2021-2022学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册8.1功和功率讲义
文档属性
| 名称 | 2021-2022学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册8.1功和功率讲义 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 156.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-05-29 14:32:44 | ||
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文档简介
第一节：追寻守恒量——能量
1，能量
伽利略斜面实验表明：“有某一量是守恒的”，这个量叫做能量。能量是一个抽象的概念，抽象到什么程度呢？牛顿建立了牛顿力学体系，他就没有把能量的概念写进去，能量是后来的科学家逐渐认识到的一个重要概念，暂且不去追究其确切含义，随着后面的学习，自然会形成对能量的清晰认识。
我们常见到的如势能、动能、内能、电能、化学能、太阳能、核能等都属于能量的范畴，所有的能量均是标量。
2，常见的概念
势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能。势能包括重力势能和弹性势能等。
重力势能：物体由于被举高而具有的能。 对于重力势能,其大小由地球和地面上物体的相对位置决定。地面上，对于同一水平面而言，物体被举得越高，质量越大，物体具有的重力势能就越大。
动能：物体由于运动而具有的能，称为动能。动能是由物体的质量和速度共同决定的，物体运动的速度越大，质量越大，动能就越大。
机械能：我们把动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
第二节：功
功的引入：
力使得物体的能量发生变化，我们称该力对物体做了功。
做功的条件：
作用在物体上的力;
物体在力的方向上移动了位移。
注：功可以表示为力与在力的方向上移动的位移的的乘积。
功的计算：；
国际单位：焦耳（焦）；单位符号J；１Ｊ=1N·m
功的理解：
a、功一定要指明是哪个力对物体做的功
b、仅适用于恒力做功
c、功是过程量
d、功是标量
正功和负功
α W 物理意义
α=π/2 =0 W=0 表示力F对物体不做功
α＜π/2 >0 W>0 表示力F对物体做正功
π/2＜α≤π <0 W<0 表示力F对物体做负功
正功和负功的物理意义
正功的意义是：力对物体做正功，表明此力的效果是促进物体的运动，是动力。
负功的意义是：力对物体做负功，表明此力的效果是阻碍了物体运动，是阻力。
一个力对物体做负功，也可说成物体克服这个力做了功（正值）。
功是标量，但有正负。正负只表示做功的力的效果，功的正负既不表示方向，也不表示大小。
比如－8J的功表示阻力做了8J的功，5J的功表示动力做了5J的功，它表示动力或阻力做功。
大小关系是绝对值进行比较，即：-8J>5J
总功的计算：当物体在几个力的共同作用下,几个力对物体所做的总功的计算
①求出各个力所做的功，则总功等于各个力所做功的代数和。
②求出各个力的合力，则总功等于合力所做的功。
（α为合力与位移方向的夹角）
变力做功的计算
1)微元法(分段法)：把物体的运动过程分为若干个小段先求每小段上的功，再全部相加。
例如：用拉力拉着滑块沿半径为 1 m 的水平圆轨道运动一周， 已知物块的质量为 10 kg，物块与轨道间的动摩擦因数为 0.5，g = 10 m/s2。求此过程中摩擦力做了多少功？
解：摩擦力大小不变，方向总与物体的运动方向相反，有：
2)平均力法：当力的方向不变，大小与位移成线性关系时，先求出整个过程力的平均值，再利用求变力 F 做的功。
