功与功率必备知识 自主学习关键能力 合作探究课堂.ppt

1功与功率一功
不做功正功2．合力做的功
功是标量，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，是各个力分别对物体所做功的________，也就是这几个力的合力对物体所做的功。
三功率
1．功率
(1)定义：在物理学中，做功的________用功率表示。如果从开始计时到时刻t这段时间内，力做的功为W，则功W与完成这些功所用时间t之比叫作功率。
(2)公式：P＝________(P表示功率)。
(3)单位：在国际单位制中，功率的单位是________，简称瓦，符号是________。1W＝______J/s。技术上常用千瓦(kW)作功率的单位，1kW＝________W。2．功率与速度
(1)沿着物体位移方向的力对物体做功的功率，等于这个力与物体速度的乘积，即P＝________。
(2)若v是平均速度，P＝Fv表示平均功率；若v是瞬时速度，P＝Fv表示瞬时功率。
(3)应用：由功率与速度关系式知，汽车、火车等交通工具和各种起重机械，当发动机的输出功率P一定时，牵引力F与速度v成________，要增大牵引力，就要________速度。功的分析与计算(2)图中拉力F做什么功？地面对雪橇的摩擦力做什么功？
提示：(2)拉力F做正功。摩擦力做负功。
(3)图中雪橇做匀加速运动，合力做什么功？若雪橇做匀减速运动，合力做什么功？
提示：(3)雪橇做匀加速运动，合力做正功。雪橇做匀减速运动，合力做负功。
1．对公式W＝Flcosα的理解
(1)某一恒力F对物体做的功，只与F、l、α有关，与物体的运动状态及物体是否还受其他作用力等因素无关。
(2)功是标量，没有方向，但是有正负。
(3)公式W＝Flcosα只适用于计算恒力做功，若是变力，此公式不再适用。
(4)功是过程量，描述了力的作用效果在空间上的累积。2．正功、负功的物理意义
功的正、负由力和位移之间的夹角决定，所以功的正、负不表示方向，而只能说明做功的力对物体来说是动力还是阻力。
3．几个力的总功的求法
由合力与分力的等效替代关系知，合力与分力做功也是可以等效替代的，因此计算总功的方法有两种：
(1)先求物体所受的合力，再根据公式W合＝F合lcosα求合力的功。
(2)先根据W＝Flcosα，求每个分力做的功W1、W2、…、Wn，再根据W合＝W1＋W2＋…＋Wn求合力做的功，即合力做的功等于各个力做功的代数和。
如图所示，质量m＝1kg的物体静止在倾角α＝37°的粗糙斜面上，与斜面一起以5m/s的速度向右沿直线匀速运动了2s，g取10m/s2，求：
(1)弹力对物体做的功；
[答案](1)－48J
[解析]物体在2s内运动的位移为x＝vt＝10m
对物体受力分析如图所示，
竖直方向：FNcosα＋Ffsinα＝mg
水平方向：Ffcosα－FNsinα＝ma＝0
联立解得FN＝8N，Ff＝6N。
(1)弹力做的功为WN＝FNxcos(90°＋α)＝－48J。
(2)静摩擦力对物体做的功；
[答案](2)48J
[解析](2)静摩擦力做的功为Wf＝Ffxcosα＝48J。
(3)重力对物体做的功；
[答案](3)0
[解析](3)重力对物体做的功为WG＝mgxcos90°＝0。
(4)物体所受合力对物体做的功。
[答案](4)0
[解析](4)方法一：物体所受合力做的功为
W总＝F合x＝Wf＋WN＋WG＝0
方法二：物体匀速运动，故物体所受的合力为零，所以合外力对物体做的总功为零。
[名师点评]
计算功的三点技巧
(1)计算功时，一定要明确哪个力对物体做了功。
(2)做功的数值与物体的运动状态是匀速还是变速无关，只取决于F、l及两者方向的夹角α。
(3)计算总功两种方法的选取
①物体处于平衡状态，或某一方向平衡，或做匀变速直线运动时，用W＝Flcosα更简捷。
②物体运动过程中受力变化或有些力不做功，应选取W＝W1＋W2＋…＋Wn。1.(多选)质量为m的物体，静止在倾角为θ的斜面上，斜面沿水平方向向右匀速移动了距离l，如图所示。物体始终相对斜面静止，则下列说法正确的是()
A．重力对物体做正功
B．合力对物体做功为零
C．摩擦力对物体做负功
D．支持力对物体做正功解析：物体的受力和位移如图所示，支持力FN与位移l的夹角α<90°，故支持力做正功，D选项正确；重力方向与位移方向垂直，故重力不做功，A选项错误；摩擦力Ff与位移l的夹角大于90°，故摩擦力做负功，C选项正确；物体做匀速运动，所受合力为零，合力做功为零，B选项正确。
2.如图所示，一个质量为m＝2kg的物体，受到与水平方向成37°角斜向上方的力F＝10N作用，在水平地面上从静止开始向右移动的距离为l＝2m，已知物体和地面间的动摩擦因数为0.3，g取10m/s2，求外力对物体所做的总功。(cos37°