内容正文:
功和功率
一、功
1、定义:如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,我们就说这个力做了功。这里的功叫机械功。
(1)两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在这个力的方向上移动的距离。二者缺一不可,否则就不做功。
(2)力对物体不做功三种情况:
三种情况
不劳无功—有距离无力
不动无功—有力无距离
垂直无功——力与距离方向垂直
解释
物体没有受到力的作用,但由于惯性通过了一段距离
物体受到力的作用,但没有移动距离(保持静止状态)
物体受到力的作用,也移动了一段距离,但移动方向与力的方向垂直
实例
踢出去的足球、扔出去的铅球在空中运动,脚、手对球不做功;
推而不动、搬而未起、提着物体站着不动、举着杠铃不动
物体沿水平方向运动,重力不做功;人提着水桶水平前进,手对水桶的拉力不做功
当力方向与物体运动方向相反时,我们可以说克服力做功,如从井中向上提水,我们可以说克服水的重力做功。
2、功的计算:
(1)功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。
F表示力,单位N
(2)公式:W=Fs s表示物体沿力的方向上移动的距离,单位m
W表示功,单位是焦耳,符号为J
(3)推导公式:如果已知功率P,计算功可以利用W=Pt计算。
(4)在计算公式之前一定要判断力是否做功。
二、功率
(1)物理意义:功率表示物体做功快慢的物理量。
(2)定义:在物理学中,把功与做功所用时间之比叫做功率,即单位时间内做的功即为功率。
W表示功,单位是焦耳,符号为J
(3)公式: t表示时间,单位s
P表示功率,单位W
(4)单位:国际单位是瓦特,符号是W;常用单位千瓦,符号是kW,单位之间的换算关系:1 kW=103W。
(5)若物体在力F的作用下以速度v匀速运动,由W=Fs得:。
三、功和功率的区别:
意义不同
单位不同
计算公式不同
功
表示力对物体做功多少的物理量
焦耳——J
W=Fs或W=Pt
功率
表示物体做功快慢的物理量
瓦特——W
或P=Fv
四、中考题型分析
在中考试卷中,功和功率是重点考查的知识点。功的计算可以与浮力、压强、简单机械等知识综合起来,在此基础上的功率也是主要考点。这部分知识的考查更注重与生产生活实际的联系,加强了对学生能力的考查。中考中,功和功率主要以填空、选择和计算形式考查。近年来,分值在2分—5分左右。
★常考知识点一:功的定义
典例1.如图所示的四种情景中,人对物体做了功的是
A. 搬石头但没有搬动 B. 物体在绳子拉力作用下升高
C. 手提滑板在水平路面匀速前行 D. 踢出去的足球在空中飞行
★常考知识点二:功的计算之竖拉滑轮
典例2.如图所示,建筑工人用滑轮组匀速提升重物,已知物重动滑轮重,不计绳重及摩擦,则拉力大小为____,若重物匀速上升,则此过程中拉力做的功为_____.
★常考知识点三:功的计算之横拉滑轮
典例3.如图所示,在的水平拉力作用下,重的物体沿水平地面做匀速直线运动,物体与地面间滑动摩擦力为。若物体的速度为,则内拉力做的功为 。
★常考知识点四:比较功的大小
典例4.在如图的三种场景中,拉力、、大小相等,在拉力的作用下物体移动的距离也相等。若拉力所做的功分别记为、、,下列关于它们大小关系的判断中正确的是( )
A.
B.
C.
D.
★常考知识点五:功率的定义
典例5.关于功率,以下说法中正确的是( )
A. 据可知,机械做功越多,其功率就越大
B. 据可知,汽车牵引力一定与速度成反比
C. 据可知,只要知道时间内机械所做的功,就可以求得这段时间内任一时刻机械做功的功率
D. 根据可知,发动机功率一定时,交通工具的牵引力与运动速度成反比
★常考知识点六:功率的计算
典例6.工人师傅用如图所示的滑轮组不计绳重和摩擦,在内用的拉力,将质量为的货物匀速提升了。求:
货物的重力
动滑轮的重力;
拉力做功的功率。
★常考知识点七:功率的应用
典例7.跳绳是一种健身运动,李强同学对此作了专门研究:跳绳者的质量,跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示。根据所给条件可估算出此跳绳者每跳一次克服重力所做的功是 ,在内克服重力做功的平均功率为 。取
跟踪训练
8.关于功和能的说法正确的是( )
A. 具有能量的物体一定正在做功
B. 物体具有的能量越大,它做的功就越多
C. 物体做的功越少,它具有的能量就越少
D. 物体能够做的功越多,它具有的能量就越大
9.一个足球运动员用的力踢一个重为的足球,球离脚后在水平草地上向前滚动了。在球滚动的过程中,运动员对足球做的功为( )
A. B. C.