【优化方案】高中物理 第3章3.2 研究功与功率 沪科必修2

3．2研究功与功率整理课件

核心要点突破课堂互动讲练课前自主学案知能优化训练3.2课标定位整理课件课标定位整理课件4．了解额定功率和实际功率．重点难点：重点：功的概念，做功的两个要素和恒力做功的公式，功的物理意义；外力做功的判断和计算；掌握并灵活应用功率的公式，计算平均功率和瞬时功率．难点：平均功率、瞬时功率的区别和求解．整理课件课前自主学案Fscosα一、怎样计算力跟位移成夹角α时的功1．当恒力F的方向与位移s的方向成某一角度α时，力F对物体所做的功W＝________，即力对物体所做的功，等于力F的大小、位移大小、力与位移方向间夹角的余弦这三者的乘积．2．功的单位：在国际单位制中，功的单位是______，简称_____，符号为_______.3．功是标量，只有________，没有________，其运算法则遵循_____________．焦耳焦J大小方向代数运算整理课件正功增加不做功不变负功克服减少变化的量度整理课件思考感悟《西游记》中沙和尚挑担千里，辛辛苦苦；猪八戒只是扶师父上马，轻轻松松．然而沙和尚做的功却没有猪八戒做的功多．对吗？图3－2－1整理课件提示：对！沙和尚挑担千里，可是在力的方向上无位移，没有做功；而猪八戒扶师父上马，在力的方向上有位移，做了功．物理学中的“功”是有严格定义的，与日常生活中的“做工”含义有本质的区别，沙和尚挑担，是在辛辛苦苦地“做工”，却不是物理意义上的“做功”．不必为沙和尚鸣不平．整理课件瓦特瓦W大小方向代数运算快慢整理课件2．研究力、速度跟功率之间的关系(1)一个力对物体做功的功率，等于这个____与物体在力的方向上的速度的乘积，即_________.(2)对P＝Fv来说，式中v若取瞬时速度，则按上式计算出的P即为__________；若v取平均速度，则计算出的P即为____________．力P＝Fv瞬时功率平均功率整理课件核心要点突破一、功的计算1．对功的公式W＝Fscosα的应用(1)公式中的F是恒力，s是物体在力的作用下的位移，α是力的方向与位移方向间的夹角．(2)力对物体做功，只与F、s、α三者有关，与物体的运动状态无关．整理课件(3)功是标量，而力和位移都是矢量，力和位移都可以按矢量法则进行分解，若将s沿力的方向和垂直力的方向分解，如图3－2－2甲所示，这时功等于力与位移在力的方向上的分量scosα的乘积，即W＝Fscosα.若将F沿位移方向和垂直位移方向分解，如图3－2－2乙所示，这时功等于力在位移方向上的分量Fcosα与位移的乘积，即W＝Fscosα，不管采用何种方法计算，其结果是相同的．整理课件整理课件2．总功的计算物体在某一运动过程中，可能会有多个力同时对物体做功，这时可能需要我们计算这几个力对物体做的总功．(1)如果运动过程中物体受几个恒力的作用，且这几个恒力作用在物体运动的同一阶段，则可先求出这几个恒力的合力，再求合力做的功，即W总＝F合scosα.(2)如果运动过程中，物体所受的各恒力作用在物体运动的不同阶段，则可先分别求得各恒力的功，再求各恒力所做功的代数和，即总功：W总＝F1scosα1＋F2scosα2＋……整理课件3．变力的功(1)求平均力法．这种方法不是任何变力都可以采用的，只局限于两种情况：一是题目中明确指出是平均力的．例如：一小球从高处落下，跌入泥土中的深度为s，泥土的平均阻力为f，求泥土对小球所做的功．二是力虽然是变力，但此变力的大小与位移成正比(例如弹簧的弹力)，则可以用算术平均值的方法，用平均力代入功的计算式进行计算．整理课件整理课件整理课件答案：0－2μmghcotα整理课件整理课件2．公式P＝Fv是功率的一种计算方法，v可以是平均速度，也可以是瞬时速度，因此P＝Fv既可以计算平均功率，也可以计算瞬时功率．3．对速度v的理解要注意以下几点：①物体的速度可能是恒定的，也可能是变化的；②物体的速度大小、方向都发生变化时，仍可以求力的功率．如在平抛运动中，尽管物体的速度大小、方向都不断发生变化，但重力的大小及方向都不变，而物体的竖直分速度vy＝gt，因此，平抛物体经时间t时，重力的功率P＝mg·vy＝mg·gt＝mg2t.整理课件整理课件解析：选D.由P＝W/t求得的功率是平均功率，由P＝Fv可以求平均功率和瞬时功率，故A、B均错；当F一定时，P与v成正比，故C错；当P一定时，F与v成反比，故D正确．整理课件整理课件整理课件整理课件整理课件整理课件整理课件课堂互动讲练对功的理解及计算类型一例1

如图3－2－7所示，质量为m的物体静止于倾角为α的斜面体上，当斜面受力后，物体随斜面一起沿水平面匀速移动距离s，在这个过程中物体所受各力对物体做的功分别是多少？物体所受斜面的力做功是多少？合外力做的功是多少？整理课件图3－2－7整理课件整理课件整理课件【答案】见自主解答【方法总结】

(1)求功时对物体进行正确的受力分析仍是基础性的环节．(2)要区分各分力做的功与合力做的功．(3)求总功时由两种方法计算出的总功是相等的．一般来说，由各分力功的代数和求总功较简单些，因为代数和就是简单相加．整理课件功率的计算类型二例2

如图3－2－8所示，质量为m＝2kg的木块在倾角θ＝37°的斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为0.5，已知：sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2.求：(1)前2s内重力做的功；(2)前2s内重力的平均功率；(3)2s末重力的瞬时功率．整理课件图3－2－8整理课件整理课件【答案】

(1)48J

(2)24W

(3)48W整理课件整理课件在水平路面上运动的汽车的额定功率为100kW，质量为10t，设阻力恒定，且为车重的0.1倍，求：(1)汽车在运动过程中所能达到的最大速度；(2)若汽车以0.5m/s2的加速度从静止开始做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？(3)若汽车以额定功率不变从静止启动后，当汽车的加速度为2m/s2时，速度是多大？对机车启动问题的分析类型三例3整理课件整理课件整理课件【答案】

(1)10m/s

(2)13.4s

(3)3.3m/s【方法总结】

此类问题