功和功率.docx
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功和功率
功和机械能
(一)功、功率
学生姓名
年级
学科
物理
授课教师
日期
时段
核心内容
功、功率
课型
一对一/一对N
教学目标
1、知道功的概念和功的计算公式,知道功的单位
2、通过思考和讨论判断力是否对物体做了功,学会从物理现象和实验中归纳简单的物理规律
3、理解功率的概念和计算公式,知道功率的单位,能利用功率的公式进行简单的计算
4、通过观察和实验了解功率的物理意义,学会用科学探究的方法研究物理问题
重、难点
功率定义的理解,利用功率的公式P=W/t进行计算,利用W=Pt计算功。
精准诊查
课首沟通
1、询问课程进度以及掌握情况
2、检查上次作业
3、沟通学习状态
知识导图
功和机械能
功
功率
课首小测
1.马拉着质量为2000kg的车,在水平路上前进400m的过程中,所用时间为10s,马的水平拉力对车做功3×105J,那么马的水平拉力为______N,拉力做功功率为,车受到的重力做功为J。
【题型】填空题
【知识点】功、功率
【参考答案】750;3×104W;0
【解析】已知马的水平拉力对车做功3×105J,在水平路上前进400m,由公式
,
由公式
,车在重力方向没有发生距离,故做功为0J。
互动导学
导学一:
功
知识点讲解:
功
1、功的概念:
在力学中,把力与在力的方向上移动距离的乘积叫做功。
力学所说的“功”包含有“成效”的意思,就是“当一个力作用在物体上,使物体在这个力的作用下通过了一段距离,这个力的作用就有了成效,力学里就说这个力做了功”。
2、功的两个必要因素:
一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上移动的距离。
3、功的公式:
,如果是求“重力做功”或“克服重力做功”,由于重力方向恒定为竖直向下,则在重力方向移动的距离必定为物体上升或下降的高度,所以此时
4、功的单位:
在国际单位制中,力的单位是牛,距离的单位是米,功的单位是牛•米,它有一个专门的名称叫做焦耳,简称焦,符号是:
J,1J=1N•m,其物理意义是:
作用在物体上的力是1N,物体在力的方向上通过的距离是1m,则这个力做的功是1J,把1个鸡蛋举高2m做的功大约是1J。
5、做功为0的三种情况:
①无中生有(F=0,物体靠惯性运动或不受力),②推而不动(s=0),③劳而无功(F⊥s)。
例题
1.下列关于功的各种说法中,正确的是()
A.只要有力作用在物体上,就一定做了功
B.只要物体移动了距离,就一定做了功
C.只要有力作用在物体上,物体又移动了距离,就一定做了功
D.只要有力作用在物体上,物体又在该力的方向上移动了距离,就一定做了功
【题型】单选题
【知识点】功
【参考答案】D
【解析】功的两个必要因素:
一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上移动的距离。
2.肖龙同学用F=20N的力沿如图所示的斜面将重为100N的物体从斜面顶端匀速拉至低端,受到摩擦力f=80N,支持力80N,已知斜面长为5m,高3m,水平距离4m。
则物体运动过程重力做功J,拉力F做功J,支持力F支做功J,摩擦力f做功J.
【题型】填空题
【知识点】功
【参考答案】300;100;0;400
【解析】由WF=F·s和WG=G·h可算。
F支⊥s,所以F支不做功。
【思维对话】常见思维障碍:
不能准确判断力是否有没有做功以及在力的方向距离是多少。
思维障碍点突破方法:
老师讲解时,建议让学生把力的方向画出来,把物体运动轨迹画出来。
提问1:
你发现这道题中涉及很多个力,那能不能先进行受力分析,把物体受到的所有力画出来,然后将物体的运动轨迹也画出来,再进行分析计算呢?
提问2:
从上面我们讲过的力做功为0的情况中找找,有没有符合不做功的力呢?
(引导学生找出支持力⊥于距离),同时重力的方向是竖直向下的,而物体运动距离是斜向下的,那重力方向上发生的距离是多少呢?
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1.某同学把一本初中物理课本从课桌旁的地面上拿到桌面上,该同学对物理课本所做的功大小最接近于()
A.0.2J
B.2J
C.200J
D.2000J
【题型】单选题
【知识点】功
【参考答案】B
【解析】课本的重力大约为2N,桌子高度大约为1m,则W=F·s=2N×1m=2J
2.下列情景中,人对物体有做功的是()(不定项)
A.甲将散落在地面上的物体整齐堆积
B.乙提着一桶水匀速直线前进
C.丙背着书包站着等公车
D.丁用拖把拖地
【题型】不定项选择题
【知识点】功
【参考答案】AD
3.如图所示,水平地面上的物体,在水平恒定的拉力F的作用下,沿ABC方向做加速运动,已知AB=BC,设AB段是光滑的,拉力F做功为W1,BC段是粗糙的,拉力F做功为W2,则W1和W2的关系是( )
A.W1=W2
B.W1>W2
C.W1<W2
D.不能确定
【题型】单选题
【知识点】功
【参考答案】A
【解析】因为拉力F恒定不变,且AB=BC,有W=F·s可得W1=W2
4.如图所示,三个物体A、B、C的质量关系为mA>mB>mC,在同样大小的力F的作用下,三个物体沿力的方向分别移动了距离s,比较三种情况下力F所做的功,则( )
A.甲多
B.乙多
C.丙多
D.一样多
【题型】单选题
【知识点】功
【参考答案】D
5.一支步枪枪膛长80cm,火药爆炸时产生的高压气体对子弹的平均推力是2000N,子弹离开枪口后在空中飞行40m后落在地上,则高压气体对子弹做的功是( )
A.1.6×103J
B.8×104J
C.8.16×104J
D.1.6×105J
【题型】单选题
【知识点】功
【参考答案】A
【解析】W=F·s=2000N×0.8m=1.6×103J
6.小明同学用一个距离手3m高的定滑轮拉住重100N的物体,从滑轮正下方沿水平方向移动4m,如图所示,
若不计绳重和摩擦,他的拉力为100N,则拉力至少做了多少功()
A.200J
B.300J
C.400J
D.500J
【题型】单选题
【知识点】功
【参考答案】A
【解析】如图,在Rt△ABC中,AB=3m,BC=4m,则由勾股定理得AC=5m,因此该同学拉动绳子的距离为s=AC—AB=5m—3m=2m,则至少要做的功:
W=Fs=100N×2m=200J。
所以A选项是正确的.
