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2017_2018学年高中物理功和功率第2节功和能教学案鲁科版必修

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第2节功和能

一、机械功的原理

1.输入功、输出功和损失功

2使用任何机械时,动力对机械所做的功总是等于机械克服阻力所做的功。也就是说,使用任何机械都不省功。

二、做功和能的转化

1.能量

表示一个物体具有对其他物体做功的本领。

2.功能关系

做功的过程就是能量转化的过程,做了多少功,就有多少能量发生了转化,因此,功是能量转化的量度。

3.机械的作用

人在使用机械做功时,做功的机械是将能量从一个物体传递或转移到另一个物体,或将能量从一种形式转化为另一种形式。

1.自主思考——判一判

1.使用任何机械时,动力对机械所做的功总是等

于机械克服阻力所做的功,即W 动=W 阻=W 有用+W 额

外。

2.使用任何机械都不能省功,做一定量的功时,

要省力就要增大做功的位移,而减小做功时的位移

就要多用力,实际上使用任何机械都费功。

3.做功的过程总是伴随着能量的转化,功是能量

转化的量度,做多少功就会有多少能量发生转化。

(1)使用某一机械时,我们可以做到既省力又省位移。(×)

(2)使用任何机械都不能省功(√)

(3)在高山上修盘山路是为了美观,让汽车多走路。(×)

(4)能够对外做功的物体具有能量。(√)

(5)机械能够对外做功是因为机械能够产生能量。(×)

(6)能量的转化并不一定需要做功来完成。(×)

2.合作探究——议一议

(1)2015年10月25日,举行的F1汽车大奖赛上,某赛车如图1-2-1所示,试分析在赛车加速阶段和匀速运动阶段能量转化的情况。

图1-2-1

提示:赛车加速阶段,化学能转化为动能和内能,在赛车匀速运动阶段,化学能转化为内能。

(2)装卸工人若将重物搬运到车上,通常采用下列方法:

①用绳沿竖直方向匀速提拉重物放到车上。

②沿竖直方向匀速搬起,举高放到车上。

③利用光滑斜面将重物推上车。

图1-2-2

比较上述方法中,工人所用的动力是否一样?动力做的功是否一样?重物的重力所做的功是否一样?

提示:①②两种方法中的动力一样,大于第③种方法中的动力,由功的公式可知,三种方法中动力做的功相等;重物的重力及在重力方向的位移相等,所以三种方法重物的重力所做的功一样多。

1.不能省功的含义

“不省功”是功的原理的核心。“不省功”有两层含义:

(1)等于(即理想机械),是指使用机械做的功与不使用机械而直接用手所做的功是相等的。

(2)大于,即费功(即非理想机械),是指使用机械做的功比不使用机械而直接用手所做的功多。事实上,使用非理想机械时必然存在无用阻力,它对完成工作没有意义,所以又把它叫做无用功或额外功。做功的目的是克服有用阻力而做功,所以这一部分功是有意义的,称为有用功。使用任何机械时,动力对机械所做的功等于机械克服阻力所做的功。这里克服的阻力是指克服所有的阻力,包括有用阻力和无用阻力(或额外阻力)。

2.机械在生活中的应用

(1)省力机械:千斤顶、螺丝刀、斜面、钳子、扳手、开瓶器等。

(2)省位移的机械:自行车、理发剪、筷子、鱼竿等。

(3)不省力也不省位移,只改变工作方式的机械:定滑轮、等臂杠杆等。

[典例] 如图1-2-3所示,通过一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,将一重物匀速提高2 m ,已知重物的质量为100 kg ,动滑轮自身的质量为1 kg ,绳的质量和摩擦均不计,(g 取10 m/s 2

)求:

图1-2-3

(1)人的拉力及拉力做的功;

(2)该机械的有用功和额外功。

[思路点拨]

(1)将重物和动滑轮看成一个整体,再进行受力分析。

(2)一定要分清该机械的有用功和额外功之后,再进行计算。

[解析] (1)由题意知,动滑轮和重物的整体受力平衡,而整体向上的方向有三根绳子承担,即3F =G 1+G 2=1 010 N

所以人的拉力F =1 0103

N≈336.7 N

要使重物升高2 m ,绳的作用点的位移s =3h =6 m 。

拉力做的功W F =Fs =2 020 J 。

(2)利用该机械是为了将重物提升2 m 。

所以有用功为W 有用=G 1h =1 000×2 J=2 000 J

而提升过程中,克服动滑轮的重力做功是不可避免的,这是额外的,所以额外功W 额外

=G 2h =10×2 J=20 J 。

[答案] (1)336.7 N 2 020 J (2)2 000 J 20 J

应用机械功的原理解题应注意的问题

(1)通过对研究对象的受力分析,确定动力和阻力,区分有用阻力和无用阻力(或额外 阻力)。

(2)通过过程的分析或效果的分析确定各力作用下的位移。

(3)根据功的定义式求解各力所做的功,根据机械功的原理列方程求解。

1.将同一个物体G 分别沿光滑斜面由B 、C 匀速提升到A ,如图1-2-4所示。若沿斜面拉动的力分别为F B 、F C ,该过程中拉力做功分别为W B 、W C 。则它们的大小关系是( )

图1-2-4

A .W

B >W

C ,F B

B .W B =W

C ,F B W C ,F B =F C

D .W B =W C ,F B =F C

解析:选B 根据功的原理可知,使用任何机械均不省功,且斜面光滑,则W B =W C 。由斜面的特点F =h L

G 可知,F B

2.如图1-2-5所示,甲、乙、丙三位建筑工人用三种不同的方法把水泥从一楼运到三楼,根据图中的数据分析,这三种方法中:

图1-2-5

(1)所做的有用功分别是多少?

(2)哪种方法所做的总功最多,是多少?哪种方法所做的总功最少,是多少?

解析:(1)甲、乙、丙三位工人都是将重为400 N的水泥运到三楼,有用阻力相同,都为水泥的重力,故三人所做的有用功都为

W有用=G水泥h=400×6 J=2 400 J。

(2)工人甲做的总功为

W甲=(G水泥+G桶+G人)h=(400+20+400)×6 J=4 920 J

工人乙做的总功为

W乙=(G水泥+G桶+G滑轮)h=(400+20+10)×6 J=2 580 J

工人丙做的总功为

W丙=(G水泥+G口袋+G滑轮)h=(400+5+10)×6 J=2 490 J

可见,工人甲做的总功最多,为4 920 J,工人丙做的总功最少,为2 490 J。

答案:见解析

1.功与能之间的关系

2.功与能的区别

(1)能量是表征物体具有做功本领的物理量,是状态量。

(2)功描述了力的作用效果在空间上的累积,反映了物体受力并运动的效果,是过程量。

3.对功能关系的理解

(1)做功的过程就是能量转化的过程,能量转化的过程也就是做功的过程。

(2)做功与能量转化的数值相等,即做了多少功,就有多少能量发生了转化。因此,可以用做功的多少来量度能量转化的多少,反之,也可用能量转化的多少来计算做功的多少,功是能转化的量度。

(3)功与能并不等同,功只是反映了能量转化的多少,但不能认为物体对外做的功等于物体具有的能量。

1.有关功和能,下列说法正确的是( )

A.力对物体做了多少功,物体就具有多少能

B.物体具有多少能,就一定能做多少功

C.物体做了多少功,就有多少能量消失

D.能量从一种形式转化为另一种形式时,可以用功来量度能量转化的多少

解析:选D 力对物体做了多少功,物体的能量就增加了多少,但不能说物体就具有多少能,A错误;能量反映的是物体具有对外做功本领的大小,而不是反映物体对外做功的多少,B错误;功是能量转化的量度,物体做了多少功,就有多少能量发生了转化,并不是能量消失了,C错误,D正确。

2.(多选)关于能量转化的说法中正确的是( )

