高中物理功和功率

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1、学习重点：　　1、功的概念　　2、功的两个不可缺少的要素　　3、机械功的计算公式　　4、功率的概念及其物理意义　　知识要点：　　（一）功的概念　　1、定义：　　如果一个物体受到力的作用，并且在力的方向上发生了一段位移，物理学中就说力对物体做了功。　　2、做功的两个不可缺少的要素：　　力和物体在力的方向上发生的位移。（分析一个力是否做功，关键是要看物体在力的方向上是否有位移）　　（二）功的公式和单位　　1、公式：　　W=F·Scosα　　即：力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移夹角的余弦三者的乘积。　　2、功的单位：　　在国际单位制中功的单位是“焦耳”，简称“焦”，符号

2、“J”　　1J=1N·m　（1焦耳=1牛·米）　　3、公式的适用条件：　　F可以是某一个力，也可以是几个力的合力，但F必须为恒力，即大小和方向都不变的力。　　4、两种特殊情况：（从A运动到B）　　（1）力与位移方向相同，即α=0°　　W=F·S·cos0°=F·S　　（2）力与位移方向相反，即α=180°　　W=F·S·cos180°=-F·S　　5、公式中各字母的正负取值限制：　　F和S分别指“力的大小”和“位移的大小”即公式中的F和S恒取正值，α指力和位移之间的夹角，也就是力的方向和位移的方向之间的夹角，α的取值范围是：0°≤α≤180°。　　6、参考系的选择：　　位移与参考系的

3、选取有关，所以功也与参考系的选取有关。　　在中学范围内，计算时一律取地面或相对于地面静止的物体作为参考系。　　（三）正功与负功　　1、功的正负完全取决于α的大小：　　（1）当0°≤α<90°时，cosα>0，W>0，此时力F对物体做正功，该力称为物体的“动力”。　　（2）当α=90°时，cosα=0，w=0，此时力F对物体做零功，或称力对物体不做功。　　（3）当90°<α≤180°时，cosα<0，W<0，此时力F对物体做负功，或称物体克服力F做功，该力称为物体的“阻力”。　　2、功是标量，只有大小、没有方向。功的正负并不表示功有方向。　　（四）合力所做的功等于各分力做功的代数和。　

4、　即：W合=W1+W2+…　　（五）功率的概念：　　1、功率是描述做功快慢的物理量。　　2、功和完成这些功所用的时间的比值，叫做功率。　　3、功率是标量。　　（六）功率的公式和单位：　　1、定义式：　　（其中W代表功，t代表做功所用的时间，P代表功率）　　2、功率的单位：　　（1）在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称“瓦”，符号“W”　　1W=1J/S（1瓦=1焦/秒）　　（2）千瓦：符号“kw”1kw=1000w（1千瓦=1000瓦）　　（七）平均功率与瞬时功率　　1、平均功率：　　　　其中是物体在t时间内的平均速度，α是F与之间的夹角。　　2、瞬时功率：　　P=Fvcosα（当

5、Δt→0时，为瞬时速度）　　其中v是物体在某一时刻的瞬时速度，α是F与v之间的夹角。　　3、说明：　　如果作用于物体上的力为恒力，且物体以速度v做匀速直线运动，则力对物体做功的功率保持不变。在这种情况下，任意一段时间内的平均功率与任一瞬间的瞬时功率都是相同的。　　（八）额定功率与实际功率　　1、额定功率：机械在正常工作时所允许的最大功率。　　2、实际功率：机械在实际工作时的功率　　3、机械正常工作的条件：P实≤P额　　（九）汽车运行问题　　1、在汽车运行问题中，牵引力F和速度v通常方向是一致的，因此其瞬时功率的表达式可以写作：P=F·v。　　2、在功率恒定的情况下，牵引力与瞬时速度v

6、成反比。即有较大的牵引力，就必须有较小的速度，用较小的牵引力，就一定有较大的速度。　　3、汽车的两种启动方式：（设汽车所受的阻力恒为f，同F在一条直线上）　　（1）以恒定功率P0启动：　　汽车刚开动时，行驶速度v较小，由于P0=F·v是恒定的，所以牵引力F较大。F>f，则汽车做加速运动。随着速度v的增大，由P0=Fv可知，F逐渐减小，所以汽车的加速度逐渐减小，汽车做加速度逐渐减小的加速运动，当F减小至与f相等时，即F=f，汽车的速度达到最大，vm，此后汽车以速度vm做匀速直线运动。　　特别地，如果汽车以额定功率P额启动、运行，由上面的分析可知，汽车所能达到的最大速度就是　　这个过程可

7、以简单地表示成：　　v小，F大，a大v↑F↓ΣF=F-f↓a↓v↑F↓……F=fvm　　（2）以恒定牵引力F0（F0>f）启动：　　汽车刚开动时，行驶速度v较小，P实