物理 -《功和功率》学案(新人教版必修2)

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1、第2-3节 功和功率(导学案)知识与技能1.理解功的概念,知道做功的两个不可缺少的条件。2.知道功是标量,理解正功和负功的意义,理解功是能量转化的量度的观点。3.理解功率的概念,能运用功率的公式P=W/t进行有关的计算4.会计算恒力的功和有关功率的一般问题.过程与方法结合生活中的某些实践进行讨论,达到掌握本节知识的技能和要求.情感态度价值关在学习中体会合作探讨知识的乐趣,认识科学与生活的紧密联系.学习过程一.功一个物体受到力的作用,如果在力的方向上发生了一段位移,这个力就对物体.请你举几个做功的案例:下面的

2、几个事例是物理意义上的功吗?做功的两大因素是:这是做功的两个不可缺少的因素。力学里规定:如果力的方向与物体位移方向一致,功就等于力的大小和位移的大小的乘积。即W=FS想一想:(1)如果作用力的方向和位移的方向垂直时,这个力做功情况怎样?(2)如果作用力和位移方向不在一条直线上(也不是互相垂直)这个力是否做功?怎样计算它的功?请你提出一个方案。即导出:W=FSCOSα上式说明: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。2.功是标量:国际单位制中,功的单位是:符号是:J.1焦耳

3、的意义是:二.正功和负功请你根据功的公式W=FSCOSα讨论(1)当α=90°时COSα=0,W=0表示(2)当α<90°时COSα>0,W>0表示(3)当90°<α≤180°时,COSα<0,W<0,这表示力对物体做一个力对物体做负功,往往说成物体做功(取绝对值)。例如:(请你自己举几个例子)所以正负功的意义只是说明:在如图所示的物体沿斜面下滑的过程中:N、f、G三个力中,做正功的是做负功的是不做功的是学以致用:讨论力F在下列几种情况下做功的多少[  ]  (1)用水平推力F推质量是m的物体在光滑水平面上

4、前进了s.  (2)用水平推力F推质量为2m的物体沿动摩擦因数为μ的水平面前进了s.  (3)斜面倾角为θ,与斜面平行的推力F,推一个质量为2m的物体沿光滑斜面向上推进了s.[  ]   A.(3)做功最多 B.(2)做功最多   C.做功相等    D.不能确定通过上面的讨论可知:一个力的功只给有关,而给无关。案例:一个质量m=150kg的雪橇,受到与水平方向成θ=370角斜向上的拉力F=500N,在水平地面上移动的距离L=5m。物体与地面间滑动摩擦力F=100N。求力对物体所做的总功。请你解答出这个案例

5、:结论:当物体在几个力的共同作用下发生一段位移时,这几个力对物体所做的功,等于各个力分别对物体所做功的代数和。也等于这几个力的。三.功率不同物体做相同的功,所用的时间往往不同。也就是说,做功的快慢并不相同。例:一台起重机能在1min内把1t重的货物提升到预定的高度,另一台起重机只用30s就可以做到。第二台起重机比第一台起重机做功快一倍。1.功率的概念:物理学中规定,一个力所做的功W,跟完成这些功所用时间t的比值叫做功率。用公式表示就是:P=W/t(表示做功的快慢)单位:瓦。符号:(W)1W=1J/s技术上常

6、用千瓦(kw)做单位。1kw=1000W各种机器的实际输出功率常随时间变化,因此有平均功率与瞬时功率之分。你认为公式P=W/t中的P是一个什么功率?如果要表示瞬时功率,公式应怎样改写?2.额定功率和实际功率电动机、内燃机等动力机械都标有额定功率,就是:在正常条件下可以长时间工作的最大功率。实际机械输出的功率往往小于这个功率。在特殊情况下,短时间内也可以实际输出功率大于额定功率。(但这对机器有害!)3.功率与速度力、位移、时间都与功率相联系。你能根据公式P=W/t和功的定义W=FS推导出功率与速度的关系吗?结

7、果:一个力对物体的功率,等于这个力与受力物体运动速度的乘积。想一想:通过公式P=FV还能反映那些问题?(1)v表示平均速度时,则(2)v表示瞬时速度时,则从P=FV可以看出,汽车,火车等交通工具和各种起重机械,当发动机功率P一定时,牵引力F与速度V成,要增大牵引力,就要思考:为什么高速火车、汽车、赛车和大型舰船都需要安装大功率发动机?案例:某型号汽车的发动机额定功率为60kw,在水平路面上行驶时受到的阻力是1800N,求发动机在额定功率下匀速行驶时的速度。在同样的阻力下,如果行驶速度只有54km/h,发动机

8、输出的实际功率是多少?思考:(1)匀速行驶时牵引力与阻力关系如何?(2)同样阻力下,速度只有54km/h表明了什么问题?你能解答这个案例吗?(答案:120km/h,27kw。)四.本节知识要点总结:1.功的概念及功的公式:2.做功的两个必要因素:3.正功、负功:1.功率:(额定功率、实际功率、平均功率、瞬时功率)五.沙场练兵:1.起重机竖直吊起质量为m的重物,上升的加速度是α,上升的高度是h,则起重机对货物所做的

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