高一物理功、功率北师大版【会员独享】.docVIP

高一物理功、功率北师大版 【本讲教育信息】 一. 教学内容： 功、功率 二. 知识总结归纳 1. 功的概念：一个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生一段位移，力就对物体做了功。 2. 功的两个不可缺少的因素：力和在力方向发生的位移。 3. 功的计算公式： （1）力F和位移s同方向情况：W=Fs； （2）力F与位移s垂直时：W=0； （3）F和s不同方向的情况：W=Fscosθ。（把F正交分解） 4. 功的单位：焦耳（牛·米）。符号J（N·m）。 5. 功的正负判定方法：功是表示力对空间积累效果的物理量，只有大小没有方向，是标量，功的正负既不是描述方向也不是描述大小而有另外意义。 （1）当0≤θ90°时，0cosθ≤1，W为正值，力对物体做正功。力对物体的运动起推动作用。 （2）当θ=90°时，cosθ=0，W=0，力对物体不做功。力对物体的运动既不推动也不阻碍。 （3）当90°θ≤180°时，-1≤cosθ0，W为负值，力对物体做负功或者说物体克服力F做功。力对物体的运动起阻碍作用。 注意：讲“功”，一定要指明是哪个力对哪个物体做的功。 6. 恒力做功的求法：W=F·scosθ中的F是恒力，求恒力所做的功只要找出F、s、θ即可。 7. 合力做功（总功）的求法：一种方法是先求出合力再用W总=F合scosθ求总功，另一种方法是W总=W1+W2+……即总功等于各个力做功的代数和，这两种方法都要求先对物体进行正确的受力分析，后一种方法还要求把各个功的正负号代入运算。 8. 一些特殊变力做功的求法： 大小不变，方向改变的力，如滑动摩擦阻力，空气阻力等，在物体做曲线运动或往复运动过程中，这些力虽然方向变，但每时每刻与速度反向或同向，此时可化成恒力做功。方法是分段考虑，然后求和。 方向不变，大小均匀变化的力。如弹簧的弹力（F=kx），因力的平均值为 9. 功率的概念：功跟完成这些功所用时间的比值叫功率，功率是表示做功快慢的物理量，是标量。单位是瓦（W）。 注意：功率与效率是两个完全不同的概念，功率是描述物体做功快慢的物理量；而效率是描述在做功时，有用功在总功中所占的百分比。 10. 功率的计算方法（平均功率和瞬时功率的求法）。 v为瞬时速度时，F为瞬时功率，因此求功率时要分清是求平均功率还是瞬时功率，对于力F与速度v不在同一直线时，不能直接用P=F·v而应用P=F·vcosθ。 11. 机械额定功率概念：机械正常工作时输出的最大功率。 12. 机车以恒定功率起动情况：P一定，v变大，F变小，a变小，当a=0时，v不变， 13. 机车以加速度a匀加速起动情况： a一定，F也一定，P随v增大而增大，当P达P额后，F、a不能维持，开始减小， 【典型例题】 例1. 在水平粗糙地面上，使同一物体由静止开始做匀加速直线运动，第一次是斜上拉力，第二次是斜下推力，两次力的作用线与水平方向的夹角相同，力的大小也相同，位移大小也相同，则： A. 力F对物体做的功相同，合力对物体做的总功也相同； B. 力F对物体做的功相同，合力对物体做的总功不相同； C. 力F对物体做的功不相同，合力对物体做的总功相同； D. 力F对物体做的功不相同，合力对物体做的总功也不相同。 分析与解答：正确答案是B。根据恒力做功的公式W=Fscosθ，由于F、s、θ都相同，故力F做功相同。 求合力功时，先进行受力分析，受力图如图所示，下面用两种方法求合力做的功。 方法一：由于斜上拉和斜下推物体而造成物体对地面的压力不同，从而使滑动摩擦力 方法二：因重力和支持力不做功，只有F和f做功，而F做功WF=F·scosθ相同，但摩擦力做功Wf=-fs因f不同而不同，∴由W合=WF+Wf知W合不相同。 例2. 如图所示，质量为m的物体以一定初速度滑上斜面，上滑到最高点后又沿原路返回，已知斜面倾角为θ，物体与斜面的动摩擦因数为μ，上滑的最大高度为h。则物体从开始滑上斜面到滑回到原出发点的过程中，重力做功是多少？摩擦力做功是多少？ 分析与解答：由于重力是恒力，所以可直接用公式W=F·scosα计算。因为回到原出发点时位移为零，所以重力做功WG=0。 由于摩擦力是变力（方向变，上滑时沿斜面向下，下滑时沿斜面向上），所以要分段运算。 总结与提高：求某个力做的功，必须判断是恒力还是变力。若是恒力，则只需找出位移，直接代入公式W=F·scosα计算；若是变力，则要求分段考虑。 例3.