《功和功率》孝南二中黎義長

1、山東水滸書業(yè)有限公司山東水滸書業(yè)有限公司 第第5章機械能及其守恒定律章機械能及其守恒定律基基礎(chǔ)礎(chǔ)知知識識梳梳理理經(jīng)經(jīng)典典題題型型探探究究知知能能優(yōu)優(yōu)化化演演練練課課堂堂互互動動講講練練第一單元第一單元 功和功率功和功率山東水滸書業(yè)有限公司山東水滸書業(yè)有限公司 第第5章機械能及其守恒定律章機械能及其守恒定律基基礎(chǔ)礎(chǔ)知知識識梳梳理理經(jīng)經(jīng)典典題題型型探探究究知知能能優(yōu)優(yōu)化化演演練練課課堂堂互互動動講講練練經(jīng)典題型探究知能優(yōu)化演練知能優(yōu)化演練第第一一單單元元功功和和功功率率基礎(chǔ)知識梳理基礎(chǔ)知識梳理山東水滸書業(yè)有限公司山東水滸書業(yè)有限公司 第第5章機械能及其守恒定律章機械能及其守恒定律基基礎(chǔ)礎(chǔ)知知識識梳

2、梳理理經(jīng)經(jīng)典典題題型型探探究究知知能能優(yōu)優(yōu)化化演演練練課課堂堂互互動動講講練練基礎(chǔ)知識梳理基礎(chǔ)知識梳理一、功一、功1做功的兩個必要條件：做功的兩個必要條件：_和物體在力的方向上發(fā)生和物體在力的方向上發(fā)生的的_2公式：公式：W_.適用于適用于_做功其中做功其中為為F、l方向間正向夾角，方向間正向夾角， l為物體在力的作用下發(fā)生的為物體在力的作用下發(fā)生的對地位對地位移移3功的正負判斷功的正負判斷力力位移位移Flcos恒力恒力夾角夾角功的正負功的正負090力對物體做正功力對物體做正功90180力對物體做負功，或者說力對物體做負功，或者說物體克服這個力做了功物體克服這個力做了功90力對物體不做功力對物

3、體不做功特別提示：特別提示：功是標量，功的正負不表功是標量，功的正負不表示功的大小只表示能轉(zhuǎn)移的方向示功的大小只表示能轉(zhuǎn)移的方向山東水滸書業(yè)有限公司山東水滸書業(yè)有限公司 第第5章機械能及其守恒定律章機械能及其守恒定律基基礎(chǔ)礎(chǔ)知知識識梳梳理理經(jīng)經(jīng)典典題題型型探探究究知知能能優(yōu)優(yōu)化化演演練練課課堂堂互互動動講講練練二、功率二、功率1定義：功與完成這些功所用時間的定義：功與完成這些功所用時間的_2物理意義：描述力對物體做功的物理意義：描述力對物體做功的_3公式公式:(1)P ，P為時間為時間t內(nèi)的內(nèi)的_功率功率(2)PFvcos(為為F與與v的夾角的夾角)v為平均速度，則為平均速度，則P為為_功率；

4、功率；v為瞬時速度，則為瞬時速度，則P為為_功率功率比值比值快慢快慢平均平均平均平均瞬時瞬時山東水滸書業(yè)有限公司山東水滸書業(yè)有限公司 第第5章機械能及其守恒定律章機械能及其守恒定律基基礎(chǔ)礎(chǔ)知知識識梳梳理理經(jīng)經(jīng)典典題題型型探探究究知知能能優(yōu)優(yōu)化化演演練練課課堂堂互互動動講講練練4額定功率：機械額定功率：機械_時輸出的最大時輸出的最大功率功率5實際功率：機械實際功率：機械_時輸出的功率，時輸出的功率，要求要求_額定功率額定功率特別提示：特別提示：發(fā)動機的功率是指發(fā)動機的牽引發(fā)動機的功率是指發(fā)動機的牽引力的功率，而不是機車所受合力的功率力的功率，而不是機車所受合力的功率正常工作正常工作實際工作實際工

5、作小于或等于小于或等于山東水滸書業(yè)有限公司山東水滸書業(yè)有限公司 第第5章機械能及其守恒定律章機械能及其守恒定律基基礎(chǔ)礎(chǔ)知知識識梳梳理理經(jīng)經(jīng)典典題題型型探探究究知知能能優(yōu)優(yōu)化化演演練練課課堂堂互互動動講講練練三、判斷功正、負的方法三、判斷功正、負的方法1若物體做直線運動，若物體做直線運動，依據(jù)力與位移的夾角來依據(jù)力與位移的夾角來判斷判斷此法常用于恒力做功的判斷此法常用于恒力做功的判斷2若物體做曲線運動，若物體做曲線運動，依據(jù)依據(jù)F與與v的方向夾角來的方向夾角來判斷判斷.此法常用于判斷質(zhì)點做曲線運動時變力做此法常用于判斷質(zhì)點做曲線運動時變力做的功的功.3從能量的轉(zhuǎn)化角度來進行判斷從能量的轉(zhuǎn)化角度來

