高中物理1 功与功率学案设计

这是一份高中物理1 功与功率学案设计，共6页。学案主要包含了学习目标，学习重难点，预习新知，重难探究，巩固训练等内容，欢迎下载使用。
（一）学习目标
1.掌握功的公式W＝Flcsα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.
【学习重难点】
（一）学习重难点
重点：
1.理解功的概念及正负功的意义。
2.理解功率的概念。
难点：理解功率与力、速度的关系，瞬时功率和平均功率的计算。
【预习新知】
（一）功
功
1.如果物体在力的作用下能量发生了变化，这个力--定对物体做了功。
注：做功的两个必要因素：力和物体在力的方向上发生的位移。
2.功的计算公式：。
力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦三者的乘积。
说明：
（1）F是作用在物体上的某个恒力
（2）是F的作用点发生的位移
（3）是矢量F和的夹角，0~180°
（4）功是标量，但功有正负之分
（5）功的单位：在国际单位制中，功的单位是焦耳，符号是J
（6）正功、负功的意义：正功：表示动力对物体做功（促进）；负功：表示阻力对物体做功（阻碍）
3.求外力对物体做的总功，有两种方法：
（1）先求物体所受的合外力，再根据公式求合外力的功。
（2）先根据求每个分力做的功W1、W2、再根据W合=W1+W2++Wn求合力的功。
（一）正功和负功
正功和负功
1.力对物体做正功或负功的条件
由W＝Flcsα可知
(1)当时，W＝0，力F对物体不做功.
(2)当0≤α＜时，W＞0，力F对物体做正功.
(3)当＜α≤π时，W＜0，力F对物体做负功.
2.总功的计算
当一个物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的总功等于：
(1)各个分力分别对物体所做功的代数和.
(2)几个力的合力对物体所做的功.
（一）功率
功率
1.平均功率：p=Wt或P=Fv。
2.瞬时功率：
【重难探究】
（一）重难探究
一、功的公式的理解
1、 QUOTE 是作用在物体上的某个力（如重力 QUOTE 、弹力 QUOTE 、摩擦力 QUOTE 等），但必为恒力，l是F的作用点发生的位移，α是矢量 QUOTE 和 QUOTE 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、 QUOTE 与 QUOTE 必须具备同时性，即 QUOTE 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 QUOTE 必须具有同时性，即 QUOTE 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 QUOTE 求解；如果 QUOTE 不同向，则 QUOTE ， QUOTE 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 QUOTE 求解，也可以用 QUOTE 求解，此时 QUOTE 对应的是平均速度。
3、机车启动问题
4、机车启动问题中几个物理量的求法
（1）汽车的最大速度 QUOTE 的求法：机车达到匀速前进时速度最大，此时牵引力F等于阻力 QUOTE ，故 QUOTE 。
（2）从静止开始匀加速启动持续时间的求法：牵引力 QUOTE ，匀加速的最后速度 QUOTE ，时间 QUOTE 。
（3）瞬时加速度的求法：根据求出牵引力 QUOTE ，则加速度 QUOTE 。
【巩固训练】
（一）巩固训练
1.一滑块在水平地面上沿直线滑行，时其速度为1 m/s，从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力F，力F和滑块的速度v随时间t的变化规律分别如图甲、乙所示，则以下说法正确的是( )
A.第1 s内，F对滑块做的功为2 J
B.第2 s内，F对滑块做功的平均功率为4 W
C.第3 s末，F对滑块做功的瞬时功率为1 W
D.前3 s内，F对滑块做的总功为零
2.如图所示，分别用力将质量为m的物体沿同一固定粗糙斜面以的速度从斜面底端匀速拉到斜面顶端，其中沿斜面向上，沿水平方向，与斜面有一定的夹角θ，其中，三个力的功率分别为，则( )
A.B.C.D.
参考答案
1.答案：AC
解析：第1 s内、第2 s内、第3 s内力F的大小分别为.第1 s内的位移，则第1 s内F对滑块做功为，故A正确；第2 s内，滑块位移为，则第2 s内F对滑块做功为，则第2 s内F对滑块做功的平均功率为，故B错误；第3 s末的速度，则第3 s末F对滑块做功的瞬时功率为，故C正确；第3 s内的位移，则第3 s内F对滑块做功为，前3 s内，F对滑块做的总功为，故D错误.
2.答案：D
解析：根据平衡条件，对a分析有，对b分析有，解得；根据平衡条件，对c分析有，解得，则有，解得，由于，可知，故选D.
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 QUOTE