高三物理功、功率粤教版教材3知识精讲.doc

高三物理功、功率粤教版

【本讲教育信息】
一.教学内容：
1.功
2.功率

【要点扫描】
功
一、功的概念
1、定义：力和力的作用点通过位移的乘积．
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）．
说明：恒力做功的大小只与F、s、α这三个量有关．与物体是否还受其他力、物体运动的速度、加速度等其他因素无关，也与物体运动的路径无关．
4、单位：焦耳（J）1J=1N·m.
5、物理意义：表示力在空间上的积累效应，是能的转化的量度
6、功是标量，没有方向，但是有正负．正功表示动力做功，负功表示阻力做功，功的正负表示能的转移方向．
①当0≤a＜90°时W＞0，力对物体做正功；
②当α=90°时W=0，力对物体不做功；
③当90°＜α≤180°时W＜0，力对物体做负功或说物体克服这个力做功，这两种说法是从两个角度来描述同一个问题。

二、注意的几个问题
①F：当F是恒力时，我们可用公式W=Fscosθ运算；当F大小不变而方向变化时，分段求力做的功；当F的方向不变而大小变化时，不能用W=Fscosθ公式运算（因数学知识的原因），我们只能用动能定理求力做的功．
②s：是力的作用点通过的位移，用物体通过的位移来表述时，在许多问题上学生往往会产生一些错觉，在后面的练习中会认识到这一点，另外位移s应当弄清是相对哪一个参照物的位移
③功是过程量：即做功必定对应一个过程（位移），应明确是哪个力在哪一过程中的功。
④什么力做功：在研究问题时，必须弄明白是什么力做的功。如图所示，在力F作用下物体匀速通过位移s则力做功Fscosθ，重力做功为零，支持力做功为零，摩擦力做功－Fscosθ，合外力做功为零。

功率
一、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．
二、单位：瓦（W），千瓦（kW）；
三、标量
四、公式：P=W／t=Fv
1.P=W／t所求的是这段时间内的平均功率。
2.P=Fv当v为平均值时为平均功率，当v为即时值时为即时功率。
3.P=Fv应用时，F、v必须同向，否则应分解F或v，使二者同向。这里的P=Fv实际上是Fvcosθ、θ为F、v的夹角。
4.我们处理问题时必须清楚是哪一个力的功率，如一个机械的功率为P，这里指的是牵引力的功率，不可认为是机械所受合外力的功率。

五、发动机铭牌上的功率，是额定功率，也就是说是该机正常运行时的最大输出功率，该机工作时输出功率要小于或等于此值。

【规律方法】
功
（一）功的计算方法
由公式W=Fscosα求解
两种处理办法：
①W等于力F乘以物体在力F方向上的分位移scosα，即将物体的位移分解为沿F方向上和垂直F方向上的两个分位移s1和s2，则F做的功W=Fs1=Fscosα。
②W等于力F在位移s方向上的分力Fcosα乘以物体的位移s，即将力F分解为沿s方向和垂直s方向的两个分力F1和F2，则F做功W=F1s=Fcosαs。
注意：这种方法只能用来计算恒力做功（轨迹可以是直线也可以是曲线）
例1.如图所示，带有光滑斜面的物体B放在水平地面上，斜面底端有一重G=2N的金属块A，斜面高，倾角α=60°，用一水平推力F推A，在将A从底端推到顶端的过程中，A和B都做匀速运动，且B运动距离L=30cm，求此过程中力F所做的功和金属块克服斜面支持力所做的功。

解析：此题应先求出两个力的大小，再由公式W=Fscosα求解，如图所示。

由物体平衡条件：F=Gtanα=2tan60°=N，

斜面的水平宽度l=hcotα
由勾股定理得金属块A的位移
F与s的夹角设为α2，则
力F做功：W1=Fscosα2=或W1=Fscosα2=F（l+L）
FN与s的夹角α1=90°＋（α一α2）=90°＋（60°一30°）=120°
故克服支持力N所做的功
WN=－FNscos120°

（二）多个力的总功求解
①用平行四边形定则求出合外力，再根据W=F合scosα计算功。注意α应是合外力与位移s间的夹角。
②分别求各个外力的功：W1=F1scosα1，W2=F2scosα2……再求各个外力功的代数和.
例2.物体静止在光滑水平面上，先对物体施一水平向右的恒力Fl，经ts后撤去F1，立即再对它施一水平向左的恒力F2，又经ts后物体回到原出发点，在这一过程中，Fl、F2分别对物体做的功W1、W2间的关系是（）
A.W1=W2 B.W2=2W1 C.W2=3W1 D.W2=5W1
解析：认为F1和F2使物体在两段物理过程中经过的位移、时间都相等，故认为W1=W2而误选A；
而认为后一段过程中多运动了一段距离而误选B。这都反映了学生缺乏一种物理思想：那就是如何架起两段物理过程的桥梁？很显然，这两段物理过程的联系点是“第一段