A.举重运动员把杠铃举起来,体内的一部分化学能转化为杠铃的重力势能

B.电流通过电阻丝使电能转化为内能

C.内燃机做功的过程是内能转化为机械能的过程

D.做功的过程是能量转化的过程,某过程做了10 J的功,发生的能量转化不一定是10 J

解析:选ABC 举重运动员举起杠铃,使杠铃的重力势能变大,消耗了自己本身的化学能,A正确;电流通过电阻丝,电流做功把电能转化为内能,B正确;内燃机中的燃料燃烧,对外做功,把内能转化为机械能,C正确;功是能量转化的量度,做功的过程就是能量转化的过程,做多少功,就有多少能量发生转化,故D错误。

3.如图1-2-6所示,木块A放在木板B左端,用恒力F将A拉至B的右端。第一次,将B固定在地面上,F做功为W1,生热为Q1;第二次,B可以在光滑的地面上自由地滑动,这次F做的功为W2,生热为Q2,则应有( )

图1-2-6

A.W1<W2,Q1=Q2B.W1=W2,Q1=Q2

C.W1<W2,Q1<Q2 D.W1=W2,Q1<Q2

解析:选A 设木板的长度为l,第一次,将B固定在地面上时,W1=Fl,根据功能关系可知Q1=μmgl;第二次,B可以在光滑的地面上自由地滑动,木板在地面上运动了一段位移s,力F所做的功为W2=F(l+s)>W1,由功能关系得Q2=μmgl,故选项A正确,其他选项均错。

1.(多选)关于功和能,下列说法中正确的是( )

A.功和能是两个相同的概念,所以它们的单位相同

B.做功的过程就是能量从一种形式转化为其他形式的过程

C.各种不同形式的能量在相互转化的过程中,其总量保持不变

D.功是物体能量多少的量度

解析:选BC 功和能虽然单位相同,但不是两个相同的概念,故A错误;能量的转化过程是通过做功实现的,故B正确;不同形式的能在相互转化的过程中总量保持不变,故C 正确;功是能量转化多少的量度,但不是物体具有能量多少的量度,故D错误。

2.(多选)一个物体在光滑的水平面上匀速滑行,则( )

A.这个物体没有能量

B.这个物体的能量不发生变化

C.这个物体没有对外做功

D.以上说法均不对

解析:选BC 不同形式的能之间的转化是通过做功实现的,物体不做功,并不能说明物体没有能量。

3.力对物体做功100 J,下列说法正确的是( )

A.物体具有的能量增加100 J

B.物体具有的能量减少100 J

C.有100 J的能量发生了转化

D.产生了100 J的能量

解析:选C 由于物体是否对外做功未知,因此无法判断物体具有的能量的变化,A、B 错误;功是能量转化的量度,故C正确、D错误。

4.(多选)关于对机械功的原理的认识,下列说法中正确的是( )

A.使用机械时,动力对机械所做的功,可以大于机械克服阻力所做的功

B.使用机械时,动力对机械所做的功,一定等于机械克服阻力所做的功

C.使用机械可以省力,也可以省功

D.使用机械可以省力,但不能省功

解析:选BD 使用任何机械时,动力对机械所做的总功总是等于机械克服阻力所做的功,B对;使用机械可以省力,但不能省功,D对。

5.盘山公路总是修筑得盘旋曲折,因为( )

A.盘山公路盘旋曲折会延长爬坡的距离,根据斜面的原理,斜面越长越省功

B.盘山公路盘旋曲折显得雄伟壮观

C.盘山公路盘旋曲折会延长爬坡长度,斜面的原理告诉我们,高度一定,斜面越长越省力

D.盘山公路盘旋曲折是为了减小坡度,增加车辆的稳度

解析:选C 根据功的原理,增大位移,可以省力,但任何机械都不省功,所以C项

正确。

6.如图1所示,在水平地面上安放一竖直轻弹簧,弹簧上端与一木块m相连,在木块上加一竖直向下的力F,使木块缓慢下移0.1 m,力F做功2.5 J,此时木块刚好再次处于平衡状态,则在木块下移过程中,弹簧弹性势能的增加量( )

图1

A.等于2.5 J B.大于2.5 J

C.小于2.5 J D.无法确定

解析:选B 力F对木块做功2.5 J,木块和弹簧组成的系统的机械能增加2.5 J,由于木块缓慢下移,动能并未增加,而重力势能减少,故根据能量转化和守恒定律知,弹簧弹性势能的增加量必大于2.5 J(木块减少的重力势能也转化为弹簧的弹性势能)。

7.一质量均匀不可伸长的绳索,重为G,A、B两端固定在天花板上,如图2所示。今在最低点C施加一竖直向下的力将绳索缓慢拉至D点,在此过程中,绳索AB的重心位置( )

图2

A.逐渐升高 B.逐渐降低

C.先降低后升高 D.始终不变

解析:选A 物体的重心不一定在物体上,对于一些不规则的物体要确定其重心是比较困难的。本题绳子的重心是不容易标出的,因此,要确定重心的变化,只有通过别的途径。当用力将绳上某点C拉到D,外力在不断地做功,而物体的动能不增加,因此外力做的功必定转化为物体的重力势能,重力势能增加了,则说明物体的重心升高了。

8.如图3所示,把同一物体分别沿BA、CA、DA三个光滑斜面匀速推到同一高度的A点,下列说法中正确的是( )

图3

A.沿BA斜面最费力,做的功最多

B.沿DA斜面最费力,做的功最少

C.沿三个斜面推力大小都一样,沿DA斜面最省功

D.沿三个斜面做的功一样多,沿BA斜面最省力

解析:选D 由功的原理知道,使用任何机械都不省功,由于不计摩擦,无论沿哪个斜面将物体推上A点,都与不用斜面直接将物体从E点匀速推到A点做的功一样多。若推力为F,坡长为L,则有FL=Gh,L越长,F越小,所以选项D正确,选项A、B、C错误。

9.(多选)如图4所示表示撑杆跳高运动的几个阶段:助跑、撑杆起跳、越横杆、落地(未画出)。在这几个阶段中有关能量转化情况的说法,正确的是( )

图4

A.助跑阶段,身体中的化学能转化为人和杆的动能

B.起跳时,人的动能和化学能转化为人和杆的势能

C.越过横杆后,人的重力势能转化为动能

D.落地后,人的能量消失了

解析:选ABC 运动员在助跑、撑杆起跳、越横杆、下落的几个过程中,能量的转化分别为化学能转化为动能,化学能和动能转化为势能,重力势能转化为动能,故A、B、C正确。人落地后,人的重力势能会使地面发生形变且温度升高而转化为内能,即人的能量并没有消失,故D错。

10.水流从高处落下,对水轮机做了3×108 J的功,这句话的正确理解为( )

A.水流在对水轮机做功前,具有3×108 J的能量

B.水流在对水轮机做功时,具有3×108 J的能量

C.水流在对水轮机做功后,具有3×108 J的能量

D.水流在对水轮机做功的过程中,能量减少了3×108 J

解析:选D 根据功与能的关系,水对水轮机做了3×108 J的功,说明有3×108 J的能量发生了转化,水对外做功,能量减少。故D正确。

11.如图5所示,用滑轮组提升一质量为m=20 kg的物体,若匀速升高h=3 m,不计滑轮的质量和一切摩擦,则力F做多少功?若直接用手把物体匀速提高3 m,人做功为多少?比较以上两种情况得到什么结论?(g=10 m/s2)

图5

解析:不计滑轮质量及摩擦时F =13

mg ,F 作用点的位移s =3h ,则力F 做功 W =Fs =13

mg ·3h =mgh =20×10×3 J=600 J

W 人=W G =mgh =20×10×3 J=600 J

由此可以看出,①使用机械与直接用手所做的功是相等的。②使用机械可以省力但费 位移。

答案:600 J 600 J 结论见解析

12.如图6所示,斜面长5 m ,高3 m ,倾角θ为37°,一工人现借用这一斜面用力F 把质量为25 kg 的木箱匀速推到斜面顶端,木箱与斜面间的动摩擦因数为0.2,(g =10 m/s 2)求:

