第一章功与功率

高一物理必修二总复习（文科）第一章功与功率第一节机械功一、二、机械功的公式(1)当力的方向与物体运动方向一致时，我们就把功定义为力的大小与位移大小的乘积，即W＝Fs.(2)当力的方向与运动方向成某一角度时，力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积，即W＝Fscosα.（3）功的单位：焦(J)，1J＝1N×1m＝1N·m.对公式W＝Fscosα的理解对公式W＝Fscosα可以有两种理解：一种是力F在位移s方向上的分力Fcosα与位移s的乘积；另一种是力F与在力F方向上的位移scosα的乘积．三、功的计算1、正功和负功由公式W＝Fscosα可知，力对物体做正功还是做负功，由F的方向和s的方向间的夹角α决定，具体情况见下表：夹角αcosα功W说明0°≤α＜90°cosα＞0W＞0力F对物体做正功α＝90°cosα＝0W＝0力F对物体不做功90°＜α≤180°cosα＜0W＜0力F对物体做负功2、计算几个力的总功一般有以下两种方法．(1)先由W＝Fscosα计算各个力对物体所做的功W1、W2、W3、…然后求所有力做功的代数和，即W总＝W1＋W2＋W3＋…(2)先由力的合成或根据牛顿第二定律求出合力F合，然后由W合＝F合·scosα计算总功，此时α为F合的方向与s的方向间的夹角．第二节功和能一、机械功的原理功的原理(1)内容：使用任何机械时，动力对机械所做的功总是等于机械克服阻力所做的功，这就是机械功的原理，简称功的原理．(2)公式：W动＝W阻＝W有用＋W额外或W输入＝W输出＋W损失．斜面是一种典型的简单机械，当我们利用斜面把重物推到高处时，有二、做功和能的转化1、功是能量转化的量度做功的过程就是能量转化的过程，做了多少功，就有多少能量发生转化．反之，转化了多少能量就说明做了多少功，所以，功是能量转化的量度．功和能的单位相同，都是焦(J)．2、功和能的区别与联系(1)区别：功是过程量，能是状态量．只能说处于某一状态的物体(或系统)具有多少能，而不能说这个物体(或系统)具有多少功，功是能量转化的量度．(2)联系①能量有多种不同形式，且不同形式的能量可以相互转化．不同形式的能量之间的转化通过做功来实现，即做功的过程就是能量转化的过程．②做了多少功就有多少能量从一种形式转化为另一种形式，即能量转化的多少可用做功的多少来量度．第三节功率一、功率的含义定义：如果从开始计时到时刻t这段时间间隔内，一个力所做的功为W，则功W跟完成这些功所用时间t的比值叫做功率．单位：在国际单位制中，功率的单位是互特，简称互，符号是W。功率是标量，只有大小，没有方向．其运算法则遵循代数和运算．物理意义：功率是表示做功快慢的物理量，即表示做功过程中能量转化的快慢．所以，力对物体做功多，功率不一定大。二、平均功率和瞬时功率的区别与联系物理量区别与联系平均功率瞬时功率区别公式Fv－cosα(F为恒力，v－为平均速度，α为F与v－之间的夹角)P＝Fvcosα(v为瞬时速度，α为F与v之间的夹角)物理意义表示力在一段时间内做功的平均快慢表示力在一段极短时间内做功的快慢物理量区别与联系平均功率瞬时功率区别对应关系与某一段时间(或过程)相关，计算时应明确是哪个力在哪段时间(或过程)内做功的功率与某一时刻(或状态)相关，计算时应明确是哪个力在哪个时刻(或状态)做功的功率联系在P－＝Wt中，当t→0时，所求的功率即为瞬时功率对公式P＝Fv的理解第四节人与机械一、定义：有用功跟总功的比值，叫做机械效率。1、物理意义：表示机械做功或利用该机械实现能量转化的有效程度的物理量，反映了机械工作性能的好坏达标练习一、选择题1.关于功的概念,下列说法中正确的是A.力对物体做功多,说明物体的位移一定大B.力对物体做功少,说明物体的受力一定小C.力对物体不做功,说明物体一定无位移D.