6、進行判斷.若有能量轉(zhuǎn)化若有能量轉(zhuǎn)化,則應(yīng)有力做功則應(yīng)有力做功.此法常用于判斷兩個相聯(lián)系的物此法常用于判斷兩個相聯(lián)系的物體之間內(nèi)力做功的情況體之間內(nèi)力做功的情況山東水滸書業(yè)有限公司山東水滸書業(yè)有限公司 第第5章機械能及其守恒定律章機械能及其守恒定律基基礎(chǔ)礎(chǔ)知知識識梳梳理理經(jīng)經(jīng)典典題題型型探探究究知知能能優(yōu)優(yōu)化化演演練練課課堂堂互互動動講講練練四、求功的幾種方法四、求功的幾種方法1.恒力及合力做功的計算恒力及合力做功的計算(1)恒力的功：直接用恒力的功：直接用WFlcos計算計算.(2)合外力的功合外力的功先求合外力先求合外力F合合,再應(yīng)用公式再應(yīng)用公式W合合F合合lcos求功求功,其其中中為合力

7、為合力F合合與位移的夾角與位移的夾角.一般適用于整個過程中一般適用于整個過程中合力恒定不變的情況合力恒定不變的情況.分別求出每個力的功分別求出每個力的功W1、W2、W3,再應(yīng)用再應(yīng)用W合合W1W2W3求合外力的功求合外力的功.這種方法一般適用這種方法一般適用于在整個過程中，某些力分階段作用的情況于在整個過程中，某些力分階段作用的情況.利用動能定理或功能關(guān)系求解利用動能定理或功能關(guān)系求解.山東水滸書業(yè)有限公司山東水滸書業(yè)有限公司 第第5章機械能及其守恒定律章機械能及其守恒定律基基礎(chǔ)礎(chǔ)知知識識梳梳理理經(jīng)經(jīng)典典題題型型探探究究知知能能優(yōu)優(yōu)化化演演練練課課堂堂互互動動講講練練2.變力做功的計算變力做功

8、的計算(1)用動能定理用動能定理WEk或功能關(guān)系或功能關(guān)系WE,即用能即用能量的增量等效代換變力所做的功量的增量等效代換變力所做的功.(當然也可計算當然也可計算恒力做功恒力做功)(2)當變力的功率當變力的功率P一定時一定時,可用可用WPt求功求功,如機車如機車恒定功率啟動時恒定功率啟動時.(3)將變力做功轉(zhuǎn)化為恒力做功將變力做功轉(zhuǎn)化為恒力做功當力的大小不變當力的大小不變,而方向始終與運動方向相同或而方向始終與運動方向相同或相反時相反時,這類力的功等于力和路程這類力的功等于力和路程(不是位移不是位移)的乘的乘積積.如滑動摩擦力做功、空氣阻力做功等如滑動摩擦力做功、空氣阻力做功等.山東水滸書業(yè)有限

9、公司山東水滸書業(yè)有限公司 第第5章機械能及其守恒定律章機械能及其守恒定律基基礎(chǔ)礎(chǔ)知知識識梳梳理理經(jīng)經(jīng)典典題題型型探探究究知知能能優(yōu)優(yōu)化化演演練練課課堂堂互互動動講講練練山東水滸書業(yè)有限公司山東水滸書業(yè)有限公司 第第5章機械能及其守恒定律章機械能及其守恒定律基基礎(chǔ)礎(chǔ)知知識識梳梳理理經(jīng)經(jīng)典典題題型型探探究究知知能能優(yōu)優(yōu)化化演演練練課課堂堂互互動動講講練練圖圖511中甲圖表示恒力中甲圖表示恒力F做的功做的功W，乙圖表，乙圖表示變力示變力F做的功做的功W，丙圖中橫軸上方的面積表，丙圖中橫軸上方的面積表示正功，橫軸下方的面積表示負功，其總功等示正功，橫軸下方的面積表示負功，其總功等于正、負功的代數(shù)和于正