图6

(1)这一过程中人所做的总功;

(2)克服阻力所做的功;

(3)克服阻力所做的有用功;

(4)克服额外阻力所做的额外功。

解析:(1)由于木箱是匀速运动,推力F 大小即等于斜面对木箱的摩擦力和重力沿斜面向下分力之和,

即F =mg sin θ+μmg cos θ=mg (sin θ+μcos θ)=190 N

W 总=Fs =190×5 J=950 J 。

(2)由功的原理W F =W 阻=W 总=950 J 。

(3)W 有用=mgh =250×3 J=750 J 。

(4)W 额外=μmg cos θ·s =0.2×250×45

×5 J=200 J 。 答案:(1)950 J (2)950 J (3)750 J (4)200 J

物理一轮复习 5.1 功和功率学案 新人教版必修2

物理一轮复习 5.1 功和功率学案 新人教版必修2 【高考目标导航】 1、 功和功率 Ⅱ 2、 动能和动能定理 Ⅱ 3、 重力做功与重力势能 Ⅱ 4、 功能关系、机械能守恒定律及其应用 Ⅱ 【考纲知识梳理】 一、功 1、概念:一个物体受到力.的作用,并且在这个力.的方向上发生了一段位移,就说这个力.对物体做了功。 2、做功的两个必要因素: 力和物体在力的方向上的位移 3、公式:W =FScosα (α为F 与s 的夹角).功是力的空间积累效应。 4、功的正负判断 0≤θ< 90° 力F 对物体做正功, θ= 90° 力F 对物体不做功, 90°<θ≤180° 力F 对物体做负功。 二、功率 1、功率的定义:功跟完成这些功所用时间的比值叫做功率,它表示物体做功的快慢. 2、功率的定义式:t W P ,所求出的功率是时间t 内的平均功率。 3、计算式:P=Fvcos θ , 其中θ是力F 与速度v 间的夹角。用该公式时,要求F 为恒力。 (1)当v 为即时速度时,对应的P 为即时功率; (2)当v 为平均速度时,对应的P 为平均功率。 (3)重力的功率可表示为 P G =mgv ⊥ ,仅由重力及物体的竖直分运动的速度大小决定。 (4)若力和速度在一条直线上,上式可简化为 Pt=F·vt 【要点名师透析】 一、判断正负功的方法 1.根据力和位移方向之间的夹角判断 此法常用于恒力做功的判断.

如图所示,在水平面上用一水平力F推着斜面体向左匀速运动了一段位移l,斜面体上的m受到三个恒力的作用,即G、F N、F f,由于这三个力与位移l夹角分别为90°、小于90°、大于90°,所以G不做功,F N做正功,F f做负功. 2.根据力和瞬时速度方向的夹角判断:此法常用于判断质点做曲线运动时变力的功,夹角为锐角时做正功,夹角为钝角时做负功,夹角为直角时不做功. 3.从能的转化角度来进行判断:此法常用于判断相互联系的两个物体之间的相互作用力做功的情况.例如车M静止在光滑水平轨道上,球m用细线悬挂在车上,由图中的位置无初速地释放,则可判断在球下摆过程中绳的拉力对车做正功.因为绳的拉力使车的动能增加了.又因为M和m构成的系统的机械能是守恒的,M增加的机械能等于m减少的机械能,所以绳的拉力一定对球m做负功. 注意: (1)作用力和反作用力虽然等大反向,但由于其分别作用在两个物体上,产生的位移效果无必然联系,故作用力和反作用力的功不一定一正一负,大小也不一定相等. (2)摩擦力并非只做负功,可以做正功、负功或不做功. 【例1】如图所示,物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带,传送带以图示方向匀速运转,则传送带对物体做功情况可能是 A.始终不做功 B.先做负功后做正功

(完整版)高中物理功和功率试题有答案

高中物理功和功率练习题 一、选择题(带“▲”为多选题) 1.足球运动员一脚把足球踢出,足球沿水平地面运动,速度逐渐变小,在球离开运动员以 后的运动过程中 ( ) A .运动员对球做了功 B .球克服支持力做了功 C .重力对球做了功 D .球克服阻力做了功 2.▲质量为m 的物体,受水平力F 的作用,在粗糙的水平面上运动,下列说法中正确的是( ) A .如果物体做加速直线运动,F 一定对物体做正功 B .如果物体做加速直线运动,F 也可能对物体做负功 C .如果物体做减速直线运动,F 一定对物体做负功 D .如果物体做匀速直线运动,F 一定对物体做正功 3.质量为0.5kg 的小球从高空自由下落,经2s 落到地面,在小球下落过程中重力做功的平 均功率是 ( ) A .5W B .10W C .50W D .100W 4.一物体由H 高处自由落下,当物体的动能等于势能时,物体所经历的时间为 ( ) A .g H 2 B .g H C .g H 2 D .以上都不对 5.一辆小车原先在平直公路上做匀速直线运动,从某时刻起,小车所受到的牵引力F 和阻 力F 1随时间的变化规律如图(甲)所示,则作用在小车上的牵引力的功率随时间变化规律是图(乙)( ) 6.▲某物体做变速直线运动,则下列说法中不正确... 的是 ( ) A .若改变物体速度的是重力,物体的机械能不变 B .若改变物体速度的是摩擦力,物体的机械能必定减少 C .若改变物体速度的是摩擦力,物体的机械能可能增加 D .在物体速度增加的过程中,物体的机械能必定增加 7.▲质量为m 的汽车,发动机的功率恒为P ,摩擦阻力恒为F 1,牵引力为F ,汽车由静止开 始,经过时间t 行驶了位移s 时,速度达到最大值v m ,则发动机所做的功为 ( ) A .Pt B .Fs C .2m 1 2 mv D .221m 2mP Ps F v 8.▲某人把原来静止于地面上的质量为2kg 的物体向上提起1m ,并使物体获得1m/s 的速 度,取g =10m/s 2 ,则这过程中下列说法中正确的是 ( ) A .人对物体做的功为21J B .合外力对物体做的功为21J C .合外力对物体做功20J (甲) (乙) A B C D

人教版高中物理必修一必修二物理模型

高中物理模型解题 一、刹车类问题 匀减速到速度为零即停止运动,加速度a突然消失,求解时要注意确定其实际运动时间。如果问题涉及到最后阶段(到速度为零)的运动,可把这个阶段看成反向、初速度为零、加速度不变的匀加速直线运动。 【题1】汽车刹车后,停止转动的轮胎在地面上发生滑动,可以明显地看出滑动的痕迹,即常说的刹车线。由刹车线长短可以得知汽车刹车前的速度的大小,因此刹车线的长度是分析交通事故的一个重要依据。若汽车轮胎跟地面的动摩擦因数是0.7,刹车线长是14m,汽车在紧急刹车前的速度是否超过事故路段的最高限速50km/h? 【题2】一辆汽车以72km/h速率行驶,现因故紧急刹车并最终终止运动,已知汽车刹车过程加速度的大小为5m/s2,则从开始刹车经过5秒汽车通过的位移是多大 二、类竖直上抛运动问题 物体先做匀加速运动,到速度为零后,反向做匀加速运动,加速过程的加速度与减速运动过程的加速度相同。此类问题要注意到过程的对称性,解题时可以分为上升过程和下落过程,也可以取整个过程求解。 【题1】一滑块以20m/s滑上一足够长的斜面,已知滑块加速度的大小为5m/s2,则经过5秒滑块通过的位移是多大? 【题2】物体沿光滑斜面匀减速上滑,加速度大小为4m/s2,6s后又返回原点。那么下述结论正确的是() A物体开始沿斜面上滑时的速度为12m/s B物体开始沿斜面上滑时的速度为10m/s

