第八章 机械能守恒定律（精品课堂）-2021-2022学年新教材高中物理必修第二册【精彩三年】课程探究与巩固教师用书word（人教版）浙江专用

第八章 机械能守恒定律 8．1　功与功率 课程解读 课标要点 学科素养 链接浙江学考 链接浙江选考 1．理解功和功率。了解生产生活中常见机械的功率大小及其意义 2．分析物体移动的方向与所受力的方向不在一条直线上时，该力所做的功 物理观念：理解功的概念，知道做功的两要素；知道功率的物理意义、定义式、单位。 科学思维：通过实例体验功和功率概念的形成过程及功和功率的实际意义。 科学探究：功和功率公式与概念的建立及其意义 1．理解功的概念及正、负功的意义；理解功率的概念 2．用功的计算式解决简单的实际问题 3．瞬时功率和平均功率的计算 1．理解功的概念及正、负功的意义；理解功率的概念 2．用功的计算式解决实际问题 3．瞬时功率和平均功率的计算 知识点一　功 1．功的定义：力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积。 2．推导功的表达式 如图甲所示，物体所受恒力F的方向与运动方向成一夹角α，求在物体前进位移l的过程中，恒力F做的功。 甲 乙 如图乙所示，把F分解为跟位移方向一致的分力F1和跟位移方向垂直的分力F2，F1＝F cos α， F2＝F sin α， 则分力F1对物体所做的功等于F1l。而分力F2的方向跟位移的方向垂直，所以分力F2所做的功等于零。故力F所做的功W＝W1＋W2＝F1l＝Fl cos α。 3．定义式：W＝Fl cos α。 4．单位：在国际单位制中，功的单位是焦耳，符号是J。 5．总功的计算 当一个物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的总功等于： (1)各个力分别对物体所做功的__代数和__。 (2)几个力的__合力__对物体所做的功。 【思辨】 判断题(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)功是标量，只有大小，没有方向，但有正负之分。(　√　) (2)一个力做的功等于它的两个分力做功的代数和。(　√　) (3)功是过程量，与一段时间或一段位移对应。(　√　) 知识点二　正功和负功 1．做功情况的判断 α cos α W F是动力还是阻力 α＝ 0 0 0≤α< 0<cos α≤1 W>0 F是动力 <α≤π －1≤cos α<0 W<0 F是阻力 2．正功、负功的物理意义 (1)力对物体做正功，说明该力对物体来说是动力，力有促使物体运动的作用，外界向物体提供能量，即正功表示物体获得了能量；力对物体做负功，说明该力对物体来说是阻力，力有阻碍物体运动的作用，物体向外输出能量(以消耗自身的能量为代价)，即负功表示物体失去了能量。 (2)功是标量，只有大小，没有方向，功的正负既不表示方向，也不表示大小。正功和负功只表示两种相反的做功效果。 【思辨】 判断题(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)一个力对物体做负功，通常说成物体克服这个力做功(取绝对值)。(　√　) (2)功的正负既不表示功的大小，也不表示方向。(　√　) (3)比较功的多少时，只看功的绝对值。(　√　) 知识点三　功率 1．定义：功W与完成这些功所用时间t的比值叫作功率。 2．定义式：P＝。 3．物理意义：功率是表示物体做功快慢的物理量。 4．国际单位：瓦特(W)，1 W＝1 J/s； 常用单位：千瓦(kW)，1 kW＝1 000 W。 5．公式P＝和P＝Fv的比较 项目 P＝ P＝Fv 适用 条件 (1)功率的定义式，适用于任何情况下功率的计算，一般用来求平均功率 (2)当时间t→0时，可由定义式确定瞬时功率 (1)功率的计算式，仅适用于F与v同向的情况，若不同向，P＝＝＝Fv cos α (2)v为平均速度时功率为平均功率，v为瞬时速度时功率为瞬时功率 联系 (1)公式P＝Fv是P＝的推论 (2)功率P的大小与W、t无关 【思辨】 判断题(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)力对物体做功越多，这个力的功率就越大。(　×　) (2)力对物体做功的时间越短，这个力的功率就越大。(　×　) (3)功率是标量，只有大小，没有方向。(　√　) 1．功的定义式：W＝Fl cos α (1)应用该公式求功时，F必须是恒力。 (2)l一般为对地位移。 (3)α为力与位移方向的夹角。 (4)W只与F、l和α三者有关，与物体的运动状态等因素无关。 2．静摩擦力(或滑动摩擦力)既可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。 3．合力对物体做的功，等于各个力对物体做功的代数和。 一个质量为m＝2 kg的物体，受到与水平方向成α＝37°角斜向上方的拉力F＝10 N的作用，在水平地面上移动的距离为s＝2 m，物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.3(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)。在此过程中，求：(g取10 m/s2)