例如：如图所示，轻弹簧一端与竖直墙壁连接，另一端与一质量为m 的木块连接，放在光滑的水平面上，弹簧的劲度系数为 k，弹簧处于自然状态，用水平力 F 缓慢拉物体，使物体前进 L，求这一过程中拉力对物体做了多少功。
解：
3)图像法
图象法：变力做功中，可用 F－l 图象所包围的面积表示力对物体做的功，如图中阴影部分的面积。
4)化变为恒法(等效替换法)：有时候表面看起来是变力做功，但是经过适当变换可以转换成恒力做功。
例如：定滑轮至滑块的高度为h ，已知人拉细绳的力F (恒定不变)，滑块沿水平面由 A 点前进 s 至 B 点，滑块在初、末位置时细绳与水平方向夹角分别为 α 和 β。求滑块由 A 点运动到 B 点过程中，绳的拉力 T 对滑块所做的功。
解：
第三节：功率
功率：
定义：功与完成这些功所用时间的比值，叫作功率。
公式：
物理意义：反映物体做功的快慢。
单位：瓦特（国际单位制）,简称瓦，符号是 W；1 W＝1 J/s
功率是标量
平均功率和瞬时功率
平均功率：
瞬时功率
说明：当足够小时，平均速度就等于瞬时速度。
额定功率与实际功率
额定功率：是指机器正常工作时的最大输出功率，机器铭牌上会有标记。
实际功率：是指机器在工作中实际输出的功率。
实际功率总是小于或等于额定功率，机器只能在短时间内使实际功率略大于额定功率，不允许长时间超过额定功率工作。
汽车以额定功率启动（即恒功率启动）
理解：由，刚开始v比较小，那么牵引力比较大，由，那么a就比较大，反映在v-t图像上，就是曲线的倾斜程度大。由于有加速度a，物体的速度v就不断增大，由，v增大，牵引力就变小，加速度a就变小，v-t图上的曲线的倾斜程度就越来越小，当牵引力减小到等于阻力时，加速度为零，速度达到最大，之后汽车就以最大速度匀速运动了。那么最大速度就可以通过来求，这是因为。
恒定牵引力启动
理解：由于刚开始牵引力恒定，物体就以恒定的加速度做直线运动，速度v越来越大，则功率P越来越多，但是P不能一直增大，当P增大到等于额定功率时，，功率P就不再发生变化，则在[0,t1]时间内，汽车做匀加速运动，功率P不断增大，t1时功率达到额定功率，之后，功率不变，由于还有加速度a，速度v继续增大，则牵引力开始减小，加速a也开始减小，反应在v-t图上就是在时间(t1,t2]内的图像，当牵引力减小到等于阻力f时，加速a为0，速度达到最大，之后便以最大速度匀速运动。即：
恒力启动的常见求解内容
已知、质量、阻力、，求a，求匀加速运动的最大速度，匀加速能够持续的时间，最大速度。
1，能量
伽利略斜面实验表明：“有某一量是守恒的”，这个量叫做能量。能量是一个抽象的概念，抽象到什么程度呢？牛顿建立了牛顿力学体系，他就没有把能量的概念写进去，能量是后来的科学家逐渐认识到的一个重要概念，暂且不去追究其确切含义，随着后面的学习，自然会形成对能量的清晰认识。
我们常见到的如势能、动能、内能、电能、化学能、太阳能、核能等都属于能量的范畴，所有的能量均是标量。
2，常见的概念
势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能。势能包括重力势能和弹性势能等。
重力势能：物体由于被举高而具有的能。 对于重力势能,其大小由地球和地面上物体的相对位置决定。地面上，对于同一水平面而言，物体被举得越高，质量越大，物体具有的重力势能就越大。
动能：物体由于运动而具有的能，称为动能。动能是由物体的质量和速度共同决定的，物体运动的速度越大，质量越大，动能就越大。
机械能：我们把动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
第二节：功
功的引入：
力使得物体的能量发生变化，我们称该力对物体做了功。
做功的条件：
作用在物体上的力;
物体在力的方向上移动了位移。
注：功可以表示为力与在力的方向上移动的位移的的乘积。
功的计算：；
国际单位：焦耳（焦）；单位符号J；１Ｊ=1N·m
功的理解：
a、功一定要指明是哪个力对物体做的功
b、仅适用于恒力做功
c、功是过程量
d、功是标量
正功和负功
α W 物理意义