三、追及相遇问题 两物体在同一直线上同向运动时,由于二者速度关系的变化,会导致二者之间的距离的变化,出现追及相撞的现象。两物体在同一直线上相向运动时,会出现相遇的现象。解决此类问题的关键是两者的位移关系,即抓住:“两物体同时出现在空间上的同一点。分析方法有:物理分析法、极值法、图像法。常见追及模型有两个:速度大者(减速)追速度小者(匀速)、速度小者(初速度为零的匀加速直线运动)追速度大者(匀速) 1、速度大者(减速)追速度小者(匀速):(有三种情况) a速度相等时,若追者位移等于被追者位移与两者间距之和,则恰好追上。 【题1】汽车正以10m/s的速度在平直公路上前进,发现正前方有一辆自行车以4m/s的速度同方向做匀速直线运动,汽车应在距离自行车多远时关闭油门,做加速度为6m/s2的匀减速运动,汽车才不至于撞上自行车? b速度相等时,若追者位移小于被追者位移与两者间距之和,则追不上。(此种情况下,两者间距有最小值) 【题2】一车处于静止状态,车后距车S0=25m处有一个人,当车以1m/s2的加速度开始起动时,人以6m/s的速度匀速追车。问:能否追上?若追不上,人车之间最小距离是多少? c速度相等时,若追者位移大于被追者位移与两者间距之和,则有两次相遇。(此种情况下,两者间距有极大值) 【题3】甲乙两车在一平直的道路上同向运动,图中三角形OPQ和三角形OQT 的面积分别为S1和S2(S2>S1).初始时,甲车在乙车前方S0处() A.若S0=S1+S2,两车不相遇 B.若S0

高中物理功和功率典型例题精析

高中物理功和功率典型例题精析 [例题1] 用力将重物竖直提起,先是从静止开始匀加速上升,紧接着匀速上升,如果前后两过程的时间相同,不计空气阻力,则[ ] A.加速过程中拉力的功一定比匀速过程中拉力的功大 B.匀速过程中拉力的功比加速过程中拉力的功大 C.两过程中拉力的功一样大 D.上述三种情况都有可能 [思路点拨]因重物在竖直方向上仅受两个力作用:重力mg、拉力F.这两个力的相互关系决定了物体在竖直方向上的运动状态.设匀加速提升重物时拉力为F1,重物加速度为a,由牛顿第二定律F1-mg=ma, 匀速提升重物时,设拉力为F2,由平衡条件有F2=mg,匀速直线运动的位移S2=v·t=at2.拉力F2所做的功W2=F2·S2=mgat2. [解题过程] 比较上述两种情况下拉力F1、F2分别对物体做功的表达式,不难发现:一切取决于加速度a与重力加速度的关系. 因此选项A、B、C的结论均可能出现.故答案应选D. [小结]由恒力功的定义式W=F·S·cosα可知:恒力对物体做功的多少,只取决于力、位移、力和位移间夹角的大小,而跟物体的运动状态(加速、匀速、减速)无关.在一定的条件下,物体做匀加速运动时力对物体所做的功,可以大于、等于或小于物体做匀速直线运动时该力做的功. [例题2]质量为M、长为L的长木板,放置在光滑的水平面上,长木板最右端放置一质量为m 的小物块,如图8-1所示.现在长木板右端加一水平恒力F,使长木板从小物块底下抽出,小物块与长木板摩擦因数为μ,求把长木板抽出来所做的功.

[思路点拨] 此题为相关联的两物体存在相对运动,进而求功的问题.小物块与长木板是靠一对滑动摩擦力联系在一起的.分别隔离选取研究对象,均选地面为参照系,应用牛顿第二定律及运动学知识,求出木板对地的位移,再根据恒力功的定义式求恒力F的功. [解题过程] 由F=ma得m与M的各自对地的加速度分别为 设抽出木板所用的时间为t,则m与M在时间t内的位移分别为 所以把长木板从小物块底下抽出来所做的功为 [小结]解决此类问题的关键在于深入分析的基础上,头脑中建立一幅清晰的动态的物理图景,为此要认真画好草图(如图8-2).在木板与木块发生相对运动的过程中,作用于木块上的滑动摩擦力f 为动力,作用于木板上的滑动摩擦力f′为阻力,由于相对运动造成木板的位移恰等于物块在木板左端离开木板时的位移Sm与木板长度L之和,而它们各自的匀加速运动均在相同时间t内完成,再根据恒力功的定义式求出最后结果.

人教版高中物理必修一、必修二公式.doc

人教版高中物理高一必修1 公式 1. V=X/t V 是平均速度(m/s ) X 是位移(m ) t 是时间(s ); 2. Vt=Vo+a0t Vt 是末速度(m/s ) Vo 是初速度(m/s ) a 是加速度(m/s 2)t 是时间(s ); 3. X=Vot+(1/2)at 2 X 是位移(m ) Vo 是初速度(m/s ) t 是时间(s ) a 是加速度(m/s 2); 4. Vt 2-Vo 2=2aX Vt 是末速度(m/s ) Vo 是初速度(m/s ) a 是加速度(m/s 2)X 是位移(m ); 5. h=(1/2)gt 2 Vt=gt Vt 2=2gh h 是高度(m ) g 是重力加速度(9.8m/s 2≈10m/s 2) t 是时间(s ) Vt 是末速度(m/s ); 6. G=mg G 是重力(N ) m 是质量(kg ) g 是重力加速度(9.8m/s 2≈10m/s 2); 7. f=μFN f 是摩擦力(N ) μ是动摩擦因数 FN 是支持力(N ); 8. F=kX F 是弹力(N ) k 是劲度系数(N/m ) X 是伸长量(m ); 9. F=ma F 是合力(N ) m 是质量(kg ) a 是加速度(m/s 2)。 人教版高中物理高一必修2公式 1.曲线运动基本规律 ①条件:v 0与合F 不共线 ②速度方向:切线方向 ③弯曲方向:总是从v 0的方向转向合F 的方向 3.绳拉船问题 ①对与倾斜绳子相连的“物体”运动分解 ②合运动:“物体”实际的运动 4.自由落体运动 ①末速度:gh gt v t 2== ②下落高度:221gt h = ③下落时间:g h t 2= 5.竖直下抛运动 ①末速度:gt v v t +=0 ②下落高度:202 1gt t v h += 6.竖直上抛运动 绳子伸缩 绳子摆动

人教版高中物理必修2-7.2功和能知识点

功和能 【教学结构】 功是力的空间积累效果。有力做功,一定有能的转化或转移;功是能的转化或转移的量度。弄清一个物理过程中能量的变化情况,才能更深刻地理解这个过程,从而做出正确的判断。学习“功和能”,重点掌握以下知识点: 1.理解功的概念,掌握功的计算方法。做功总伴随能的转化或转移,功是能量转化或转移的量度。计算恒力的功时用W=Fscosα,其中α是力F与位移S的夹角,它可以理解为位移方向的分力与位移的乘积或力的方向的分位移与力的乘积。在计算或定性判断做功情况时,一定要明确是哪个力的功。 2.会判断正功、负功或不做功。判断方法有: (1)用力和位移的夹角α判断当0≤α<90°,力做正功 当α=90°时,力做功为零 当90°<α≤180°,力做负功 (2)用力和速度的夹角θ判断定当0≤θ<90°,力做正功 当θ=90°时,力不做功 当90°<θ≤180°时,力做负功 (3)用动能变化判断当某物体的动能增大时,外力做正功 当某物体的动能不变时,外力不做功 当某物体的动能减小时,外力做负功 3.了解常见力做功的特点 重力做功和路径无关,只与物体始末位置的高度差h有关:W=mg h,当末位置高于初位置时,W>0,即重力做正功;反之则重力做负功。 滑动摩擦力做功与路径有关。当某物体在一固定平面上运动时,滑动摩擦力做功的绝对值等于摩擦力与路程的乘积。 在弹性范围内,弹簧做功与始末状态弹簧的形变量有关系。 4.理解力和功率的关系。某力做功的瞬时功率P与该瞬时力的大小F,速度υ及它们的夹角α有关:P=Fυcosα。应用此式时注意两点:一是明确F指的哪个力;二是明确α是力与速度的夹角。当我们用P=Fυ分析汽车或汽船(此时cosα=1)的运动时,要注意条件。如果汽车启动时可以看作匀加速直线运动,阻力可看作

