内容正文:
专题13 功和功率
◆ 知 识 清 单 ◆
1.判断力是否做功
2.做功公式W=Fs的应用
3.比较做功快慢的方法
4.功率计算公式的理解及应用
5.功、功率和图像的综合
知识全归纳
一、功
当一个力作用在物体上时,物体在力的方向上移动了一段距离,这个力就对物体做了功。
1.做功的两个必要条件:一个是作用在物体上的力;另一个是物体在力的方向上通过的距离。两者缺一不可。
2.功的单位:焦耳,符号是J。
3.做功的公式:
4.物体不做功的三种情况:
(1)有力无距离(物体受力,但静止);
(2)有距离无力(物体由于惯性而运动);
(3)有力有距离(运动方向和力的方向垂直)。
5.做功的两种表述
(1)力的方向和物体运动的方向一致,称为力对物体做功。
(2)力的方向和物体运动的方向相反,称为物体克服某个力做功。比如:物体竖直上升,物体克服重力做功,功的大小为W=Gh;在水平方向上,物体克服摩擦力做功,功的大小为W=fs。
二、功率
1.定义:功与做功所用时间之比叫做功率。它是表示物体做功快慢的物理量。
2.公式和单位:功率P=W/t=Fs/t=Fv;单位是瓦特,符号是W。
3.功与功率:功与功率是两个不同的物理量,“功”表示做功的“多少”,而“功率”则表示做功的“快慢”,“多少”与“快慢”的意义不一样,只有在做功时间相同时,做功多的就做功快;否则,做功多,不一定做功就快,即“功率”不一定就大;也就是说,功与功率跟时间这个因素有关。
4.比较功率的大小:一般采用下列三种办法比较大小:
(1)在相同时间内,比较做功的多少,做功越多的物体,功率越大。
(2)在完成相同功的条件下,比较所用时间的长短,所用时间越短的物体,功率越大。
(3)做功多少和所用时间都不同的情况下,通过公式计算,然后进行比较。
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1.关于功,注意以下几点:
(1)当物体的受力方向与运动方向不垂直时,这个力就要做功;
(2)讲做功必须指出是哪一个力对哪一个物体做功;
(3)若物体在运动方向上受到一个与此方向相反的力F的作用,我们通常说物体克服阻力F做了功。比如:在竖直方向上,物体克服重力做功,功的大小为W=Gh;在水平方向上,物体克服摩擦力做功,功的大小为W=fs。
2.判断一个力对物体是否做功,关键要看物体是否在这个力的方向上移动一段距离,即判断做功的两个必要条件是否同时存在。可分为两个步骤:
(1)明确所判断的是哪个力(或施力物体);
(2)分析受力物体在该力的方向或反方向上是否移动了距离。
注意:克服力做功即力与物体移动方向相反。
3.由公式W=Fs可得
(1)F=W/s:已知物体在力的方向上移动的距离s和力做的功W,可求出该力F。
(2)s =W/ F:已知力F和该力做的功W,可求出物体在该力的方向上移动的距离s。
4.生活中物体的重力做功的估测方法
5.求功的方法
(1)公式法:对于恒力的功,通常利用功的定义式W=Fs进行计算.
(2)功率法:功跟完成这些功所需时间的比值,叫做功率。对于一段时间内外力的功,有时可以直接利用W=Pt求出功。
6.功率的计算
普遍公式
,其中P表示功率,单位是瓦特;W表示做功的多少,单位是焦耳;t表示时间,单位是秒
推导公式
注意事项
(1)P、W、t必须对应于同一段时间和同一物体;
(2)具有普遍性,不限制物体的运动状态;
(3)题目中若出现距离,则考虑公式;
(4)若出现速度,没有距离,则考虑公式P=Fv
题型易突破
题型1 判断力是否做功
(2023秋•礼县期末)下列过程中,人做了功的是( )
典例
A.司机推汽车纹丝不动
B.学生提着水桶水平前进
C.小明水平推动箱子水平前进
D.踢出去的足球在水平草地上滚动
【答案】C
【分析】做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是在力的方向上移动的距离,据此分析判断。
【解答】解:A.司机推汽车纹丝不动,人对车施加了力,但车没有移动距离,人对车没有做功,故A不正确;
B.学生提着水桶水平前进,作用力是竖直向上,运动方向是水平,物体在竖直方向上没有移动距离,故B不正确;
C.小明水平推动箱子水平前进,人的推力作用在箱子上,且箱子在力的方向上移动了距离,人对箱子做了功,故C正确;
D.踢出去的足球由于惯性在水平草地上滚动,人对球没有力的作用,所以此过程人对球没有做功,故D不正确。
【点评】明确三种情况不做功:一是有力无距离(例如:推而未动),二是有距离无力(靠惯性运动),三是力的方向与运动方向垂直。
【跟踪练1】(2023秋•东莞市校级期中)下列关于力做功的说法,正确的是( )
A.人提着箱子站在地上不动,手的拉力对箱子没有做功
B.人把箱子从二楼提到三楼,手的拉力对箱子没有做功
C.汽车在水平公路上行驶,汽车所受重力对汽车做了