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第八章 机械能守恒定律
第一节 功与功率
第一节|功与功率
核心素养点击
物理观念 明确功是标量,知道 的适用范围,会用功的公式进行计算;理解功率的概念,能运用功率的定义式 进行有关计算
科学思维 理解正功、负功的概念,会根据公式计算多个力的总功;初步理解化变力为恒力、处理变力做功的思想方法
科学探究 通过功率的定义式 推导 ,并能用于分析、计算和解释现象
科学态度与责任 培养学生理解功的概念,培养学生理解正功、负功的物理意义
梳理主干新知初感悟
功的公式的理解
二、正功和负功
力是标量,只有量值,没有方向。功的正负并不表示功的方向,而且也不是数量上的正与负。它们仅仅表示做功的力是(动力)还是(阻力)。
力做功的几种情况
【典例一】
1、如图所示的四幅图是小新提包回家的情景,小新对包的拉力没有做功的是( )
将包提起来 B. 站在水平匀速行驶的车上
C. 乘电梯匀速上升 D. 提着包上楼
解题思路:根据功的概念可知,只有同时满足有力及在力的方向上有位移两个条件,力才对物体做功,选项A、C、D中小新做功,选项B中小新没有做功,故B符合题意。
答案:B
【典例二】
2、如图,一顾客乘电梯从二楼下到一楼的过程中( )
A.重力对她做正功 B.重力对她做负功
C.支持力对她做正功 D.支持力对她做负功
解题思路:人站在自动扶梯上不动,随扶梯向下匀速运动,受重力和支持力,重力与v夹角小于90 ,做正功,支持力与v夹角大于90 ,做负功。故AD正确,BC错误。故选:AD。
答案:AD
三、功率
平均功率与瞬时功率
平均功率 瞬时功率
物理意义 描述物体在一段时间内或某一过程中做功的快慢 描述物体在某一时刻或某一位置做功的快慢
公式
类比物理量 平均速度、平均加速度 瞬时速度、瞬时加速度
功和功率的计算
【典例三】
3、关于平均功率的概念,以下说法正确的是( )
A.平均功率大说明物体做功多
B.平均功率小说明物体做功少
C.机器做功越多,其平均功率越大
D.机器做功越快,其平均功率越大
解题思路:平均功率反映一段时间做功的快慢,不能反映做功多少,平均功率大时,做功不一定多,故选D。
答案:D
【典例四】
机车启动问题
额定功率 实际功率
定义 发动机额定转速下长时间工作时的最大输出功率 发动机实际工作时的输出功率
特点 不同机械额定功率可能不同,但同一机型额定功率不变 同一机械实际功率随工作情况而变
联系 机车启动问题中几个物理量的求法
【基础练习】
2、如图所示,在匀加速运动的车厢内,一个人用力向前推车厢,若人与车厢始终保持相对静止,则以下结论中正确的是( )
A.人对车厢的推力不做功 B.人对车厢的摩擦力做负功
C.人对车厢的作用力不做功 D.人对车厢的作用力做负功
解析:A. 人对车厢的推力向右,位移也向右,则人对车厢的推力做正功,故A错误;
B. 人对车厢的摩擦力向左,位移向右,则人对车厢的摩擦力做负功,故B正确;
CD、由于人向右加速运动,可知车厢对人的合力向右,由牛顿第三定律可知,人对车厢的合力向左,故人做车厢的作用力做负功,故C错误,D正确。故选:BD。
答案:BD
4、汽车在平直的公路上以恒定的功率启动,设阻力恒定,则图中关于汽车运动过程中加速度、速度随时间变化的关系,以下判断正确的是( )
A.汽车的加速度﹣时间图象可用图乙描述
B.汽车的速度﹣时间图象可用图甲描述
C.汽车的加速度﹣时间图象可用图丁描述
D.汽车的速度﹣时间图象可用图丙描述