α=π/2 =0 W=0 表示力F对物体不做功
α＜π/2 >0 W>0 表示力F对物体做正功
π/2＜α≤π <0 W<0 表示力F对物体做负功
正功和负功的物理意义
正功的意义是：力对物体做正功，表明此力的效果是促进物体的运动，是动力。
负功的意义是：力对物体做负功，表明此力的效果是阻碍了物体运动，是阻力。
一个力对物体做负功，也可说成物体克服这个力做了功（正值）。
功是标量，但有正负。正负只表示做功的力的效果，功的正负既不表示方向，也不表示大小。
比如－8J的功表示阻力做了8J的功，5J的功表示动力做了5J的功，它表示动力或阻力做功。
大小关系是绝对值进行比较，即：-8J>5J
总功的计算：当物体在几个力的共同作用下,几个力对物体所做的总功的计算
①求出各个力所做的功，则总功等于各个力所做功的代数和。
②求出各个力的合力，则总功等于合力所做的功。
（α为合力与位移方向的夹角）
变力做功的计算
1)微元法(分段法)：把物体的运动过程分为若干个小段先求每小段上的功，再全部相加。
例如：用拉力拉着滑块沿半径为 1 m 的水平圆轨道运动一周， 已知物块的质量为 10 kg，物块与轨道间的动摩擦因数为 0.5，g = 10 m/s2。求此过程中摩擦力做了多少功？
解：摩擦力大小不变，方向总与物体的运动方向相反，有：
2)平均力法：当力的方向不变，大小与位移成线性关系时，先求出整个过程力的平均值，再利用求变力 F 做的功。
例如：如图所示，轻弹簧一端与竖直墙壁连接，另一端与一质量为m 的木块连接，放在光滑的水平面上，弹簧的劲度系数为 k，弹簧处于自然状态，用水平力 F 缓慢拉物体，使物体前进 L，求这一过程中拉力对物体做了多少功。
解：
3)图像法
图象法：变力做功中，可用 F－l 图象所包围的面积表示力对物体做的功，如图中阴影部分的面积。
4)化变为恒法(等效替换法)：有时候表面看起来是变力做功，但是经过适当变换可以转换成恒力做功。
例如：定滑轮至滑块的高度为h ，已知人拉细绳的力F (恒定不变)，滑块沿水平面由 A 点前进 s 至 B 点，滑块在初、末位置时细绳与水平方向夹角分别为 α 和 β。求滑块由 A 点运动到 B 点过程中，绳的拉力 T 对滑块所做的功。
解：
第三节：功率
功率：
定义：功与完成这些功所用时间的比值，叫作功率。
公式：
物理意义：反映物体做功的快慢。
单位：瓦特（国际单位制）,简称瓦，符号是 W；1 W＝1 J/s
功率是标量
平均功率和瞬时功率
平均功率：
瞬时功率
说明：当足够小时，平均速度就等于瞬时速度。
额定功率与实际功率
额定功率：是指机器正常工作时的最大输出功率，机器铭牌上会有标记。
实际功率：是指机器在工作中实际输出的功率。
实际功率总是小于或等于额定功率，机器只能在短时间内使实际功率略大于额定功率，不允许长时间超过额定功率工作。
汽车以额定功率启动（即恒功率启动）
理解：由，刚开始v比较小，那么牵引力比较大，由，那么a就比较大，反映在v-t图像上，就是曲线的倾斜程度大。由于有加速度a，物体的速度v就不断增大，由，v增大，牵引力就变小，加速度a就变小，v-t图上的曲线的倾斜程度就越来越小，当牵引力减小到等于阻力时，加速度为零，速度达到最大，之后汽车就以最大速度匀速运动了。那么最大速度就可以通过来求，这是因为。
恒定牵引力启动
理解：由于刚开始牵引力恒定，物体就以恒定的加速度做直线运动，速度v越来越大，则功率P越来越多，但是P不能一直增大，当P增大到等于额定功率时，，功率P就不再发生变化，则在[0,t1]时间内，汽车做匀加速运动，功率P不断增大，t1时功率达到额定功率，之后，功率不变，由于还有加速度a，速度v继续增大，则牵引力开始减小，加速a也开始减小，反应在v-t图上就是在时间(t1,t2]内的图像，当牵引力减小到等于阻力f时，加速a为0，速度达到最大，之后便以最大速度匀速运动。即：
恒力启动的常见求解内容
已知、质量、阻力、，求a，求匀加速运动的最大速度，匀加速能够持续的时间，最大速度。