2019-2020年高中物理 第1章 功和功率 第4讲 人与机械学案 鲁科版必修2

2019-2020年高中物理第1章功和功率第4讲人与机械学案鲁 科版必修2 [目标定位] 1.知道机械的额定功率和机械效率的物理意义,能熟练计算机械效率.2.理解功率和机械效率是从不同方面反映机械性能的两个物理量,它们之间无必然的联系.3.了解现代机械的发展水平及使用. 一、功率与机械效率 1.机械效率: (1)定义:有用功与______的比值或__________与总功率的比值. (2)公式:η=____________=____________. (3)物理意义:表示机械做功或利用该机械实现能量转化的______程度. 2.功率与机械效率:两者是从不同方面反映机械性能的物理量,它们之间没有必然的联系.功率大,表示机械__________,机械效率高,表示机械对__________的利用率高. 二、机械的使用 想一想要行驶一段较长的路程,人们通常选择一种合适的代步方式,如骑自行车、坐汽车或高铁等.人们选择以车代步的目的是什么? 一、对机械效率的理解及计算 1.机械效率是机械性能好坏的重要指标之一,机械效率越高,机械越节能,能量利用率越高. 2.机械效率与功率的区别

3.求解机械效率的步骤和方法 (1)对机械进行受力分析和运动状态分析,找出动力和阻力,尤其注意分清有用阻力和无用阻力. (2)根据功的公式求解动力做的功(总功)、有效阻力做的功(有用功)、无效阻力做的功(额外功). (3)有用功与总功的比值就是机械的机械效率. 例1 如图1所示,利用轻滑轮将一质量为100 kg 的物体沿倾角α=37°的斜面以速度v =0.5 m/s 匀速拉至高为h =1.5 m 的斜面顶端(sin37°=0.6,cos37°=0.8),斜面与物体间的动摩擦因数为μ=0.2.试求:(取g =10 N/kg) 图1 (1)此过程中拉力F 的功率是多少? (2)这一过程机械效率是多少?(保留两位有效数字)

(完整版)高中物理功和功率要点归纳

学习重点: 1、功的概念 2、功的两个不可缺少的要素 3、机械功的计算公式 4、功率的概念及其物理意义 知识要点: (一)功的概念 1、定义: 如果一个物体受到力的作用,并且在力的方向上发生了一段位移,物理学中就说力对物体做了功。 2、做功的两个不可缺少的要素: 力和物体在力的方向上发生的位移。(分析一个力是否做功,关键是要看物体在力的方向上是否有位移) (二)功的公式和单位 1、公式: W=F·Scosα 即:力对物体所做的功,等于力的大小、位移的大小、力和位移夹角的余 弦三者的乘积。 2、功的单位: 在国际单位制中功的单位是“焦耳”,简称“焦”,符号“J” 1J=1N·m(1焦耳=1牛·米) 3、公式的适用条件: F可以是某一个力,也可以是几个力的合力,但F必须为恒力,即大小和方向都不变的力。 4、两种特殊情况:(从A运动到B) (1)力与位移方向相同,即α=0° W=F·S·cos0°=F·S (2)力与位移方向相反,即α=180° W=F·S·cos180°=-F·S 5、公式中各字母的正负取值限制:F和S分别指“力的大小”和“位移的大小”即公式中的F和S恒取正值,α指力和位移之间的夹角,也就是力的方向和位移的方向之间的夹角,α的取值范围是:0°≤α≤180°。 6、参考系的选择: 位移与参考系的选取有关,所以功也与参考系的选取有关。 在中学范围内,计算时一律取地面或相对于地面静止的物体作为参考系。 (三)正功与负功 1、功的正负完全取决于α的大小: (1)当0°≤α<90°时,cosα>0,W>0,此时力F对物体做正功,该力称为物体的“动力”。 (2)当α=90°时,cosα=0,w=0,此时力F对物体做零功,或称力对物体不做功。 (3)当90°<α≤180°时,cosα<0,W<0,此时力F对物体做负功,或称物体克服力F做功,该力称为物体的“阻力”。 2、功是标量,只有大小、没有方向。功的正负并不表示功有方向。 (四)合力所做的功等于各分力做功的代数和。 即:W合=W1+W2+… (五)功率的概念:

高中物理必修二练习:课时跟踪检测(二)+功和能

课时跟踪检测(二)功和能 1.(多选)关于功和能,下列说法中正确的是() A.功和能是两个相同的概念,所以它们的单位相同 B.做功的过程就是能量从一种形式转化为其他形式的过程 C.各种不同形式的能量在相互转化的过程中,其总量保持不变 D.功是物体能量多少的量度 解析:选BC功和能虽然单位相同,但不是两个相同的概念,故A错误;能量的转化过程是通过做功实现的,故B正确;不同形式的能在相互转化的过程中总量保持不变,故C正确;功是能量转化多少的量度,但不是物体具有能量多少的量度,故D错误。 2.(多选)一个物体在光滑的水平面上匀速滑行,则() A.这个物体没有能量 B.这个物体的能量不发生变化 C.这个物体没有对外做功 D.以上说法均不对 解析:选BC不同形式的能之间的转化是通过做功实现的,物体不做功,并不能说明物体没有能量。 3.力对物体做功100 J,下列说法正确的是() A.物体具有的能量增加100 J B.物体具有的能量减少100 J C.有100 J的能量发生了转化 D.产生了100 J的能量 解析:选C由于物体是否对外做功未知,因此无法判断物体具有的能量的变化,A、B错误;功是能量转化的量度,故C正确、D错误。 4.(多选)关于对机械功的原理的认识,下列说法中正确的是() A.使用机械时,动力对机械所做的功,可以大于机械克服阻力所做的功 B.使用机械时,动力对机械所做的功,一定等于机械克服阻力所做的功 C.使用机械可以省力,也可以省功 D.使用机械可以省力,但不能省功 解析:选BD使用任何机械时,动力对机械所做的总功总是等于机械克服阻力所做的功,B对;使用机械可以省力,但不能省功,D对。 5.盘山公路总是修筑得盘旋曲折,因为() A.盘山公路盘旋曲折会延长爬坡的距离,根据斜面的原理,斜面越长越省功

第14课时功和功率导学案

一、知识梳理 (一)、功 1 ?定义:如果一个力作用在物体上,物体在这个_______________ 移动了一段距离,就说这个力 做了功。 2?做功的两个必要因素:(1)作用在物体上的________ ; (2)物体在___________________________ 上移动了距离。 3 ?功的计算公式:W= _________________ 。 4.功的单位:,简称焦,符号是_________ 。1 J= ______________ N m。 二、功率 1 ?功率的概念:____ 与做功所用的_________ 之比叫做功率。 2?功率的意义:表示物体 _____________________ 的物理量,它只反映做功的快慢,不反映做 功的多少。 3 .功率的公式: _________ ;可变形为求功的另一个公式W= ___________ ,求时间的公式t=_ 4 ?功率的单位:_________ ,简称瓦,符号是W ;其他单位:千瓦,符号是kW。 单位换算:1 W=1 J/s; 1 kW= __________ W。 5?推导公式:当物体在力F的作用下,以速度 做匀速直线运动时,由P= = 及V = ,可得P= ______ 。即在功率一定时,F与V成反比。 二、过考点 考点1 做功的因素 1. (易错点1)(2016北京)水平地面上的购物车在水平推力的作用下,沿推力的方向运动 一段距离,则下列判断中正确的是() A. 重力对购物车做了功 B. 支持力对购物车做了功 C. 推力对购物车做了功 D. 没有力对购物车做功 2、如图3所示,斜面长度为0.2 m,高度为0.1 m,重为10 N的小球A从斜面滚下,重力做功为______________ ,斜面对小球的支持力为 6 N,支持力对小球做功为_____________ 。小球在水平面运动了0.5 m,重力做功为 ___________ ,水平面对小球的支持力为10 N,支持力对小球做功 3、小华用100 N的水平推力,推着重500 N的物体,在水平地面上10 s内匀速直线运动了 5 m,小华做的功是 ________________ J,功率是_________________ W。 4?送水工人把一桶重为190 N的矿泉水扛在肩上从一楼的楼梯走到20 m高的七楼。已知工人的重为590 N,桶与肩的接触面积为5X 103 m2,登上七楼用时为100 s。求: (1)送达七楼时,工人对水做了多少功? (2 )登上七楼,送水工人的总功率是多少? 三、直击广东中考 第14课时功和功率导学案

