8.1.2功与功率-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

中物理 第八章 机械能守恒定律 （高一 下） 第1节 功和功率（第二课时） 新教材人教版 物理（高中必修第二册） 思考：这个公式适合恒力做功，变力做功如何计算？如：压缩的弹簧推开物体时弹簧对物体做的功。 我们有哪些方法可以解决变力做功的问题呢？或者说我们能不能把变力转化成恒力来处理呢？ 公式：W = F lcosα 一、变力做功 等效转化 【典例1】如图，用恒力F通过跨过光滑定滑轮的轻绳，将静止于水平面上的物体从位置A拉到位置B，物体和滑轮的大小均忽略，定滑轮距水平面高为h，物体在位置A、B时，细绳与水平面的夹角分别为α和β，求绳的拉力F对物体做的功． h 【分析】功是能量转化的量度，轻绳不存储能量，恒力F做功通过绳子将能量转移到物体上，故此恒力F做功应该等于绳子对物体做的功。 A B 【变式1】人在A点拉着绳通过一个光滑定滑轮以加速度a匀加速吊起质量为m的物体，如图所示，保持人手与滑轮间的距离不变，大小为h,开始时绳与水平方向成 600 角，当人拉着绳由A点沿水平方向运动到B点时，绳与水平方向成300 角，求人对绳的拉力做了多少功？（不计摩擦） h 图像法 在F -­ x图象中，图线与x轴所围的“面积”的代数和表示F做的功．“面积”有正负，在x轴上方的“面积”为正，在x轴下方的“面积”为负．如图甲、乙所示，这与运动学中由v-t图象求位移的原理相同． 【正确答案】B 【例题2】一个物体所受的力F随位移l变化的图像如图所示,在这一过程中,力F对物体做的功为(　　) A.3 J B.6 J C.7 J D.8 J 微元法 【典例3】如图所示，质量为m的质点在力F的作用下，沿水平面上半径为R的光滑圆槽运动一周．若F的大小不变，方向始终与圆槽相切(与速度的方向相同)，求力F对质点做的功． 【答案】　2πRF 【思考】起重机甲在60s内把1吨的货物匀速提高了5m，另一台起重机乙在30s内把1吨的货物匀速提高了5m。哪一台起重机做功快？如何比较它们做功的快慢？ 二、功率 3.单位：在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是W。 1W＝1J/s，技术上常用千瓦（kW），1kW＝1000W，1马力=735W 1.定义：力对物体做的功W，跟完成这些功所用时间t的比值叫功率. 4.物理意义：反映力对物体做功的快慢。 比值定义法 5.说明：功率是标量，计算功率时，一般不带正负号。 二、功率 2.定义式： 即使是同一个力做功，做功的功率也可能是变化的，在一段时间内力对物体做功的功率，实际上是这段时间内力对物体做功的平均功率。 平均功率：描述在一段时间内做功的平均快慢 瞬时功率：表示在某一时刻做功的快慢 当 t 很短很短时，此式表示瞬时功率 当 t 表示一段时间时，此式表示平均功率 三、平均功率和瞬时功率 W＝Flcosα P＝ t W P＝Fvcosα P＝ t Flcosα v F α v1 v2 F α v F2 F1 P＝vFcosα P＝Fvcosα v＝ t l 功率的另一种表达式 【思考】汽车上坡时，司机为什么要换低挡来减小速度？ 提示：从P=Fv可以看出，汽车、火车等交通工具，当发动机的功率P一定时，牵引力F与速度成反比，要增大牵引力，就要减小速度。 1.额定功率：是指机器正常 工作时的最大输出功率，也 就是机器铭牌上的标称值。 2.实际功率：是指机器在 工作中实际输出的功率。 四、额定功率和实际功率 2.在日常生活中，我们经常说某台机器的功率，或某物体做功的功率，实际上是指某个力对物体做功的功率。例如：汽车的功率就是汽车牵引力的功率，起重机吊起货物的功率就是钢绳拉力的功率。 四、额定功率和实际功率 1.机器不一定在额定功率下工作，机器正常工作时实际功率总是 小于或等于额定功率，机器只能在短暂时间内实际功率略大于额 定功率，但不允许长时间超过额定功率。 说明： 例题：发动机的额定功率是汽车长时间行驶时所能输出的最大功率。某型号汽车发动机的额定功率是60kW，在水平路面上的行驶时所受的阻力为1800N，求发动机在额定功率下汽车匀速行驶的速度。假定汽车行驶速度为54km/h，时受到的阻力不变，此时发动机输出的实际功率是多少？ 【典例1】（2019·莆田第十五中学高一月考）质量为m=10kg的物体，自高为h=5m，倾角为37°的光滑斜面顶端由静止滑下，经历时间 到达斜面底端，则物体在斜面底端时，重力的功率是（　）（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8） A．1000W B．600W C．800W D．750W 典例分析 【正确答案】B 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 【典例2】（2020·浙江湖州市·高一期末）如图所示为我国自行研制的新一代大型客机C919。假定其质量为m，起飞时在水平跑道上以加速度a做匀加速直线运动，受到的阻力大小为 ，当飞机速度为v时，则发动机输出的实际功率为（　　） A． B． C． D． 典例分析 【正确答案】B 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 $