[理化生]1 功功率ppt课件

1、11 1 功功 功率功率2内容内容要求要求 说明说明功和功率功和功率动能和动能定理动能和动能定理重力做功与重力势能重力做功与重力势能功能关系、机械能守恒定律及其功能关系、机械能守恒定律及其应用应用实验：验证机械能守恒定律实验：验证机械能守恒定律3 功和能的概念是物理学中重要功和能的概念是物理学中重要的根本概念的根本概念.能的转化和守恒定律是能的转化和守恒定律是自然界中最重要、最普遍、最根本自然界中最重要、最普遍、最根本的客观规律的客观规律.4 涉及本章知识的命题不仅年涉及本章知识的命题不仅年年有、题型全、分量重，而且多年有、题型全、分量重，而且多年的高考压轴题均与本章的功、年的高考压轴题均与本

2、章的功、能知识有关能知识有关.5 1.复习中要抓住功是能量变化的复习中要抓住功是能量变化的量度这条主线，多方面多角度理量度这条主线，多方面多角度理解功的概念解功的概念.功和功率的分析和功和功率的分析和计算是高考考察的一个重点，对计算是高考考察的一个重点，对考生才能要求比较高，解决此类考生才能要求比较高，解决此类问题必须抓准物理本质，建立相问题必须抓准物理本质，建立相关物理模型关物理模型.6 2.动能定理动能定理是一条适用范围很广的是一条适用范围很广的物理规律物理规律.解题的优越性很多，特别解题的优越性很多，特别是涉及变力做功的问题是涉及变力做功的问题.历年高考对历年高考对本章知识的考察以考察该

3、定理的试题本章知识的考察以考察该定理的试题为最多，在不同题型、不同难度的试为最多，在不同题型、不同难度的试题中都对该定理有相当分量的考察题中都对该定理有相当分量的考察.复习中动能定理还应注意结合牛顿定复习中动能定理还应注意结合牛顿定律的应用律的应用.7 3.对于功、能知识与牛顿运动定律、对于功、能知识与牛顿运动定律、圆周运动、动量守恒定律及电磁学等圆周运动、动量守恒定律及电磁学等知识相联络的综合应用，要可以正确知识相联络的综合应用，要可以正确分析问题所涉及的物理过程，对作用分析问题所涉及的物理过程，对作用过程复杂的问题要可以正确合理地把过程复杂的问题要可以正确合理地把全过程划分为假设干阶段，正

4、确分析全过程划分为假设干阶段，正确分析各阶段的物理本质各阶段的物理本质.8 4.机械能守恒定律在力学中的地机械能守恒定律在力学中的地位是显而易见的，在复习中要最位是显而易见的，在复习中要最大限度地发挥它的作用大限度地发挥它的作用.9机械能机械能恒力功：恒力功：W=Flcos功率功率平均功率：平均功率：瞬时功率瞬时功率P=Fvcos功能关系功能关系重力做功与重力势能变化：重力做功与重力势能变化：WG=Ep1-Ep2=-Ep弹力做功与弹性势能变化：弹力做功与弹性势能变化：W弹弹=Ep1-Ep2=-Ep动能定理动能定理:W总总=Ek2-Ek1=Ek探究功探究功与速度变化的关系与速度变化的关系功功WP

5、t机械能机械能10重力和弹簧弹力以外的其他力做功重力和弹簧弹力以外的其他力做功与机械能变化：与机械能变化： W外外=E2-E1=E滑动摩擦力或介质阻力滑动摩擦力或介质阻力Ff做功与系做功与系统内能变化：统内能变化：|E内内|=|WFf|=Ffs相对相对机械能机械能动能：动能：重力势能：重力势能：Ep=mgh弹性势能：弹性势能：机械能守恒：机械能守恒：Ek1+Ep1=Ek2+Ep2或或Ek=-Ep验证机械能守恒实验验证机械能守恒实验功能关系功能关系2k12Emv2p12Ekx11 一、功一、功 1.功的定义功的定义:物体受到物体受到 的作用，并且的作用，并且在力的方向上发生了一段在力的方向上发生