10、、負功的代數(shù)和圖圖511山東水滸書業(yè)有限公司山東水滸書業(yè)有限公司 第第5章機械能及其守恒定律章機械能及其守恒定律基基礎(chǔ)礎(chǔ)知知識識梳梳理理經(jīng)經(jīng)典典題題型型探探究究知知能能優(yōu)優(yōu)化化演演練練課課堂堂互互動動講講練練五、機車兩種啟動方式的比較五、機車兩種啟動方式的比較對機動車等交通工具，在啟動的時候，通常有對機動車等交通工具，在啟動的時候，通常有兩種啟動方式，即以恒定功率啟動和以恒定加兩種啟動方式，即以恒定功率啟動和以恒定加速度啟動現(xiàn)比較如下：速度啟動現(xiàn)比較如下：山東水滸書業(yè)有限公司山東水滸書業(yè)有限公司 第第5章機械能及其守恒定律章機械能及其守恒定律基基礎(chǔ)礎(chǔ)知知識識梳梳理理經(jīng)經(jīng)典典題題型型探探究究知知

11、能能優(yōu)優(yōu)化化演演練練課課堂堂互互動動講講練練山東水滸書業(yè)有限公司山東水滸書業(yè)有限公司 第第5章機械能及其守恒定律章機械能及其守恒定律基基礎(chǔ)礎(chǔ)知知識識梳梳理理經(jīng)經(jīng)典典題題型型探探究究知知能能優(yōu)優(yōu)化化演演練練課課堂堂互互動動講講練練經(jīng)典題型探究經(jīng)典題型探究做功的分析與計算做功的分析與計算 如下圖所示如下圖所示,質(zhì)量為質(zhì)量為m的小球用長的小球用長L的細線懸掛而靜止在的細線懸掛而靜止在豎豎直位置直位置.在下列三種情況下在下列三種情況下,分別用水平拉力分別用水平拉力F將小球拉到細線與將小球拉到細線與豎直方向成豎直方向成角的位置角的位置.在此過程中在此過程中,拉力拉力F做的功各是多少？做的功各是多少？(1

12、)用用F緩慢地拉緩慢地拉;()(2)F為恒力為恒力;() (3)若若F為恒力，而且拉到該位置時小球的速度剛好為零為恒力，而且拉到該位置時小球的速度剛好為零.()可供選擇的答案有可供選擇的答案有A.FLcos B.FLsinC.FL(1-cos) D.mgL(1-cos)解析解析:若用F緩慢地拉，則F顯然為變力，只能用動能定理求解，F(xiàn)做的功等于該過程克服重力做的功。選D若F為恒力，則可以直接按定義求功。選B若F為恒力，而且拉到該位置時小球的速度剛好為零,那么按定義直接求功和按動能定理求功都是正確的。選B、D在第三種情況下，由FLsin= mgL(1-cos) ，可以得到 可見在擺角為/2時小球的

13、速度最大,實際上，因為F與mg的合力也是恒力,而繩的拉力始終不做功,所以其效果相當于一個擺,我們可以把這樣的裝置叫做“歪擺”。2tansincos1mgF山東水滸書業(yè)有限公司山東水滸書業(yè)有限公司 第第5章機械能及其守恒定律章機械能及其守恒定律基基礎(chǔ)礎(chǔ)知知識識梳梳理理經(jīng)經(jīng)典典題題型型探探究究知知能能優(yōu)優(yōu)化化演演練練課課堂堂互互動動講講練練 一根質(zhì)量為一根質(zhì)量為M的直木棒，懸掛在的直木棒，懸掛在O點點,有一只質(zhì)量為有一只質(zhì)量為m的猴子的猴子抓著木棒抓著木棒,如圖如圖512所示所示.剪斷懸掛木棒的細繩剪斷懸掛木棒的細繩,木棒開始下落木棒開始下落,同時同時猴子開始沿木棒向上爬猴子開始沿木棒向上爬,設(shè)在

14、一段時間內(nèi)木棒沿豎直方向下落設(shè)在一段時間內(nèi)木棒沿豎直方向下落,猴子對地猴子對地的高度保持不變的高度保持不變,忽略空氣阻力忽略空氣阻力,則圖則圖513所示的四個圖象中能正確所示的四個圖象中能正確反映在這段時間內(nèi)猴子做功的功率隨時間變化的關(guān)系是反映在這段時間內(nèi)猴子做功的功率隨時間變化的關(guān)系是()功率的分析和計算功率的分析和計算圖圖512圖圖513山東水滸書業(yè)有限公司山東水滸書業(yè)有限公司 第第5章機械能及其守恒定律章機械能及其守恒定律基基礎(chǔ)礎(chǔ)知知識識梳梳理理經(jīng)經(jīng)典典題題型型探探究究知知能能優(yōu)優(yōu)化化演演練練課課堂堂互互動動講講練練解析：解析：選選B,猴子對地的高度不變猴子對地的高度不變,所以猴子受力所

