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专题(四十四) 能的转化与能量守恒(二)——功和功率
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教材要点梳理——理主干 思本质
目
录
2
课标要点探究——明要点 知通法
01
教材要点梳理——理主干 思本质
1.概念:如果物体受到______的作用,并且在这个力的方向上通过了一段距离,就说这个力对物体做了功。
2.物理意义:度量能量转化的多少。做功的过程实质上就是能量转化的过程,力对物体做了多少功,就有多少能量发生了转化。例如,摩擦力做功是将动能转化为内能,起重机对重物做功是将电能转化为势能等。
3.做功的两个必要因素:作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离。要明确“在力的作用下,物体沿这个力的方向通过了一段距离,那么这个力就对物体做了功”。
知识点1 功
力
4.不做功的三种情况
知识点1 功
项目 缺力 缺距离 力与距离垂直
示意 图
特点 物体在水平方向不受力,因惯性而动 物体受力,但静止 有力有距离,但力的方向与距离的方向垂直
举例 在光滑水平面上匀速运动的小球 推而未动,搬而未起 人提水桶水平前进,提水桶的力和水桶的重力均不做功
5.定义:力学中,功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的________,即功=力×距离。
6.功的公式:____________。注意F和s必须对应“同一物体”“同一时间”“同一方向”。
功的单位:焦耳(简称“焦”),符号是“J”,1 J=1 N·m。
变形公式:求力______,求距离________。
7.拓展:重力做功W=________,摩擦力做功W=________。
知识点1 功
乘积
W=Fs
F=
s=
Gh
fs
8.常见功的估测:从地上拿起一个鸡蛋,缓缓举过头顶,人对鸡蛋大约做功 1 J;将地面上的科学课本捡起放到桌子上,人对课本做的功约为 2 J;中学生从一楼走到三楼,克服重力做的功约为3 000 J。
知识点1 功
1.概念:单位时间内所做的功叫功率。功率用来描述____________,也可反映能量转化的快慢。
2.公式:P=____。
3.单位:瓦特(W)、千瓦(kW)、焦/秒(J/s)。
4.推导公式:P==________(v为物体在F作用下运动的平均速度,单位是m/s)。
知识点2 功率
做功快慢
Fv
5.单位换算:1 kW=_______W,1 MW=1×106 W。
注意:功是指力在一段时间内产生的成效,功率是指产生成效的快慢,因此做功多,功率不一定大。
知识点2 功率
1 000
02
课标要点探究——明要点 知通法
考向1 功的概念及应用
例1 现有甲、乙、丙三个质量不同的物体(m甲>m乙>m丙),在相等的恒力F作用下,分别在水平方向、沿斜面向上、在竖直方向通过了相等的距离s,如图所示。F在这三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙,下列判断正确的是( )
A.W甲>W乙>W丙
B.W甲
C.W甲=W乙=W丙
D.W甲=W乙课标要点一 功的概念与意义
C
考向2 功的公式及单位
例2 一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车,行驶时所受的阻力为车总重的0.1倍,货车(含驾驶员)空载时重为2.5×104 N。g取10 N/kg。
(1)求货车空载行驶时所受的阻力大小。
(2)若货车以36 km/h的速度载着质量为500 kg的货物匀速行驶15 min,求货车牵引力做的功。
课标要点一 功的概念与意义
解:(1)货车空载行驶时所受的阻力:
f=0.1G=0.1×2.5×104 N=2 500 N。
(2)货物质量:m=500 kg,
货物的重力:G'=mg=500 kg×10 N/kg=5×103 N,
货车匀速行驶,牵引力和阻力是一对平衡力,
此时货车受到的牵引力:F=f'=0.1(G+G')=0.1×(2.5×104 N+5×103 N)=3×103 N,
课标要点一 功的概念与意义
货车的速度:v=36 km/h=10 m/s,
货车行驶时间:t=15 min=900 s,
货车行驶的路程:s=vt=10 m/s×900 s=9×103 m,
货车牵引力做的功:W=Fs=3×103 N×9×103 m=2.7×107 J。
课标要点一 功的概念与意义
考向1 功率的定义
例3 下列关于功率的说法,正确的是( )
A.做功越多,功率越大
B.做相同的功,所用时间越长,功率越大
C.做功所用时间越短,功率越大
D.用相同的时间,做的功越多,功率越大
课标要点二 功率的概念与意义
D
考向2 功率的公式及应用
例4 物体在水平地面上做直线运动,当物体运动的路程和时间的关系图像如图甲时,物体受到的水平推力为F1;当物体运动的速度和时间的关系图像如图乙时,物体受到的水平推力为F2。两次推力做功的功率分别为P1、P2,则F1______F2,P1______P2。(均填“>”“<”或“=”)
课标要点二 功率的概念与意义
=
<
例5 如图所示,一个物体从A点由静止开始下落,相继经过B、C两点,AB=BC。在AB段物体的重力做功为W1,做功的功率为P1;在BC段物体的重力做功为W2,做功的功率为P2,则下列关系正确的是( )
A.W1≠W2,P1≠P2
B.W1=W2,P1=P2
C.W1=W2,P1>P2
D.W1=W2,P1课标要点二 功率的概念与意义
D
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