内容正文:
第五章 机械能
第1讲 功和功率
开始
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课前基础落实
——在情境迁移中理清“物理观念”
课堂提能学案
——在多彩学法中精准“扶弱补短”
随堂创新训练
——在素养立意中把握“命题导向”
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第五章 机械能
第1讲 功和功率
一、功
1.做功的两个必要条件
____和物体在力的方向上发生的_______。
2.公式
W=Flcos α,适用于恒力做功,其中α为F、l方向间的夹角,l为物体对地的位移。
力
位移
3.功的正负判断
夹角 功的正负
α<90° 力对物体做______
α>90° 力对物体做_____,或者说物体______这个力做了功
α=90° 力对物体________
正功
负功
克服
不做功
二、功率
1.定义:功与完成这些功所用_____之比。
2.物理意义:描述力对物体做功的______。
3.公式
(2)P=_________ (α为F与v的夹角)
时间
快慢
平均功率
Fvcos α
①v为平均速度,则P为__________;
②v为瞬时速度,则P为__________。
4.额定功率与实际功率
(1)额定功率:动力机械__________时输出的_____功率。
(2)实际功率:动力机械实际工作时输出的功率,要求小于或等于额定功率。
平均功率
瞬时功率
正常工作
最大
情境创设1
如图所示,质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上,现在使斜面向右匀速移动距离l,物体相对于斜面静止。
[微点判断]
(1)重力对物体做正功。 ( )
(2)支持力对物体做正功。 ( )
(3)摩擦力对物体不做功。 ( )
(4)合力对物体做功为零。 ( )
×
√
×
√
情境创设2
如图所示,“复兴号”高速列车正在平直轨道上匀速运行。
[微点判断]
(5)“复兴号”高速列车运行的牵引力大小等于其阻力大小。 ( )
(6)“复兴号”高速列车运行的速度越大,其实际功率越大。 ( )
(7)若“复兴号”高速列车以恒定功率出站时,其加速度是不变的。 ( )
(8)由公式P=Fv只可以求平均功率,不可以求瞬时功率。 ( )
√
×
√
×
(一) 功的正负判断和恒力做功的计算(固基点)
[题点全练通]
1.[功的正负判断]图甲为一女士站在台阶式自动扶梯上匀速上楼(忽略扶梯对手的作用),图乙为一男士站在履带式自动扶梯上匀速上楼,两人相对扶梯均静止。下列关于做功的判断中正确的是 ( )
A.图甲中支持力对人做正功
B.图甲中摩擦力对人做负功
C.图乙中支持力对人做正功
D.图乙中摩擦力对人做负功
答案:A
解析:题图甲中,人匀速上楼,不受摩擦力,摩擦力不做功,支持力向上,与速度方向的夹角为锐角,则支持力做正功,故A正确,B错误;题图乙中,支持力与速度方向垂直,支持力不做功,摩擦力方向与速度方向相同,做正功,故C、D错误。
2.[恒力做功的计算]如图所示,建筑工人通过滑轮装置
将一质量是100 kg的料车沿30°角的斜面由底端匀速地拉到
顶端,斜面长L是4 m,若不计滑轮的质量和各处的摩擦力,g取10 N/kg,则对这一过程,下列说法正确的是 ( )
A.人拉绳子的力做功为1 000 J
B.人拉绳子的力做功为2 000 J
C.料车受到的重力做功为2 000 J
D.料车受到的合力对料车做的总功为2000 J
答案:B
[要点自悟明]
1.功的正负判断方法
(1)恒力做功的正负常依据力与位移方向的夹角来判断。
(2)曲线运动中功的正负常依据力F与速度v的方向夹角α来判断。
(3)能量变化思想常用于两个相联系的物体之间的相互作用力做功的判断。
2.恒力做功的计算方法
3.总功的计算方法
方法一:先求合力F合,再用W总=F合lcos α求功,此法要求F合为恒力。
方法二:先求各个力做的功W1、W2、W3、…,再应用W总=W1+W2+W3+…求总功,注意代入“+”“-”再求和。
(二) 功率的理解与计算(精研点)
逐点清1 对功率的理解
1.关于某力做功的功率,下列说法正确的是 ( )
A.该力越大,其功率就越大
B.该力在单位时间内做的功越多,其功率就越大
C.功率越大,说明该力做的功越多
D.功率越小,说明该力做功的时间越少
答案:B
一点一过 对功率的两点说明
(1)物体在发生一段位移过程中所对应的功率为平均功率,物体在某一时刻的功率为瞬时功率。
(2)力对物体做功的多少与地面是否光滑无关,但力对物体做功的功率大小与地面是否光滑有关。
逐点清2 瞬时功率的分析与计算
2.(2023·无锡模拟)如图所示,细线的一端固定于O点,另
一端系一小球。在水平