2019-2020学年高一物理复习学案(人教版新教材必修2)
8.1功和功率
【学习目标】
1.理解功的概念,会用功的公式W=Fxcos α进行计算. 2.理解正功和负功的概念,知道在什么情况下力做正功或负功. 3.能够分析摩擦力做功的情况,并会计算一对摩擦力对两物体所做的功. 4.能区分平均功率和瞬时功率. 【知识要点】 一、功
1.如果物体在力的作用下能量发生了变化,这个力一定对物体做了功。 注:做功的两个必要因素:力和物体在力的方向上发生的位移。 2.功的计算公式:W=Fxcos_α
力对物体所做的功,等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦三者的乘积。 说明:(1)F是作用在物体上的某个恒力 (2)x是F的作用点发生的位移 (3)α是矢量F和x的夹角,0~180° (4)功是标量,但功有正负之分
(5)功的单位:在国际单位制中,功的单位是焦耳,符号是 J
(6)正功、负功的意义:正功: 表示动力对物体做功(促进);负功: 表示阻力对物体做功(阻碍)
3.求外力对物体做的总功,有两种方法:
(1)先求物体所受的合外力,再根据公式W合=F合xcos α求合外力的功.
(2)先根据W=Fxcos α求每个分力做的功W1、W2、……Wn,再根据W合=W1+W2+……+Wn求合力的功.
二、摩擦力做功的特点与计算
1.不论是静摩擦力,还是滑动摩擦力都可以是动力也可以是阻力,也可能与位移方向垂直,所以不论是静摩擦力,还是滑动摩擦力既可以对物体做正功,也可以对物体做负功,还可能不对物体做功.
(1)静摩擦力做功:若物体在倾斜的传送带上随传送带一起向上运动,静摩擦力做正功,若随传送带一起向下运动,静摩擦力做负功;在粗糙的水平圆盘上的物体随圆盘做圆周运动时,静摩擦力提供向心力,不做功.
(2)滑动摩擦力做功:如图所示,当将物体轻轻放在运动的传送带上时,滑动摩擦力对物体做正功;当传送带不动,物体冲上传送带时,滑动摩擦力对物体做负功;当物体在地面上滑动时,地面受到的滑动摩擦力不做功.
2.一对相互作用的静摩擦力等大反向且物体之间相对静止,即两个物体的对地位移相同,由W=Fxcos α可判断两个相互作用的静摩擦力做功的总和为零.
3.一对相互作用的滑动摩擦力等大反向但物体之间相对滑动,即两个物体的对地位移不相同,由W=Fxcos α可判断两个相互作用的滑动摩擦力做功的总和不为零.
二、功率
W
1.平均功率:P=或P=Fv.
t2.瞬时功率:P=Fvcos_α. 【题型分类】
题型一、正、负功的判断
例1 载人飞行包是一个单人低空飞行装置,如图所示,其发动机使用汽油作为燃料提供动力,可以垂直起降,也可以快速前进,若飞行包(包括人)在竖直匀速降落的过程中(空气阻力不可忽略),下列的说法正确的是( )
A.发动机对飞行包做正功 C.空气阻力对飞行包做负功 【同类练习】
1.分析下列三种情况下各力做功的正负情况:(1)如图甲所示,光滑水平面上有一光滑斜面b,物块a从斜面顶端由静止开始下滑的过程;(2)人造地球卫星在椭圆轨道上运行,由图乙中的a点运动到b的过程中;(3)小车M静止在光滑水平轨道上,球m用细绳悬挂在车上,由图丙中的位置无初速度释放,小球下摆的过程,则
B.飞行包的重力做负功 D.飞行包的合力做负功
A.图甲中,斜面对物块不做功, C.图丙中,绳的拉力对小车做负功
B.图乙中,万有引力对卫星做正功 D.图丙中,绳的拉力对小球做负功