高一物理—机械功、功率.docx

高一物理——功，功率

知识精解

一、功

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．

单位：焦耳（J)1J＝1N·m.

物理意义：表示力在空间上的积累效应，是能的转化的量度

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＜900时W＞0，力对物体做正功；

②当α=900时W＝0，力对物体不做功；

③当900＜α≤1800时W＜0，力对物体做负功或说成物脚体克服这个力做功

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 scosα计算功．注意α应是合外力与位移s

合

间的夹角．

②分别求各个外力的功：W＝F scosα，W=Fscosα……再求各个外力功的代数和．

1 1 1 2 2 2

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、单位：瓦（w），千瓦（kw）；

3、标量

4、公式:P＝W／t＝Fv

①P＝W／t所求的是这段时间内平均功率．

②P＝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．

③P＝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P=Fvcosθ、θ为F、v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．

5、发动机铭牌上的功率，是额定功率，也就是说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．

6、汽车运行问题

1、在汽车运行问题中，牵引力F和速度v通常方向是一致的，因此其瞬时功率的表达式可以写作：P=F·v。

2、在功率恒定的情况下，牵引力与瞬时速度v成反比。即有较大的牵引力，就必须有较小的速度，用较小的牵引力，就一定有较大的速度。

3、汽车的两种启动方式：（设汽车所受的阻力恒为f，同F在一条直线上）

以恒定功率P0启动：汽车刚开动时，行驶速度v较小，由于P0=F·v是恒定的，所以牵引力F较大。Ff，则汽车做加速运动。随着速度v的增大，由P0=Fv可知，F逐渐减小，

所以汽车的加速度逐渐减小，汽车做加速度逐渐减小的加速运动，当F减小至与f相等时，

即F=f，汽车的速度达到最大，Vm ，此后汽车以速度Vm做匀速直线运动。

=

这个过程可以简单地表示成：

以恒定牵引力F（Ff）启动：

0 0

汽车刚开动时，行驶速度v较小→P P ，F =F-f是恒定的→加速度a也是恒定的→做匀

实 额 合 0

加速直线运动，着V的增大→汽车的实际功率P =Fo.V渐增大→当P =P 时，安全运行的

实 实 额

要求使得此后汽车的牵引力必须减小，→加速度a逐渐减小，汽车开始做加速度逐渐减小的

加速运动→当F=f时，汽车的速度达到最大，Vm= ，此后汽车以v做匀速直线运动。

m

这个过程可以简单地表示成：

两种启动方式的v-t图线如下图所示：

来求，显然F－S图线下的面积就是力F所做的功；

来求，显然F－S图线下的面积就是力F所做的功；

这种求变力功的方法可称作图象法。四、小结：

1、功是能量转换多少的量度，做功的过程就是能量转换的过程。做了多少功就有多少能量转化成另一

种形式的能，或有多少能从一个物体转移到另一个物

体上。

2、要正确区分恒力功和变力功。公式 以

恒 定 功 率 启 动

W?FScos?只对恒力做功适用。不对具体问题作具 以恒定牵引力启动

体分析，而是靠套用公式解题是学习物理的最大障碍。三．图像法求变力做功3、关于功率，要正确区分“平均功率”和“即时

功率”。对于匀速直线运动来说，因为平均功率与即时功率相等，故没有区分的必要。

4、在保证功率相同的情况下，因为功率P=F·v，所以牵引力越大，则速度越小；反之牵引力越小，速度越大。这就是汽车满载时速度小，而空载时速度大的道理。

经典例题

考点1：理解功的概念和做功的两个要素。

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。

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。

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 。

功是标量，正、负表示 ，合力的功等于各分力分别