功的多少是由力的大小和物体在力的方向上位移的大小确定的2.关于摩擦力对物体做功,以下说法中正确的是A.滑动摩擦力总是做负功B.滑动摩擦力可能做负功,也可能做正功C.静摩擦力对物体一定做负功D.静摩擦力对物体总是做正功3.水平面上的物体受水平推力F的作用由静止前进了s米,下列说法正确的是A.有摩擦力时F做功多B.无摩擦力时F做功多C.上述两种情况下F做功一样多D，以上说法都正确4.起重机竖直吊起质量为m的重物,上升的加速度是a,上升的高度是h,则起重机对货物所做的功是A.mghB.mahC.m(g＋a)hD.m(g－a)h6．关于功的正负，下列叙述中正确的是()A．正功表示功的方向与物体运动方向相同，负功为相反B．正功表示功大于零，负功表示功小于零C．正功表示力和位移两者之间夹角小于90°，负功表示力和位移两者之间的夹角大于90。D．正功表示做功的力为动力，负功表示做功的力为阻力7．以初速度v0竖直向上抛出一个质量为m的小球，上升最大高度是h．如果空气阻力f的大小恒定，则从抛出到落回出发点的整个过程中，空气阻力对小球做的功为A．0B．－fhC．一2mghD．一2fh额外有用有用总有用公式%100:.2GF,,0)(1,0:.3有用总额外有用总额外时当实际情况任何机械存在由于讨论8、使用简单机械时()．A．可以省力，可以省距离，也可以省功B．可以省力，多移动距离，也可以省功C．只能省功，但不能省力、省距离D．可以省力，但不能省功9．盘山公路总是筑得盘旋曲折，因为()．A．盘山公路盘旋曲折会延长爬坡的距离，根据斜面的原理，斜面越长越省功B．盘山公路盘旋曲折显得雄伟壮观C．盘山公路盘旋曲折会延长爬坡长度，斜面的原理告诉我们，高度一定，斜面越长越省力D．盘山公路盘旋曲折是为了减小坡度，增加车辆的稳度10．力对物体做功100J，下列说法正确的是()．A．物体具有的能量增加100JB．物体具有的能量减少100JC．有100J的能量发生了转化D．产生了100J的能量11．施一恒力于某物体，使它分别沿着粗糙水平地面和光滑水平地面移过相同一段距离，恒力的功和平均功率分别为W1、P1和W2、P2，则正确的关系是()A．W1＞W2、P1＞P2B．W1=W2、P1＜P2C．W1=W2、P1＞P2D．W1＜W2、P1＜P212.关于机械效率的说法正确的是（）A.越省力的机械，其机械效率越高B.越费力的机械，其机械效率越高C.做的有用功越多，机械效率越高D.有用功一定时，额外功越少，机械效率越高13.用绳拉着质量为1kg的小球匀速下落2m,拉力做功为_______J；以5m/s2的加速度提升2m,拉力做功为________J；以5m/s2的加速度匀减速提升2m,则拉力对小球做的功为________J.(g取10m/s2)14．一个60kg的人乘匀速上升的电梯从l楼到8楼，每层楼高3m，则电梯对人做功为J，重力对人做功为J，人受的合力对人做功为J。人对电梯的压力做功为．(g取10m／s2)15．一物体在推力F作用下克服恒定的阻力运动，其v-t图和F-s如图5-18所示．则在第1个5s、第2个5s、第3个5s内推力F物体做的功W1=______、W2=______、W3=______；在15s内阻共做功Wf=____；16.用一个装配好的滑轮组，把重力不同的物体提升相同的高度，在不计摩擦和绳重的情况下，被提升的物体越重，做的有用功就_________，而额外功_________，所以机械效率就_________.（选填“变大”“变小”或“不变”）17.如右图所示，用一动滑轮拉一物体A，以0.5m/s的速度在水平面匀速运动，物体A重为20N，受到的摩擦力是物重的0.2倍，水平拉力F为2.5N,2s内拉力做的功是____________J，滑轮的机械效率是____________（不计滑轮重力）.