第5章第1课时功与功率.ppt

第五章 机械能和能源 第 1 课时 功 功率 目标 1. 掌握功正负的判断和计算功的方法 2. 理解 P ＝ W t 和 P ＝ F v 的关系，并会运用这两式计算功率 3. 掌握两种 机车启动的过程分析． 在讲功之前，问大家两个问题： 1、功的定义是如何来的？ 2、功的定义里要注意什么问题？ 在初中：定义功是力与力的方向上的路程的乘积 即： 在高中：如图所示在光滑的水平面上，以水平方向成α角的拉力 作用来，物体的位移为S，求力F所做的功。 分析：可以把力F分解为沿水平的分 力F1和竖直方向的分力F2，即有： 由于F2与位移垂直不做功，所以有： 力的方向上 标量 4．功是 ，没有方向，但有正、负之分． 一、功 由式子可见，我们要注意F、S和α 图2 答案　(1)C　(2)D　(3)A　(4)0　0 图3 图4 C 补充例题：如图所示，两个质量相同的小球A、B固定在一轻杆 的两端，绕一固定转轴O从水平位置由静止释放，当杆到达竖 直位置时，设杆对A做功为W1，杆对B做功为W2，则(　) A．W1＝0，W2＝0 B．W10，W20 C．W10，W20 D．W10，W20 C 本题判断功的正负的方法：物体的能量增加， 外力做正功；物体的能量减小，外力做负功． 图5 A 时间 快慢 平均功率 平均功率 瞬时功率 正常工作 最大 实际工作 额定功率 二、功率 图6 例：人的心脏每跳一次大约输送8×10-5m3的血液，正常人血压 （可看作心脏压送血液的压强）的平均值为1.5×104Pa，心跳约 每分钟70次，据此估测心脏的平均功率约为__________W 1.4 v↑ 例：有一辆汽车的质量为2×103kg，额定功率为9×104W。汽车在 平直路面上由静止开始运动，所受阻力恒为3×103N。在开始启动 的一段时间内汽车以1m/s2的加速度匀加速行驶。从开始运动到停 止加速所经过的总路程为270m，求： （1）汽车匀加速运动的时间： （2）汽车能达到的最大速度； （3）汽车从开始运动到停止加速所用的时间。 答案：（1）18s（2）30m/s（3）28s 例：如图所示，一个与平台连接的足够长的斜坡倾角θ=arcsin 一辆卡车的质量为1t，关闭发动机，卡车从静止开始沿斜坡滑下， 最大速度可达120km/h。已知卡车运动过程中所受空气阻力和地面 阻力与速度成正比，即f=kv.（g取10m/s2) （1）求出比例系数k； （2）现使卡车以恒定功率P沿斜坡向上行驶，达到最大速度为54 Km/h，求功率P 答案：（1）10N ·s/m （2）7250W 点评： 1．在应用公式W＝FScosθ求恒力F的功时，与物体是否受其它力以及物体的运动状态无关．功的大小只由力的大小、位移大小及二者方向的夹角决定． 2．在应用公式P＝Fv分析机车启动时，F为机车的牵引力，只有机车匀速运动时，牵引力F等于阻力f，才有P＝fv. 3．在机车以恒定加速度启动中，要注意区分匀加速过程终止时的速度与最后的最大速度． [知识梳理] 1．功的定义：力对物体所做的功等于力的大小、位移的大小以及力与位移夹角的余弦的乘积． 2．功的计算公式：W＝. Fscos α 特别提醒　只适用于恒力做功的计算． 3．力做功的两个必要因素： 力和物体在发生的位移． 思考：“正功”、“负功”的物理意义是什么？“正功”、“负功”中的“＋”、“－”号表示功的大小吗？ 答案　正功表示物体所受力使物体获得能量，是动力；负功表示物体所受力使物体失去能量，是阻力．“＋”、“－”正负号只表示物理意义，不表示大小． 课堂探究?突破考点 考点一　功的计算 考点解读 1．恒力做功的计算公式W＝Fscos α，其中F为恒力，s是物体相对地面的位移，而不是相对于和它接触的物体的位移． 2．变力做功的计算 (1)用动能定理W＝ΔEk计算 (2)当变力做功的功率一定时，用功率和时间计算：W＝Pt. (3)将变力做功转化为恒力做功．3．总功的计算：(1)先求物体所受的合外力，再求合外力的功； (2)先求每个力做的功，再求各力做功的代数和．典例剖析 如图2所示，质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，现使斜面水平向左匀速移动距离s. (1)摩擦力对物体做的功为(物体与斜面相对静止)(　　) A．0 B．μmgscos θ C．－mgssin θcos θ D．mgssin θcos θ (2)斜面对物体的弹力做的功为(　　) A．0 B．mgssin θcos2 θ C．－mgscos2 θ D．mgs