(完整word版)高中物理功和功率典型例题解析

功和功率典型例题精析 [例题1] 用力将重物竖直提起,先是从静止开始匀加速上升,紧接着匀速上升,如果前后两过程的时间相同,不计空气阻力,则[ ] A.加速过程中拉力的功一定比匀速过程中拉力的功大 B.匀速过程中拉力的功比加速过程中拉力的功大 C.两过程中拉力的功一样大 D.上述三种情况都有可能 [思路点拨]因重物在竖直方向上仅受两个力作用:重力mg、拉力F.这两个力的相互关系决定了物体在竖直方向上的运动状态.设匀加速提升重物时拉力为F1,重物加速度为a,由牛顿第二定律F1-mg=ma, 匀速提升重物时,设拉力为F2,由平衡条件有F2=mg,匀速直线运动的位移S2=v·t=at2.拉力F2所做的功W2=F2·S2=mgat2. [解题过程] 比较上述两种情况下拉力F1、F2分别对物体做功的表达式,不难发现:一切取决于加速度a与重力加速度的关系. 因此选项A、B、C的结论均可能出现.故答案应选D. [小结]由恒力功的定义式W=F·S·cosα可知:恒力对物体做功的多少,只取决于力、位移、力和位移间夹角的大小,而跟物体的运动状态(加速、匀速、减速)无关.在一定的条件下,物体做匀加速运动时力对物体所做的功,可以大于、等于或小于物体做匀速直线运动时该力做的功. [例题2]质量为M、长为L的长木板,放置在光滑的水平面上,长木板最右端放置一质量为m 的小物块,如图8-1所示.现在长木板右端加一水平恒力F,使长木板从小物块底下抽出,小物块与长木板摩擦因数为μ,求把长木板抽出来所做的功.

[思路点拨] 此题为相关联的两物体存在相对运动,进而求功的问题.小物块与长木板是靠一对滑动摩擦力联系在一起的.分别隔离选取研究对象,均选地面为参照系,应用牛顿第二定律及运动学知识,求出木板对地的位移,再根据恒力功的定义式求恒力F的功. [解题过程] 由F=ma得m与M的各自对地的加速度分别为 设抽出木板所用的时间为t,则m与M在时间t内的位移分别为 所以把长木板从小物块底下抽出来所做的功为 [小结]解决此类问题的关键在于深入分析的基础上,头脑中建立一幅清晰的动态的物理图景,为此要认真画好草图(如图8-2).在木板与木块发生相对运动的过程中,作用于木块上的滑动摩擦力f 为动力,作用于木板上的滑动摩擦力f′为阻力,由于相对运动造成木板的位移恰等于物块在木板左端离开木板时的位移Sm与木板长度L之和,而它们各自的匀加速运动均在相同时间t内完成,再根据恒力功的定义式求出最后结果.

人教版高中物理必修二功和能示例优质教案

功和能教学设计示例 一、教学目标 1.在学习机械能守恒定律的基础上,研究有重力、弹簧弹力以外其它力做功的情况,学习处理这类问题的方法。 2.对功和能及其关系的理解和认识是本章教学的重点内容,本节教学是本章教学内容的总结。通过本节教学使学生更加深入理解功和能的关系,明确物体机械能变化的规律,并能应用它处理有关问题。 3.通过本节教学,使学生能更加全面、深入认识功和能的关系,为学生今后能够运用功和能的观点分析热学、电学知识,为学生更好理解自然界中另一重要规律——能的转化和守恒定律打下基础。 二、重点、难点分析 1.重点是使学生认识和理解物体机械能变化的规律,掌握应用这一规律解决问题的方法。在此基础上,深入理解和认识功和能的关系。 2.本节教学实质是渗透功能原理的观点,在教学中不必出现功能原理的名称。功能原理内容与动能定理的区别和联系是本节教学的难点,要解决这一难点问题,必须使学生对“功是能量转化的量度”的认识,从笼统、肤浅地了解深入到十分明确认识“某种形式能的变化,用什么力做功去量度”。 3.对功、能概念及其关系的认识和理解,不仅是本节、本章教学的重点和难点,也是中学物理教学的重点和难点之一。通过本节教学应使学生认识到,在今后的学习中还将不断对上述问题作进一步的分析和认识。 三、教具 投影仪、投影片等。 四、主要教学过程 (一)引入新课 结合复习机械能守恒定律引入新课。 提出问题: 1.机械能守恒定律的内容及物体机械能守恒的条件各是什么? 评价学生回答后,教师进一步提问引导学生思考。

2.如果有重力、弹簧弹力以外其它力对物体做功,物体的机械能如何变化?物体机械能的变化和哪些力做功有关呢?物体机械能变化的规律是什么呢? 教师提出问题之后引起学生的注意,并不要求学生回答。在此基础上教师明确指出: 机械能守恒是有条件的。大量现象表明,许多物体的机械能是不守恒的。例如从车站开出的车辆、起飞或降落的飞机、打入木块的子弹等等。 分析上述物体机械能不守恒的原因;从车站开出的车辆机械能增加,是由于牵引力(重力、弹力以外的力)对车辆做正功;射入木块后子弹的机械能减少,是由于阻力对子弹做负功。 重力和弹力以外的其它力对物体做功和物体机械能变化有什么关系,是本节要研究的中心问题。 (二)教学过程设计 提出问题:下面我们根据已掌握的动能定理和有关机械能的知识,分析物体机械能变化的规律。 1.物体机械能的变化 问题:质量m的小滑块受平行斜面向上拉力F作用,沿斜面从高度上升到高度处,其速度由增大到,如图所示,分析此过程中滑块机械能的变化与各力做功的关系。 引导学生根据动能定理进一步分析、探讨小滑块机械能变化与做功的关系。归纳学生分 析,明确: 选取斜面底端所在平面为参考平面。根据动能定理,有

