高一物理第七章 机械能 第一节 动 第二节 功率人教版
【同步教育信息】
一. 本周教学内容：
第七章 机械能
第一节 功 第二节 功率
二. 知识要点：
理解功的概念，知道力和物体在力的方向上发生位移是做功的两个必不可缺的因素，知道功的计算公式W?Fscos?会用这个公式计算恒力的功，理解正功和负功的概念，知道在什么情况下做正功或负功，知道什么是几个力对物体所做的总功，也等于各个力分别对物体做功的代数和了解变力做功计算方法。
W，进行有关的计算，理解公式P?F?V的t意义能用来解释现象，计算瞬时功率和平均功率，能用公式P?FV讨论机动车起动问题。
理解功率的概念，能运用功率公式P?
三. 重难点解析：
（一）功的有关问题： 1. 功
物体在力的作用下沿力的方向发生一段位移，则这个力对物体做了功。从定义可以看出做功的两个必要因素。（1）力；（2）在力的方向上发生的位移。
没有力根本谈不上做功，人无法对空中飞行的飞机施力不能对飞机做功。
对物体施力，物体也运动，运动位移不在力的方向上或力的方向上位移分量为零，则力对物体不做功。如小球沿水平桌面滚动，重力和桌面的支持力不做功。
注意做功是一个物理概念，不是日常口语与生活中工作的概念，和做工的概念不同。 工作时，有些活动可能做功，有些活动可能不做功。 2. 功值的计算
（1）若物体（可看作质点）在恒力F作用下，在力的方向上发生位移为S，则力F对物体做功WF?F?S。
（2）若恒力与位移夹角为?则：WF?F?Scos?，?为F?S正方向夹角。 当??0时，cos??1，WF?F?S就是（1）中公式。
应用公式注意：
① 式中F是恒力，若是变力计算公式形式相同计算方法数学还未学到（2）中公式只适用于恒力做功。
② 公式中位移是相对于地面的。在物体可以看做质点时S是物体的位移，当物体不可以看作质点时，S是力的作用点的位移，Scos?为力的方向上发生的位移。
③ 力F与S在时间上是对应的，S是F作用时发生的，F取消后发生的位移与F不是做功的条件了。
（3）功的单位：F为牛，S为米，W单位是牛·米，又叫焦耳。
（4）做功是一个过程是力F持续作用下在位移S上的积累。也就是力F在位移S内能使物体运动状态改变多少的量度。
（5）功是标量正负不表示方向。 3. 正功和负功
由功的计算公式看，WF?FScos?
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（1）当0???（2）当??（3）当
?2时，cos??0，W?0力对物体做正功。
?2时，cos??0，W?0力不做功（有力无功）。
?2????时，?1?cos??0，W?0力对物体做负功，又称物体克服阻力
做功。负功不是大小是表示谁对谁做功，力对物体做负功，力是阻力，力不能使物体加速，力使物体减速。
4. 做功的物理意义
做功过程是能量转变的过程。如人推车前进，人的推力，对车做功，本质就是人的体能转变为车运动的机械能最终转变为摩擦产生的内能。又如人提起重物人对重物做功，人的体能转变为物体的机械能。 5. 几个力对物体做的总功
当物体在几个F1、F2、F3…Fn的共同作用下，发生位移S。这几个力对物体做的总功就是它们的合力对物体做的功，数值等于各个力做功的代数和。W总?F合Scos??