15、以猴子受力平衡平衡.設(shè)猴子的質(zhì)量為設(shè)猴子的質(zhì)量為m,木棒對猴子的作用力為木棒對猴子的作用力為F,則有則有Fmg;對木棒對木棒,設(shè)木棒的重力為設(shè)木棒的重力為Mg,則木則木棒所受合力為棒所受合力為FMgmgMg,根據(jù)力作用的根據(jù)力作用的相互性相互性FF,根據(jù)牛頓第二定律根據(jù)牛頓第二定律,MgmgMa,可見可見a是恒量是恒量,t時刻木棒速度時刻木棒速度vtat，猴子做功的，猴子做功的功率功率Pmgvtmgat，P與與t為正比例關(guān)系為正比例關(guān)系,故故B正正確確. 汽車發(fā)動機的功率為汽車發(fā)動機的功率為60 kw,汽車的質(zhì)量為汽車的質(zhì)量為4 t,當它行駛當它行駛在坡度為在坡度為0.02(sin0.02)的

16、長直公路上時的長直公路上時,如圖所示如圖所示,所受摩所受摩擦阻力為車重的擦阻力為車重的0.1倍倍(g10 m/s2)，求：，求：(1)汽車所能達到的最大速度汽車所能達到的最大速度vm.(2)若汽車從靜止開始以若汽車從靜止開始以0.6 m/s2的加的加速度做勻加速直線運動，則此過程速度做勻加速直線運動，則此過程能維持多長時間？能維持多長時間？機車啟動問題的計算機車啟動問題的計算【答案答案】(1)12.5 m/s(2)13.9 s【規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)】不管對哪種啟動方式，機動車的功率不管對哪種啟動方式，機動車的功率均是指牽引力的功率，對啟動過程的分析也都是均是指牽引力的功率，對啟動過程的分析也都是用

17、分段分析法用分段分析法,并且將牛頓第二定律和運動學(xué)公式并且將牛頓第二定律和運動學(xué)公式相結(jié)合進行綜合分析相結(jié)合進行綜合分析.有時也應(yīng)用動能定理求解有時也應(yīng)用動能定理求解.物理探究探究 一對相互作用力做功的情況一對相互作用力做功的情況1、滑動摩擦力做功、滑動摩擦力做功如圖所示，如圖所示，A、B相對運動，存在滑動摩擦力。相對運動，存在滑動摩擦力。（1）A靜止靜止,B運動，滑動摩擦力對運動，滑動摩擦力對A不做功，對不做功，對B做負功；做負功；（2）A、B向相反方向滑動，滑動摩擦力對向相反方向滑動，滑動摩擦力對A、B均做負功；均做負功；（3）A、B同向運動，同向運動，VAVB滑動摩擦力對滑動摩擦力對A做

18、負功，對做負功，對B做正功，且做正功，且負功大于正功。負功大于正功?？偨Y(jié)：滑動摩擦力可以做正功，負功，不做功，一對滑動摩擦力的總功總結(jié)：滑動摩擦力可以做正功，負功，不做功，一對滑動摩擦力的總功一定為負。一定為負。知能優(yōu)化演練知能優(yōu)化演練BA2、靜摩擦力做功、靜摩擦力做功如圖所示，如圖所示， A、B相對靜止，存在靜摩擦力。相對靜止，存在靜摩擦力。（1） A、B均不動，均不動， A、B之間的靜摩擦力對之間的靜摩擦力對A、 B均不做均不做功；功；（2）外力推）外力推A，B與與A一起運動，靜摩擦力對一起運動，靜摩擦力對A做負功，對做負功，對B做正功，且正功等于負功。做正功，且正功等于負功?？偨Y(jié)：靜摩擦力可以做正功，負功，不做功，一對靜摩擦力總結(jié)：靜摩擦力可以做正功，負功，不做功，一對靜摩擦力的總功為零。的總功為零。BA3、一對相互作用力做功的特征：一對相互作用力做功的特征：（1）兩個力均不做功）兩個力均不做功（2）其中一個力做功，另一個力不做功）其中一個力做功，另一個力不做功（3）其中一個力做正功，另一個做負功）其中一個力做正功，另一個做負功（4）兩個力均做正功或負功）兩個力均做正功或負功結(jié)論：結(jié)論：一對作用力和反作用力在同一段時間內(nèi)做的總功可能為正、一對作用力和反作用力在同一段時間內(nèi)做的總功可能為正、可能為負、也可能為零。可能為負