高中物理第五章第1讲功和功率

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1、第五章　机械能及其守恒定律第1讲　功和功率知识点1功Ⅱ1.做功的两个要素(1)物体受到___的作用。(2)物体在力的方向上发生了一段_____。2.公式W=________。(1)α是力与_________之间的夹角,l为物体对地的位移。(2)该公式只适用于_________。力位移Flcosα恒力做功位移方向3.功的正负力与位移的夹角功的正负物理意义0≤α0力对物体做_____<α≤πW<0力对物体做_____,或者说物体_____这个力做了功α=W=0力对物体_______正功负功克服不做功知识点2功率Ⅱ1.物理意义描述力对物体做功的_____。2.公式(1)P

2、=(P为时间t内的平均功率)。(2)P=________(α为F与v的夹角)。3.额定功率机械正常工作时的_________。4.实际功率机械_________时的功率,要求不能大于_____功率。快慢Fvcosα最大功率实际工作额定【思考辨析】(1)只要物体受力的同时又有位移发生,则一定有力对物体做功。()(2)一个力对物体做了负功,则说明这个力一定阻碍物体的运动。()(3)滑动摩擦力可能做负功,也可能做正功;静摩擦力对物体一定做负功。()(4)作用力做正功时,反作用力一定做负功。()(5)据P=Fv可知,发动机功率一定时,交通工具的牵引力与运动速度成反比。()(6)汽

3、车上坡的时候,司机必须换挡,其目的是减小速度,得到较小的牵引力。()分析：若物体发生位移的同时,也受力的作用,当力与位移垂直时,此力并不做功,故(1)错误;力对物体做负功,此力阻碍物体的运动,故(2)正确;静摩擦力和滑动摩擦力都可以对物体做正功,也可以对物体做负功,故(3)错误;作用力做正功时,反作用力可以做正功、负功或不做功,二者无必然关系,故(4)错误;在发动机的功率P一定时,牵引力与速度成反比,故(5)正确;汽车在上坡时,汽车的牵引力除了需要克服阻力以外,还要克服重力沿斜坡向下的分力,所以需要增大牵引力,由F=可知,在P一定时,要增大牵引力,必须减小速度,故(6)错

4、误。考点1功的大小计算(三年6考)深化理解【考点解读】计算功的方法(1)恒力做的功:直接用W=Flcosα计算。(2)合外力做的功:方法一:先求合外力F合,再用W合=F合lcosα求功。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。(3)变力做的功:①应用动能定理求解。②用W=Pt求解,其中变力的功率P不变。③常用方法还有转换法、微元法、图像法、平均力法等,求解时根据条件灵活选择。【典例透析1】如图所示,建筑工人通过滑轮装置将一质量是100kg的料车沿30°角的斜面由底端匀速地拉到顶端,斜面长L是4m,若不计滑轮的质量和各处的

5、摩擦,g取10m/s2,求这一过程中:(1)人拉绳子的力做的功;(2)料车的重力做的功;(3)料车受到的各力对料车做的总功。【解题探究】(1)请对料车进行受力分析,它受到哪些力,哪些力不做功?①受到的力:_______________________________。②不做功的力:_____________。(2)有几根绳子在拉料车?拉力大小F与料车的重力有何关系?提示：两根绳子拉料车,F=mgsin30°。(3)计算总功的方法有哪些?本题采用哪种方法计算总功?提示：有两种方法求总功:①先求出各力的功,再代数相加;②先求出合力,再求出合力的功。本题采用第二种方法求总功较方

6、便。重力、斜面的支持力、绳子的拉力斜面的支持力【解析】(1)工人拉绳子的力:F=mgsin30°工人将料车拉到斜面顶端时,拉绳子的长度l=2L,根据公式W=Flcosα,得W1=mg(2L)sin30°=2000J。(2)重力做的功:W2=-mgLsin30°=-2000J。(3)由于料车在斜面上匀速运动,则料车所受的合力为0,故W合=F合L=0。答案：(1)2000J(2)-2000J(3)0【总结提升】计算功时应注意的三个问题(1)公式W=Flcosα中位移“l”的意义:①力对平动的物体(可看作质点)做功,“l”为物体上每一点的位移(即受力质点对地的位移);②若受力物

7、体发生转动或形变,“l”应取作用点的位移;③“l”的取值一般以大地为参考系。(2)力的独立性原理:求某个力做的功仅与该力及物体沿该力方向的位移有关,而与其他力是否存在、是否做功无关。(3)一对作用力和反作用力的做功问题:①一对作用力和反作用力在同一段时间内做的总功可能为正、可能为负,也可能为零。②一对相互作用的摩擦力做的总功可能为零(静摩擦力)、可能为负(滑动摩擦力),但不可能为正。【变式训练】(2013·福建四地六校联考)以一定的初速度竖直向上抛出一个小球,小球上升的最大高度为h,空气阻力的大小恒为F,则从抛出到落回到抛出点