高一物理功和功率

功和功率 考点1:理解功的概念和做功的两个要素。 (1)力和物体在力的方向上发生的位移的乘积就叫这个力对物体做的功。 (2)做功的两个必不可少的因素是,。 考点2:知道功是标量,理解功的公式,并能进行有关功的计算。 (1)恒力对物体做功的计算式为。 当α=90°时,力对物体;当α<90°时,力对物体;当α>90°时,力对物体。 (2)功是标量,正、负表示,合力的功等于各分力分别做功的。 考点3:理解功率的物理意义、功率的定义及定义式。 (1)功率的定义:功W和完成这些功所用时间t的比值。 定义式为:P=w/t (2)功率的物理意义。 如果t很长则p=w/t指功率,如果△t→0时,即表示功率; 考点4:(疑难辨析)功率和速度、平均功率和瞬时功率 (1)根据功的计算式w=FLcosa和功率的计算公式P=w/t,可以得到P=FLcosa/t而L/t=v,所以P=Fvcosa ,a指的是方向和方向的夹角。 (2)当力的方向和速度方向在一条直线上时a=0,我们把这个公式简化一下,当a=o时P =Fv,那么这个公式中V是表示的平均速度还是瞬时速度呢? 公式p=Fv中若v表示在时间t内的平均速度,p就表示力F在这段时间t内的功率;如果时间t取得足够小,公式P=Fv中的v表示 某一时刻的瞬时速度时,P表示该时刻的功率 (3)汽车等交通工具在启动和行驶过程中,其牵引力和行驶速度是怎样变化的?请同学们阅读教材相关内容,用自己的话加以解释。 考点5、(疑难辨析)额定功率和实际功率 1、实际功率:发动机实际工作时实际输出功率。 额定功率:发动机长时间工作的最大功率。 2、额定功率和实际功率的关系是什么? 一、单项选择题:每题仅有一个正确答案,将其代号填入题后的括号中。 1、关于功的概念,以下说法正确的是() A.力是矢量,位移是矢量,所以功也是矢量; B.功有正、负之分,所以功也有方向性; C.若某一个力对物体不做功,说明该物体一定没有位移; D.一个力对物体做的功等于这个力的大小、物体位移大小及力和位移间夹角的余弦三者的乘积。 2、用400N的力在水平地面上拉车行走50m,拉力与车前进的方向成60°角。那么,拉力对车做的功是() A.2.0×104J B.1.0×104J C.1.7×104J D.以上均不对 3、运动员用2000N的力把质量为0.5kg的球踢出50m,则运动员对球所做的功是()A.200J B.10000J C.25J D.无法确定 4、关于功的正负,下列叙述中正确的是()A.正功表示功的方向与物体运动方向相同,负功为相反

高中物理功和功率汇总

一、功的概念 1.功的定义 (1)一个物体受到力的作用,如果在力的方向上发生一段位移,这个力就对物体做了功 (2)做功的两个条件:力和在力的方向上发生位移 2.功的计算 (1)功的表达式:W = F·scosα。其中s是物体位移的大小,α是力与物体位移的夹角。这个公式可以理解为力投影到位移方向上,或位移投影到力的方向上 注意:①W = F·scosα只能用来计算恒力做功,变力做功则不适合 ②公式力的F与S应具有同时性:计算力F做功时所发生的位移,必须是在同一个力F持续作用下发生的; ③某个力F对物体做的功,与物体是否还受到其他力或其他力是否做功以及物体的运动状态都无关。 (比如上图求F做功时,物体还受到重力、重力不过功,但这些与所求W无关。同上图,不管物体匀速运动,加速运动或减速运动,W都应该为F·scosα) ④位移s在计算时必须选择同一参考系,一般选地面 (2)功的单位:焦耳,简称焦,符号J。1J等于1N的力使物体在力的方向上发生1m 的位移时所做的功 例1.下面距离的情况中所做的功不为零的是() A.举重运动员,举着杠铃在头上停留3s,运动员对杠铃做的功 B.木块在粗糙水平面上滑动,支持力对木块做的功 C.一个人用力推一个笨重的物体,但没推动,人的推力对物体做的功 D.自由落体运动中,重力对物体做的功 二、正功和负功 1.功的正负 功是标量,只有大小没有方向,力对物体做正功还是负功,由F和s方向间的夹角大小来决定。根据 W=F·scosα知 (1)正功:当0≤α<90°时,cosα>0,则W>0,此时力F对物体做正功。 (2)不做功:当α= 90°时,cosα= 0,则W = 0,即力对物体不做功 (3)负功:当90°<α≤180°时,cosα<0,则W<0,此时力F对物体做负功,也叫物体克服力F做功 2.功的正负的物理意义 因为功是描述力在空间位移上累积作用的物理量,是能量转化的量度,能量是标量,相应的功也是标量。 功的正负有以下含义:

功和功率教学设计一

《功和功率》教学设计 教学目标: 知识与技能1.知道做功是能量转化或转移的过程。 2.理解功的概念,知道使用任何机械都不能省功。 3.理解功率的概念 过程与方法:通过观察和实验了解功的物理意义。 情感、态度、价值观:具有对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理,有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。 教学重点:理解功和功率的概念。 教学难点:理解并会计算功率。 教学过程: 一、引入新课 1.复习:力的三要素是什么?水平推箱子,推力方向怎样?向上提箱子,拉力方向如何?重力的方向如何? 2.引入新课:举日常生活中一些做:“工”和“功”的例子。再通过视频及学生表演的形式。引入新课并启发学生区分“工”与“功”,进一步得出做功的两个必要因素。二、新课讲授 1.力学中的功 a.做功的两个必要因素: (1) 作用在物体上的力。 (F) (2) 物体在力的方向上通过的距离。(S) b.举例几个不做功的例子:(1) 物体没有受到力的作用,但因为惯性通过一段路程,也就是没有力做功。如在光滑的水平冰面上,一物体由于惯性做匀速直线运动。

没受力。 (2) 物体受到力,但没有移动距离,即通过的路程为零。 如一人用很大的力推一辆汽车,汽车没移动,推力对物体没有做功。举杠铃却没有举起来,力没有做功。 (3) 物体受到力的作用,也移动了距离,但移动的距离不是在力的方向上移动的。如手提一桶水在水平地面上行走,提桶的力没有对桶做力。 2.功的计算 力学里所说的功包括两个必要的因素,功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。 (1) 功的计算式:W=FS (2) 功的单位:焦耳J,1焦=1牛?米。焦耳的物理含义:在1牛顿 力的作用下,物体在这个力的方向上通过的距离是 1米。 (3) 功的大小与作用在物体上的力成正比,跟物体通过的距离成正比。功率 从比较人和挖土机做工快慢引出功率概念。或者创设情境,甲同学把一桶水提到3楼用了30秒,而乙同学把同样的一桶水提到3楼却用 了40秒,问谁做功快?如果甲物体1分钟做了300J的功,而乙物体40秒钟做了240J的功,问谁做功快?从而提出物体做功的快慢用功率表示来引入新课。在动画中选择相应内容的按钮进行学习。 1.功率是表示物体做功快慢的物理量。 2.功率的定义:单位时间内完成的功叫做功率。 3.功率的定义式:P=W/t 4.功率的单位:瓦特(符号W)1瓦=1焦/秒;1千瓦=1000瓦。 5.物理意义:1瓦表示物体在一秒钟内完成的功是1焦。 6.介绍功率另

人教版高中物理必修一必修二公式

人教版高中物理必修一 必修二公式 Standardization of sany group #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#

人教版高中物理高一必修1 公式 1. V=X/t V 是平均速度(m/s ) X 是位移(m ) t 是时间(s ); 2. Vt=Vo+a0t Vt 是末速度(m/s ) Vo 是初速度(m/s ) a 是加速度(m/s2)t 是时间(s ); 3. X=Vot+(1/2)at2 X 是位移(m ) Vo 是初速度(m/s ) t 是时间(s ) a 是加速度(m/s2); 4. Vt2-Vo2=2aX Vt 是末速度(m/s ) Vo 是初速度(m/s ) a 是加速度(m/s2)X 是位移(m ); 5. h=(1/2)gt2 Vt=gt Vt2=2gh h 是高度(m ) g 是重力加速度(9.8m/s2≈10m/s2) t 是时间(s ) Vt 是末速度(m/s ); 6. G=mg G 是重力(N ) m 是质量(kg ) g 是重力加速度(9.8m/s2≈10m/s2); 7. f=μFN f 是摩擦力(N ) μ是动摩擦因数 FN 是支持力(N ); 8. F=kX F 是弹力(N ) k 是劲度系数(N/m ) X 是伸长量(m ); 9. F=ma F 是合力(N ) m 是质量(kg ) a 是加速度(m/s2)。 人教版高中物理高一必修2公式 1.曲线运动基本规律 ①条件:v 0与合F 不共线 ②速度方向:切线方向 ③弯曲方向:总是从v 0的方向转向合F 的方向 3.绳拉船问题 ①对与倾斜绳子相连的“物体”运动分解 ②合运动:“物体”实际的运动 4.自由落体运动 ①末速度:gh gt v t 2== ②下落高度:221gt h = ③下落时间:g h t 2= 5.竖直下抛运动 ①末速度:gt v v t +=0 ②下落高度:202 1gt t v h += 6.竖直上抛运动 绳子伸绳子摆动

