8.1功与功率 学案 -2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

8.1功与功率学案 【学习目标】 1.掌握功的公式W＝Flcosα及公式的适用范围，会用功的公式进行计算. 2.理解正、负功的概念，会根据公式计算多个力所做的总功. 3.理解功率的概念，能运用功率的定义式P＝及功率与速度的关系式P＝Fv进行有关分析和计算. 【重点难点】 重点：理解功的概念及正负功的意义；理解功率的概念及其比值定义的方法。 难点：利用功的定义式解决有关问题，理解公式P=Wt和P=Fv的物理意义，并能用公式进行有关功率问题的分析计算。 【自主学习】 1.在物理学中规定_________叫做力对物体做了功。功等于_________，它的计算公式是________，国际单位制单位是___________，用符号_________来表示。 2.在下列各种情况中，所做的功各是多少？ （1）手用向前的力F推质量为m的小车，没有推动，手做功为__________。 （2）手托一个重为25N的铅球，平移3m，手对铅球做的功为___________。 （3）一只质量为m的苹果，从高为h的树上落下，重力做功为__________。 3.___________叫做功率。它是用来表示物体_______的物理量。功率的计算公式是___________，它的国际单位制单位是___________，符号是_________。 4.举重运动员在5s内将1500N的杠铃匀速举高了2m，则可知他对杠铃做的功为__________，功率是__________。 5.两个体重相同的人甲和乙-起从一楼上到三楼，甲是跑步上楼，乙是慢步上楼。甲、乙两人所做的功W甲_______W乙，他们的功率P甲_______P乙。（填“大于”“小于”或“等于”） 6.汽车以恒定功率起动，先做加速度越来越_____的加速运动，直到速度达到最大值，最后做____________运动。 7.汽车匀加速起动，先做匀加速运动，直到___________，再做加速度越来________的加速运动，直到速度达到最大值，最后做___________运动。 【重难详解】 一、功的公式的理解 1、是作用在物体上的某个力（如重力、弹力 、摩擦力 等），但必为恒力，l是F的作用点发生的位移，α是矢量和的夹角，介于0～180°之间。 2、求功时物体的位移必须是相对于某一惯性参考系（一般取地面）而言的，参考系不同，力对物体做的功也不同。 3、与必须具备同时性，即必须是力F作用过程中物体的位移。如果力F消失后物体继续运动，力所做的功，就只跟力作用的那段位移有关，跟其余的位移无关。 二、功和功率的计算 1、计算恒力做功要注意的三个问题 （1）某力对物体做功只跟这个力和物体的位移以及力与位移间的夹角有关，跟物体是否还受其他力的作用无关。 （2）力F与位移必须具有同时性，即必须是力F作用过程中的位移。 （3）计算功时一定要明确哪个力在哪段位移过程中对哪个物体做的功。 2、求解功率时应该注意的问题 （1）首先要明确是求哪个力的功率，是某个力的功率，还是物体所受合力的功率。汽车的功率是指汽车牵引力的功率，起重机的功率是指起重机钢丝绳拉力的功率。 （2）若求瞬时功率，需明确是哪一时刻或哪一位置，再确定该时刻或该位置的速度，应用公式 求解；如果不同向，则 ，方向间的夹角。 （3）求解功率问题时容易混淆“平均功率”和“瞬时功率”这两个概念。读题时一定注意一些关键词：“某秒末”或“到某位置时”的功率是求瞬时功率，只能用 求解；“某段时间内”或“某个过程中”等词语，则是求平均功率，此时可用 求解，也可以用 求解，此时对应的是平均速度。 3、机车启动问题 额定功率 实际功率 定义 发动机额定转速下长时间工作时的最大输出功率 发动机实际工作时的输出功率 特点 不同机械额定功率可能不同，但同一机型额定功率不变 同一机械实际功率随工作情况而变 联系 为了机械的安全 4、机车启动问题中几个物理量的求法 （1）汽车的最大速度的求法：机车达到匀速前进时速度最大，此时牵引力等于阻力，故。 （2）从静止开始匀加速启动持续时间的求法：牵引力，匀加速的最后速度，时间。 （3）瞬时加速度的求法：根据求出牵引力，则加速度。 【巩固练习】 1.在我国，汽车已进入寻常百姓家，一种新车从研发到正式上路，要经过各种各样的测试，其中一种是在专用道上进行起步过程测试，通过车上装载的传感器记录了起步过程速度随时间变化规律图像，如图所示，已知为直线、为曲线、为平行于横轴的直线。5s时汽车功率达到额定功率且保持不变，该车总质量为，所受到的阻力恒为，则下列说法正确的是( ) A.匀加速阶段汽车的牵引力为 B.该车的额定功率为 C.该车的最大速度为50m/s D.该车前25s内通过的位移大小为400m 2.如图所示，质量为m的小球A沿