2012优化方案高三物理一轮复习课件--第5章第一节《功和功率》

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第一节 功和功率

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基础知识梳理 第 一 节 功 和 功 率

课堂互动讲练

经典题型探究

知能优化演练

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基础知识梳理

一、功 力 1.做功的两个必要条件：___和物体在力的方 位移 向上发生的______. 恒力 Flcosα 2.公式：W=_______.适用于_____做功.其中 α为F、l方向间夹角，l为物体对地的位移. 3.功的正负判断

夹角 0°≤α<90°90°<α≤180° α=90°

功的正负 力对物体做正功 力对物体做负功，或者说物 体克服这个力做了功 力对物体不做功

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特别提示：功是标量，正功表示对物 体做功的力为动力，负功表示对物体 做功的力为阻力，功的正负不表示功 的大小.

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二、功率 比值 1.定义：功与完成这些功所用时间的_____. 快慢 2.物理意义：描述力对物体做功的_____.3.公式W (1)P= t

平均 ，P为时间t内的_____功率.

(2)P=Fvcosα(α为F与v的夹角) 平均 ①v为平均速度，则P为_____功率； 瞬时 ②v为瞬时速度，则P为_____功率.

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正常工作 4.额定功率：机械_________时输出的最大 功率. 实际工作 5.实际功率：机械_________时输出的功率， 小于或等于 要求___________额定功率.

特别提示：发动机的功率是指发动机的牵引 力的功率，而不是机车所受合力的功率.

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课堂互动讲练

一、判断功正、负的方法 1.若物体做直线运动，依据力与位移的夹角来 判断.此法常用于恒力做功的判断. 2.若物体做曲线运动，依据F与v的方向夹角来 判 断 . 当 0°≤α<90° , 力 对 物 体 做 正 功 ； 90°<α≤180°,力对物体做负功；α=90°, 力对物体不做功. 3.从能量的转化角度来进行判断.若有能量转 化，则应有力做功.此法常用于判断两个相联系 的物体.

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图5-1-1 举例：如图5-1-1所示，弧面体a放在光滑水平 面上，弧面光滑，使物体b自弧面的顶端自由下滑， 试判定a、b间弹力做功的情况.从能量转化的角 度看，当b沿弧面由静止下滑时，a就由静止开始 向右运动，即a的动能增大了，因此b对a的弹力做 了正功.由于a和b组成的系统机械能守恒，a的机 械能增加，b的机械能一定减少，因此a对b的支持 力对b一定做了负功.

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名师点拨：判断力做功的正负问题，关 键要明确哪个力做的功，应根据具体问 题选择合适的方法.

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即时应用

(即时突破，小试牛刀)

1.(2011年广州二测)如图5-1-2所示，质量为m的木块放在倾角为α的斜面上与斜面一起水平向

左匀速运动，木块(

)

A.对斜面的压力大小为mgcosα

B.所受的支持力对木块不做功C.所受的摩擦力对木块做负功

图5-1-2

D.所受的摩擦力方向可能沿斜面向下

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解析：选AC.木块受力平衡，受力情况如图所 示.木块水

平向左运动，则支持力FN对木块做正 功，摩擦力Ff对木块做负功，重力mg不做功，木 块对斜面的压力F′N=FN=mgcosα,综上所述， 可知选项A、C对，B 、D错.

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二、求功的几种方法 1.恒力及合力做功的计算 (1)恒力的功：直接用W=Flcosα计算. (2)合外力的功 ①先求合外力F合，再应用公式W合=F合lcosα求功， 其中α为合力F合与位移的夹角.一般适用于整个过 程中合力恒定不变的情况. ②分别求出每个力的功W1、W2、W3…,再应用W合 =W1+W2+W3+…求合外力的功.这种方法一般 适用于在整个过程中，某些力分阶段作用的情况. ③利用动能定理或功能关系求解.

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2.变力做功的计算 (1)用动能定理W=ΔEk或功能关系W=ΔE,即用 能量的增量等效代换变力所做的功.(也可计算恒 力做功) (2)当变力的功率P一定时，可用W=Pt求功，如 机车恒功率启动时. (3)将变力做功转化为恒力做功 ①当力的大小不变，而方向始终与运动方向相同 或相反时，这类力的功等于力和路程(不是位移) 的乘积.如滑动摩擦力做功、空气阻力做功等.

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②当力的方向不变，大小随位移做线性变化时，可 F1+F2 先求出力对位移的平均值 F= ,再由 W= 2 Flcosα 计算，如弹簧弹力做功. (4)作出变力 F 随位移 l 变化的图象，图象与位移轴 所围的“面积”即为变力做的功.

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图5-1-3中甲图表示恒力F做的功W,乙图表 示变力F做的功W,丙图中横轴上方的面积表 示正功，横轴下方的面积表示负功，其总功等 于正、负功的代数和.

图5-1-3

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特别提醒：应用功的公式求恒力的功时， 由于力和位移都是矢量，力和位移均可按 正交分解的方法进行分解，既可以把力分 解为在位移方向的分力，也可以把位移分 解为在力的方向上的分位移进行计算.