6、了一段 ，就叫力，就叫力对物体做了功对物体做了功. 2.做功的两个必要因素做功的两个必要因素 1作用在物体上的作用在物体上的 ；2物体物体在在 .力力位移位移力力力的方向上发生了位移力的方向上发生了位移12 3.功的计算公式功的计算公式 ，为为F与与l方向间的夹角，单位方向间的夹角，单位“J，1J=1Nm 4.功的正负功的正负 1假设假设=/2，WF= ，力，力F对物体对物体不做功不做功.假设假设00，力，力F对对物体做物体做 功功.假设假设/2，WF0，力力F对物体做对物体做 功功. 2功是标量：功的正负不表示方向，功是标量：功的正负不表示方向，正功表示正功表示 ，负功表，负功表示示 ，功的

7、多少看绝对值大小，功的多少看绝对值大小.W=Flcos0正正负负动力做功动力做功阻力做功阻力做功13 5.功的意义功是力对空间的积累量，功的意义功是力对空间的积累量，功是功是 . 6.功是过程量，即做功必定对应一功是过程量，即做功必定对应一个过程位移，应明确是哪个力个过程位移，应明确是哪个力在哪一过程中的功在哪一过程中的功.能量转化的量度能量转化的量度14 1.如何判断力是否做功？如何判断力是否做功？ 1看力看力F与位移与位移l的夹角的夹角，假设，假设=/2，W=0；假设；假设00；假设；假设/2，W0. 2看力看力F与速度与速度v的夹角的夹角，假设，假设=/2，W=0；假设；假设00；假设；

8、假设/2，W0. 3看物体间是否有能量转化，假设有能量看物体间是否有能量转化，假设有能量转化，那么必有力做功转化，那么必有力做功. 注意注意：力对物体做负功，常说成物体抑制此力：力对物体做负功，常说成物体抑制此力做了功做了功.15 2.恒力做功的计算恒力做功的计算 用公式用公式W=Flcos求恒力的功求恒力的功.可用以下可用以下两种方法处理：两种方法处理： 1分解位移：将物体的位移分解为沿分解位移：将物体的位移分解为沿F方向上和垂直方向上和垂直F方向上的两个分位移方向上的两个分位移l1和和l2，那么，那么F做的功做的功W=Fl1=Flcos. 2分解恒力：将力分解恒力：将力F分解为沿分解为沿l

9、方向和方向和垂直垂直l方向的两个分力方向的两个分力F1和和F2，那么，那么F做做功功W=F1l=Fcosl.16 3.合外力做功的计算合外力做功的计算 1先用平行四边形定那么求出合外先用平行四边形定那么求出合外力力F合，再由合，再由W合合=F合合lcos计算功，计算功，条件是：条件是：F合在整体运动过程中保持不合在整体运动过程中保持不变变. 2先分别求出各个外力做的功先分别求出各个外力做的功W1、W2、W3，再把各个外力的功求代数，再把各个外力的功求代数和，即和，即W合合=W1+W2+W3+.17 4.变力做功怎样求？变力做功怎样求？ 1转化为恒力做功：在某些情况下，转化为恒力做功：在某些情况

10、下，通过等效变换可以将变力做功转换成恒通过等效变换可以将变力做功转换成恒力做功，于是可以用力做功，于是可以用W=Flcos求解求解. 2用动能定理：用动能定理：W总总=Ek，Ek是是物体动能的增量，假如物体受到的除某物体动能的增量，假如物体受到的除某个变力以外的其他力所做的功均能求出，个变力以外的其他力所做的功均能求出，那么用动能定理就可以求出这个变力所那么用动能定理就可以求出这个变力所做的功做的功.18 3用用W=Pt：利用此式可求出功率：利用此式可求出功率保持不变的情况下变力所做的功保持不变的情况下变力所做的功. 4用图象法：在用图象法：在F-l图象中，图线和图象中，图线和横轴所围成的面积

