到最大速度。②在加速过程中,加速度是变化的,如果知道某时刻的速度

7、,可求得此时刻的加速度。 (2)汽车匀加速起动,其过程分析如下图所示:若<,继续匀加速汽车匀加速起动,当达到额定功率时,并没有达到最大速度,此后将保持功率不变做变加速度运动,当牵引力与阻力大小相等时,才达到最大速度而匀速行驶。注意:当汽车以额定功率运行时,经常用v=P/F求汽车的速度 【模拟试题】例1.关于做功,下列说法正确的是A.静摩擦力总是不做功B.滑动摩擦力总是做负功C.力对物体不做功,物体一定静止D.物体在运动过程中,若受力的方向总是垂直于速度的方向,则此力不做功解析:静摩擦力可以做正功也可以做负功,也可以不做功。如果一物体随传送带向前做匀加

8、速运动,那么此时摩擦力就对物体做正功;随传送带匀速运动则静摩擦力就对该物体不做功;如果一个物体静止在斜面上,

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