2021-2022學(xué)年高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊(cè)8.1功和功率講義

1、第一節(jié)：追尋守恒量能量1，能量伽利略斜面實(shí)驗(yàn)表明：“有某一量是守恒的”，這個(gè)量叫做能量。能量是一個(gè)抽象的概念，抽象到什么程度呢？牛頓建立了牛頓力學(xué)體系，他就沒(méi)有把能量的概念寫(xiě)進(jìn)去，能量是后來(lái)的科學(xué)家逐漸認(rèn)識(shí)到的一個(gè)重要概念，暫且不去追究其確切含義，隨著后面的學(xué)習(xí)，自然會(huì)形成對(duì)能量的清晰認(rèn)識(shí)。我們常見(jiàn)到的如勢(shì)能、動(dòng)能、內(nèi)能、電能、化學(xué)能、太陽(yáng)能、核能等都屬于能量的范疇，所有的能量均是標(biāo)量。2，常見(jiàn)的概念勢(shì)能：相互作用的物體憑借其位置而具有的能量叫做勢(shì)能。勢(shì)能包括重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能等。重力勢(shì)能：物體由于被舉高而具有的能。對(duì)于重力勢(shì)能,其大小由地球和地面上物體的相對(duì)位置決定。地面上，對(duì)于同一水平面而

2、言，物體被舉得越高，質(zhì)量越大，物體具有的重力勢(shì)能就越大。動(dòng)能：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能，稱(chēng)為動(dòng)能。動(dòng)能是由物體的質(zhì)量和速度共同決定的，物體運(yùn)動(dòng)的速度越大，質(zhì)量越大，動(dòng)能就越大。機(jī)械能：我們把動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能統(tǒng)稱(chēng)為機(jī)械能。第二節(jié)：功功的引入：力使得物體的能量發(fā)生變化，我們稱(chēng)該力對(duì)物體做了功。做功的條件：作用在物體上的力;物體在力的方向上移動(dòng)了位移。注：功可以表示為力與在力的方向上移動(dòng)的位移的的乘積。功的計(jì)算：；國(guó)際單位：焦耳（焦）；單位符號(hào)J；=1Nm功的理解：a、功一定要指明是哪個(gè)力對(duì)物體做的功b、僅適用于恒力做功c、功是過(guò)程量d、功是標(biāo)量 正功和負(fù)功W物理意義=/2=0W=0表示力F對(duì)

3、物體不做功/20W0表示力F對(duì)物體做正功/20W5J總功的計(jì)算：當(dāng)物體在幾個(gè)力的共同作用下,幾個(gè)力對(duì)物體所做的總功的計(jì)算求出各個(gè)力所做的功，則總功等于各個(gè)力所做功的代數(shù)和。求出各個(gè)力的合力，則總功等于合力所做的功。（為合力與位移方向的夾角）變力做功的計(jì)算1)微元法(分段法)：把物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分為若干個(gè)小段先求每小段上的功，再全部相加。例如：用拉力拉著滑塊沿半徑為 1 m 的水平圓軌道運(yùn)動(dòng)一周， 已知物塊的質(zhì)量為 10 kg，物塊與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 0.5，g = 10 m/s2。求此過(guò)程中摩擦力做了多少功？解：摩擦力大小不變，方向總與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反，有：2)平均力法：當(dāng)力的方向不變，大

4、小與位移成線性關(guān)系時(shí)，先求出整個(gè)過(guò)程力的平均值，再利用求變力 F 做的功。例如：如圖所示，輕彈簧一端與豎直墻壁連接，另一端與一質(zhì)量為m 的木塊連接，放在光滑的水平面上，彈簧的勁度系數(shù)為 k，彈簧處于自然狀態(tài)，用水平力 F 緩慢拉物體，使物體前進(jìn) L，求這一過(guò)程中拉力對(duì)物體做了多少功。解：Fk3)圖像法圖象法：變力做功中，可用 Fl 圖象所包圍的面積表示力對(duì)物體做的功，如圖中陰影部分的面積。4)化變?yōu)楹惴?等效替換法)：有時(shí)候表面看起來(lái)是變力做功，但是經(jīng)過(guò)適當(dāng)變換可以轉(zhuǎn)換成恒力做功。例如：定滑輪至滑塊的高度為h ，已知人拉細(xì)繩的力F (恒定不變)，滑塊沿水平面由 A 點(diǎn)前進(jìn) s 至 B 點(diǎn)，滑塊

5、在初、末位置時(shí)細(xì)繩與水平方向夾角分別為 和 。求滑塊由 A 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 B 點(diǎn)過(guò)程中，繩的拉力 T 對(duì)滑塊所做的功。解：第三節(jié)：功率功率：定義：功與完成這些功所用時(shí)間的比值，叫作功率。公式： 物理意義：反映物體做功的快慢。單位：瓦特（國(guó)際單位制）,簡(jiǎn)稱(chēng)瓦，符號(hào)是 W；1 W1 J/s功率是標(biāo)量平均功率和瞬時(shí)功率平均功率：瞬時(shí)功率說(shuō)明：當(dāng)足夠小時(shí)，平均速度就等于瞬時(shí)速度。額定功率與實(shí)際功率 額定功率：是指機(jī)器正常工作時(shí)的最大輸出功率，機(jī)器銘牌上會(huì)有標(biāo)記。實(shí)際功率：是指機(jī)器在工作中實(shí)際輸出的功率。實(shí)際功率總是小于或等于額定功率，機(jī)器只能在短時(shí)間內(nèi)使實(shí)際功率略大于額定功率，不允許長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)額定功率工作

6、。汽車(chē)以額定功率啟動(dòng)（即恒功率啟動(dòng)）理解：由，剛開(kāi)始v比較小，那么牽引力比較大，由，那么a就比較大，反映在v-t圖像上，就是曲線的傾斜程度大。由于有加速度a，物體的速度v就不斷增大，由，v增大，牽引力就變小，加速度a就變小，v-t圖上的曲線的傾斜程度就越來(lái)越小，當(dāng)牽引力減小到等于阻力時(shí)，加速度為零，速度達(dá)到最大，之后汽車(chē)就以最大速度勻速運(yùn)動(dòng)了。那么最大速度就可以通過(guò)來(lái)求，這是因?yàn)?。恒定牽引力啟?dòng)理解：由于剛開(kāi)始牽引力恒定，物體就以恒定的加速度做直線運(yùn)動(dòng)，速度v越來(lái)越大，則功率P越來(lái)越多，但是P不能一直增大，當(dāng)P增大到等于額定功率時(shí)，功率P就不再發(fā)生變化，則在0,t1時(shí)間內(nèi)，汽車(chē)做勻加速運(yùn)動(dòng)，功率P不斷增大，t1時(shí)功率達(dá)到額定功率，之后，功率不變，由于還有加速度a，速度v繼續(xù)增大，則牽引力開(kāi)始減小，加速a也開(kāi)始減小，反應(yīng)在v-t圖上就是在時(shí)間(t1,t2