11、即表示力所做的功横轴所围成的面积即表示力所做的功. 5用平均值：当力的方向不变，而用平均值：当力的方向不变，而大小随位移线性变化时，可先求力的算大小随位移线性变化时，可先求力的算术平均值，再把平均值当成恒力，用功术平均值，再把平均值当成恒力，用功的计算式求解：的计算式求解：12,cos .2FFFWF l19 6用功能原理：除系统内重力和用功能原理：除系统内重力和弹力以外的其他力对系统所做功的代弹力以外的其他力对系统所做功的代数和等于系统机械能的增量数和等于系统机械能的增量. 7当力的大小不变，而方向始终当力的大小不变，而方向始终与运动方向一样或相反时，这类力的与运动方向一样或相反时，这类力的

12、功等于力和路程不是位移的乘积，功等于力和路程不是位移的乘积，如滑动摩擦力、空气阻力做功等如滑动摩擦力、空气阻力做功等.20 5.一对作用力和反作用力做功的特点如何？一对作用力和反作用力做功的特点如何？ 1一对作用力和反作用力在同一段时间内，一对作用力和反作用力在同一段时间内，可以都做正功或者都做负功，或者一个做正功、可以都做正功或者都做负功，或者一个做正功、一个做负功，或者都不做功一个做负功，或者都不做功. 2一对作用力和反作用力在同一段时间内做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、也可能为零的总功可能为正、可能为负、也可能为零. 3一对互相作用的摩擦力做的总功可能为零

13、一对互相作用的摩擦力做的总功可能为零静摩擦力静摩擦力、可能为负、可能为负滑动摩擦力滑动摩擦力，但，但不可能为正不可能为正.21 1.力做功正、负的判断力做功正、负的判断 如图，物体沿弧形轨道滑下后进入足如图，物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的程度传送带，传送带以图示方向匀够长的程度传送带，传送带以图示方向匀速运转，那么传送带对物体做功情况可能速运转，那么传送带对物体做功情况可能是是 A.始终不做功始终不做功 B.先做正功后不做功先做正功后不做功 C.先做负功后做正功先做负功后做正功 D.先做负功后不做功先做负功后不做功ABD22 如下图，如下图，A、B叠放着，叠放着，A用绳系在固定的用绳系在固定

14、的墙上，用力墙上，用力F拉着拉着B向右挪动，那么以下说向右挪动，那么以下说法中正确的选项是法中正确的选项是A未脱离未脱离B A.拉力拉力F对对B做正功做正功 B.绳的拉力对绳的拉力对A不做功不做功 C.B给给A的摩擦力对的摩擦力对A做正功做正功 D.A给给B的摩擦力对的摩擦力对B做负功做负功ABD23 2.功的计算功的计算 如下图，质量为如下图，质量为m的物体沿倾角的物体沿倾角为为的粗糙斜面下滑了一段间隔的粗糙斜面下滑了一段间隔 l，物，物体与斜面间的动摩擦因数为体与斜面间的动摩擦因数为，试求物，试求物体所受各力在下滑过程中对物体所做的体所受各力在下滑过程中对物体所做的功，及这些力所做的总功功

15、，及这些力所做的总功.24 重力做功重力做功W=mglsin 弹力做功弹力做功W1=0 摩擦力做功为摩擦力做功为W2=-mglcos 外力对物体所做的总功为外力对物体所做的总功为 W总总=mglsin-cos25 如下图，质量为如下图，质量为m的小球用长的小球用长L的细的细线悬挂而静止在竖直位置线悬挂而静止在竖直位置.在以下三种情在以下三种情况下，分别用程度拉力况下，分别用程度拉力F将小球拉到细线将小球拉到细线与竖直方向成与竖直方向成角的位置角的位置.在此过程中，在此过程中，拉力拉力F做的功各是多少？做的功各是多少？ 1用用F缓慢地拉；缓慢地拉； 2F为恒力；为恒力； DB26 3假设假设F为