功和功率的教学设计

功和功率的教学设计

高中物理教学设计 《功和功率》 物理教研室:尚亚军 【教学目标】 一、知识目标 1、理解功的概念,知道力和物体在力的方向上通过的位移是做功两个不可缺少折因素,知道功的计算公式W=Fscosα,会用这个公式进行计算恒力做功。会用动能定理求变力做功。 2、理解正功和负功的概念,掌握力对物体做正功还是做负功的几种方法,知道几个力对物体所做的总功等于这几个力的合力对物体所做的总功。 3、理解功率的概念,知道如何求平均功率和瞬时功率,会求平均功率和瞬时功率。 4、掌握汽车的两种起动问题,以恒定功率启动和以恒定牵引力启动。 5、会用函数关系分析图像问题。 二、能力目标 培养学生理解能力和缜密的逻辑思维能力,及运用数学知识解决物理问题的能力。 三、德育目标 让学生具有对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理,有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。 【教材分析和学情分析】 解决物理问题有两条思路,牛顿运动定律和功能关系。功的讲解应从做功的两个要素和能量转化的角度入手,让学生理解做功是能量转化的过程,功是能量转化的量度,做了多少功就有多少能量转换。学生虽然在二年级学过功和功率,但没有把知识整合成串,尤其是从能量这条思路解题,学生还没有养成好习惯。本节课要让学生认识到用能量观点解题的优越性。

【教法建议】 可以让学生先预习本节内容,并填写相关填空题(让学生对本节内容有一个大致的了解。然后教师对本节的概念进行逐一讲解,以讲解例题的形式来帮助学生认识本节的内容。然后小节。最后学生演板练习本节课习题,通过练习发现本节课学生还存在的问题。通过课堂提问提高学生听课的注意力和发现学生存在的问题。 【教学重点】 功的计算方法及正功负功的物理意义和功能关系。 【教学难点】 机车启动的两种方法和功能关系 【教学过程】 一、预习课本及练习册并填写相关填空题。 二、新课教学 1、功 (1)功的计算公式W=Fscos α,做功的两个要素是力和物体在力的方向上发生的位移。 【例1】 质量为m 的物体静止在倾角为θ的斜面上,用水平 推力F 使斜面体向左水平匀速移动距离l ,物体与斜面 始终保持相对静止,如图5-1-5所示.求: (1)m 所受各力对它做的功各是多少? 解析:(1)m 受力方向及位移方向如右图所示.因物体匀速 移动,则支持力F N =m gcos θ,静摩擦力F f =mgsin θ,因 mg 、F N 、F f 均为恒力,由W =Flcos α可得重力做的功W G =0支持力做的功WF N =mgcos θ·l·sin θ=mgl·sin θcos θ静摩擦力做的功WF f =mgsin θ·l·cos(180°-θ)=-mgl·sin θcos θ

高中物理 一、功和功率练习题

一、功和功率练习题 一、选择题 1、讨论力F在下列几种情况下做功的多少[] (1)用水平推力F推质量是m的物体在光滑水平面上前进了s. (2)用水平推力F推质量为2m的物体沿动摩擦因数为μ的水平面前进了s. (3)斜面倾角为θ,与斜面平行的推力F,推一个质量为2m的物体沿光滑斜面向上推进了s.[] A.(3)做功最多B.(2)做功最多 C.做功相等D.不能确定 2.关于摩擦力对物体做功,以下说法中正确的是[] A.滑动摩擦力总是做负功 B.滑动摩擦力可能做负功,也可能做正功 C.静摩擦力对物体一定做负功 D.静摩擦力对物体总是做正功 3.如图1所示,一个物体放在水平面上,在跟竖直方向成θ角的斜向下的推力F 的作用下沿平面移动了距离s,若物体的质量为m,物体与地面之间的摩擦力大小为f,则在此过程中[] A.摩擦力做的功为fs B.力F做的功为Fscosθ C.力F做的功为FssinθD.重力做的功为mgs

4.质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上,当斜面沿水平方向向右匀速移动了距离s时,如图2所示,物体m相对斜面静止,则下列说法中不正确的是[] A.摩擦力对物体m做功为零 B.合力对物体m做功为零 C.摩擦力对物体m做负功 D.弹力对物体m做正功 5.起重机竖直吊起质量为m的重物,上升的加速度是α,上升的高度是h,则起重机对货物所做的功是。[] A.mgh B.mαh C.m(g+α)h D.m(g-α)h 6.将横截面积为S的玻璃管弯成如图3所示的连通器,放在水平桌面上,左、右管处在竖直状态,先关闭阀门K,往左、右管中分别注 在上述过程中,重力对液体做的功为。[] 上作用一个 3N的水平拉力后,AB一起前进了4m,如图4 所示.在这个过程中B对A做的功[] A.4 J B.12 J

高中物理必修二知识点总结(鲁科版)-word

高一物理必修2识点总结 章节具体内容主要相关公式 一功和功率 1、机械功 ①机械功的含义 ②机械功的计算 ▲功cos W Fsα = 2、功和能 ①机械功原理 ②做功和能的转化 ▲功的原理 W W W W ==+ 阻 动有用额外 W W W =+ 输入输出损失 3、功率 ①功率的含义 ②功率与力、速度的关系 ▲功率 W P t = P Fv = 4、人与机械 ①功率与机械效率 ②机械的使用▲机械效率 W P W P η== 有用有用 总总 二能的转化与守恒1、动能的改变 ①动能 ②恒力做功与动能改变的 关系(实验 ③动能定理 ▲动能2 1 2 k E mv = ▲动能定理22 21 11 22 Fs mv mv =- 2、势能的改变 ①重力势能 ②重力做功与重力势能的 改变 ③弹性势能的改变 ▲重力势能 p E mgh = ▲重力做功 12 G p p p W E E E =-=-? 3、能量守恒定 律 ①机械能的转化和守恒的 实验探索 ②机械能守恒定律 ③能量守恒定律 ▲只有重力作用下,机械能守 恒 22 2211 11 22 mv mgh mv mgh +=+ 4、能源与可持 续发展 ①能量转化和转移的方向 性 ②能源开发与可持续发展 三抛体运动1、运动的合成 与分解 ①运动的独立性 ②运动合成与分解的方法 2、竖直方向上 的抛体运动 ①竖直下抛运动 ②竖直上抛运动 ▲竖直下抛

0t v v gt =+ 2012 h v t gt =+ ▲ 竖直上抛 0t v v gt =- 2 012 h v t gt =- 0v t g = 2 02v h g = 3、平抛运动 ①什么是平抛运动 ②平抛运动的规律:水平方向做匀速直线运动,竖直方 向做匀加速运动。 ▲ 抛出点坐标原点,任意时刻位置 0x v t = 212 y gt = ▲ 合速度: 22220()()x y v v v v t gt =+=+,方向与水平方向夹角为θ, 则tan y o o v gt v v θ== ▲ 合位移: 2222 01 ()()2 s x y v t gt = +=+方向与水平方向夹角为α,则0 tan 2y gt x v α= = 4、斜抛运动 ①斜抛运动的轨迹 ②斜抛运动物体的射高和射程 ▲ 斜抛初速度0v 00cos x v v θ= ,0x F =合 00sin y v v θ=,y F mg =合 四 匀速 圆 周运动 1、匀速圆周运动快慢的描述 ①线速度 ②角速度 ③周期、频率和转速 ④线速度、角速度、周期的关系 ▲ 线速度 s v t = ▲ 角速度t ?ω= ▲ 周期与频率 1f T = ▲ 2r v T π= 2T π ω=

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