W1?W2?W3???Wn?F1Scos?1?F2Scos?2???FnScos?n，式中?1、?2…?n为各力分别与S的夹角，?是合力与S的夹角。 6. 变力的功 （1）变力做功W=FS，不成立，如把悬挂的小球从A点缓慢地拉到B点，F做的功，W?FS，这是因为F?mgtan?是变化的。 θSBAF （2）一般方法：把整个做功过程分割为足够小的小段，把位移分割为很多微小位移在每一微小段上力可以看作恒力，求出每一微小位移上力做功值，把所有微小位移上做功求和即为总位移上力所做的功。 （3）利用示功图计算，若是恒力则W?FS?S ，若F为变力，则W?S面积。 FF00FW0SS0W=F0S0S （二）功率： 1. 功率 P?W，若有多少个力做功，注意P是哪个力做功的功率。 t用心 爱心 专心
2. 单位
1焦耳/秒=1瓦特=1W。 3. 物理意义
表示做功快慢，功率与功是不同的意义的物理量，做功多少是做功的总量，功率大小是做功的快慢，做功多不一定功率大，做功少不一定功率小。
4. 功率是标量，动力功率为正，阻力功率为负。一般计算绝对值大小，正负由动力、阻力确定。
5. 功率的另一种表达式：P?WFScos???F?Vcos?。 ttF为做功的力，V是运动速度，?是F与V的夹角，若V为平均速度，P为平均功率，V
为瞬时速度，P为瞬时功率。
当V一定，P?F，当F一定（一般是匀变速运动）P?V，当P一定，F?1。 V6. 机动车起动的两种模式
（1）机车以恒定功率起动，设机动车质量为m，功率为P，从静止（或很小速度）起动，所受阻力为f恒定，则P?FV，F?PF?fPff??，、，车的加速度a?VmmVmmPPP恒定。a随V增大而减小，当a减小到零时，V最大，aV?Vm?，而当V?后不mffV（P、F）VmPf0VPFt （2）机动车以恒定加速度起动 P?FV，F一定才能使加速度一定，F一定P?V，功率由很小增大。当P?P额时，可能再加速。 P时，速度最大；功率变化，速度变化如图示0?t1时间内f车以恒定加速度起动，功率正比于速度增大。t1?t2时间内，牵引力减小，功率达到额定功率加速度减小，速度增大。t2以后牵引力F?f匀速运动。t1?t2时间应引起注意。 速度再增大，F减小，当V?V（P、F）FmVmPf0t1t2VPtF 【典型例题】 [例1] 用一个力在水平地面上拉一个质量为100kg的雪橇匀速前进20m，拉力方向与水平方向成45?角，已知雪橇和路面之间的动摩擦因数为0.20，求此人拉雪橇所做的功，求各力做的总功。 用心 爱心 专心
FNFfαFv 解析：雪橇沿水平面匀速前进所受4个力如图示。水平和竖直方向合力为零。已知．．S=20m，??45?，??0.20，m?100kg，把F分解为水平和竖直分力 mg?Fcos??Ff?mg?F?Fsin??mgF?，解得：， ?Ncos???sin??F??FN?fWF?FScos??代入已知数W??mgScos?，
cos???sin?0.20?100?9.8?20?0.707J?3267J
0.707?0.20?0.707求各力对物体做的总功就是合力所做功。 Ff??FN??(mg?FSsin?)
Wf??(mg?Fsin?)Scos?????(mg? ??0.20?(100?9.8??mgsin?)S
cos???sin?0.20?100?9.8?0.707)?20??3267J 0.707?0.20?0.707WFN?0 WG?0 ∴ 各力所做总功W总?WF?Wf?WFN?WG?3267?3267?0?0?0 [例2] 如图所示，小物块A位于光滑斜面上，斜面体位于光滑水平面上。当物体A沿斜面下滑时，斜面对A的作用力（ ） A. 不做功 B. 做正功 C. 做负功 D. 不确定 A 解析：斜面体对A的支持力方向与斜面垂直，A对斜面体有压力，使斜面体沿水平面向右滑动A对斜面运动是沿斜面下滑，对地的运动是图中S，S与FN夹角为钝角。所以FN对A做功，做负功，C正确。 FNFN′S [例3] 一条绳长为?，质量为m，放于地面现用力将绳子一端向上缓慢拉起直到另一端也离开地面求拉力做功多少？ 用心 爱心 专心
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