16、恒力，而且拉到该位为恒力，而且拉到该位置时小球的速度刚好为零置时小球的速度刚好为零. 可供选择的答案有可供选择的答案有 A.FLcos B.FLsin C.FL1-cos D.mgL1-cosBD27 二、功率二、功率 1.功率是描绘力做功功率是描绘力做功 的物理量，的物理量，是功与所用时间的比值是功与所用时间的比值. 2.功率的定义式功率的定义式 ，导出公式，导出公式P=Fvcos.其中其中是是F与与v的夹角的夹角.快慢快慢P=W/t28 说明：说明：定义式中求出的是平均功率，定义式中求出的是平均功率，假设功率一直不变，同时也是瞬时功假设功率一直不变，同时也是瞬时功率率. 导出式中假设导出式

17、中假设v为平均速度，那么为平均速度，那么P为平均功率；假设为平均功率；假设v为瞬时速度，那么为瞬时速度，那么P为瞬时功率，式中为瞬时功率，式中为力为力F与物体速与物体速度度v之间的夹角之间的夹角.29 3.功率是标量功率是标量. 4.功率的单位为瓦功率的单位为瓦W、千瓦、千瓦kW，其换算关系为：，其换算关系为：1kW=1000W. 5.从功率从功率“P=W/t可以得出计可以得出计算功的另一种方算功的另一种方法法 .“kWh是功的单位，是功的单位，它与它与“J的换算关系的换算关系为：为： .W=Pt1kWh=3.6106J30 6.额定功率：任何机械都有一个长时间正额定功率：任何机械都有一个长时

18、间正常工作而不损坏机械的最大输出功率，这常工作而不损坏机械的最大输出功率，这个最大输出功率叫做机械的额定功率个最大输出功率叫做机械的额定功率. 7.实际功率：机械工作时的功率叫做实际实际功率：机械工作时的功率叫做实际功率，实际功率可以功率，实际功率可以 额定额定功率功率. 8.重力的功率可表示为重力的功率可表示为PG=mgvy，即重，即重力的瞬时功率等于重力和物体在该时刻的力的瞬时功率等于重力和物体在该时刻的竖直分速度之积竖直分速度之积.小于或等于小于或等于31 6.机车以恒定功率启动和匀加速机车以恒定功率启动和匀加速启动有什么区别？启动有什么区别？ 当汽车从静止开场沿程度面当汽车从静止开场沿

19、程度面加速运动时，有两种不同的加速加速运动时，有两种不同的加速过程，但分析时采用的根本公式过程，但分析时采用的根本公式都是都是P=Fv和和F-f=ma32 1恒定功率启动：由公式恒定功率启动：由公式P=Fv和和F-f=ma知，由于知，由于P恒定，恒定，随着随着v的增大，的增大，F必将减小，必将减小，a也必也必将减小，汽车做加速度不断减小的将减小，汽车做加速度不断减小的加速运动，直到加速运动，直到F=f，a=0，这时，这时v到达最大值到达最大值mmm.PPvFf33 2匀加速启动：最大速度为匀加速启动：最大速度为mmmmPPvvFf34 要注意两种加速运动过程的最大要注意两种加速运动过程的最大速

20、度的区别速度的区别.运动中运动中v与与t关系如图关系如图35 3.功率的分析与计算功率的分析与计算 跳绳是一种健身运动跳绳是一种健身运动.设某运发动的质设某运发动的质量为量为50kg,他他1min跳绳跳绳180次次.假定假定在每次跳跃中，脚与地面的接触时间占在每次跳跃中，脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间的跳跃一次所需时间的 ，那么运发动跳，那么运发动跳绳时抑制重力做功的平均功率是多少瓦？绳时抑制重力做功的平均功率是多少瓦？g取取10m/s2 75W2536 如下图，将质量为如下图，将质量为m的小球以初速的小球以初速度度v0从从A点程度抛出，正好垂直于点程度抛出，正好垂直于斜面落在斜面上斜面落在斜面上B点点.斜面的倾角为斜面的倾角为,那么那么 1小球落到斜面上小球落到斜面上B点时重力做点时重力做功的瞬时功率为功的瞬时功率为