导学二:
功率
知识点讲解:
功率
1、功率的定义:
单位时间内所做的功叫做功率。
物体运动有快有慢,为了比较物体运动快慢,我们引入了速度,与此相类似,机械做功也有快有慢,例如:
起重机提升货物与人搬货物相比,同样多的货物搬上楼,起重机所需时间比人少,做同样多的功有一个快慢问题,为了表示物体做功的快慢,我们引入了功率的概念。
与表示物体运动快慢的方法类似:
速度是单位时间内通过的路程,功率是单位时间内所做的功;速度表示物体运动快慢的物理量,而功率表示物体做功快慢的物理量。
2、功率的计算
(1)公式:
P=W/t
应用公式P=W/t解答实际问题时,一要注意三个量的对应关系,功W一定是对应的时间t内完成的,这样算出来的功率才是对应时间t内的功率。
二要注意统一单位,其中功W的单位要用J,时间t的单位要用s,功率P的单位用W。
(2)功率的单位:
国际单位制中功率的主单位是瓦特,简称瓦,符号是W。
工程技术上的常用单位是千瓦,符号是kW。
1kW=103W。
3、物理意义:
功率是描述物体做功快慢的物理量
从功率的定义式可以看出,功率的大小由物体做的功W和做功所用的时间t两个因素决定。
做的功多功率不一定大,还要看做功时间的长短;做功用的时间短功率不一定大,还要看做功的多少。
4、功率大小的比较
功率是比较物体做功快慢的物理量,可用下列三种方法比较功率的大小:
(1)在相同时间内,比较做功的多少,做功越多的物体功率越大;
(2)在完成相同功的条件下,比较所用时间长短,所用时间越短的物体功率越大;
(3)做功的多少和时间都不同的情况下,通过计算P=W/t计算,进行比较。
注意:
物理学是利用第一种方法来定义功率的。
5、辨析比较:
功与功率
区分项
功
功率
定义
力与在力的方向上移动距离的乘积
单位时间内所做的功
公式
W=Fs(乘积)
P=W/t(比值)
物理意义
力的“成效”
做功的快慢
符号及国际单位
符号W,单位J(焦耳)
符号P,单位W(瓦特)
决定因素
力F以及在力方向上发生的距离s
做功的多少W以及所用的时间t
联系
W=Pt
P=W/t
总结
做功多不一定功率大,功率大不一定做功多,关键看时间。
6、重要公式:
在匀速直线运动中,
例题
1.小盼、小汉两同学沿同一竹竿进行爬竿比赛,小盼从地面匀速爬到竿顶用了16s,小汉从地面匀速爬到竿顶用了12s,已知小盼、小汉两人的体重之比为3:
4,则小盼、小汉两人爬竿的功率之比是( )
A.3:
4
B.4:
3
C.9:
16
D.16:
9
【题型】单选题
【知识点】功率
【参考答案】C
【解析】爬竿运动是克服自身重力做功,两人从同一位置匀速爬到竿顶则h相同,其功率应该利用
计算。
可以看出功率与体重成正比,与时间成反比。
即
。
2.下列关于功率的说法中,正确的是()
A.物体做功越多,功率越大
B.物体做功时间越短,功率越大
C.物体做功越快,功率越大
D.物体做功时间越长,功率越大
【题型】单选题
【知识点】功率
【参考答案】C
【解析】由功率公式P=W/t可知:
功率大小是由做功多少与做功时间共同决定的。
本题考查了功率的概念,判断大小的题目,一定要抓住公式,利用公式来比较。
要注意的是:
有不少选择题的选项说法不正确都是由于缺少条件而造成的。
所以我们一定要注意物理结论表述的准确性、严谨性、逻辑性。
在相同时间内,做功多的机器,功率一定大。
选项A缺少“相同时间”这一条件,所以A不正确;同理,选项B缺少“相同的功”这一条件,所以B不正确;C、做相同的功,所用时间短的,功率一定大。
有条件,且结论正确,所以C正确;D、因为选项C的说法正确,所以D不正确。
故选C.
3.(2013年武汉中考题)三位同学准备进行爬楼比赛,看看谁的功率大。
他们展开了如下的讨论:
甲:
只有测出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度,才能进行比较;
乙:
在爬楼的时间相同时,只要测出各自的体重、爬楼的高度,就可以进行比较;
丙:
在爬楼的高度相同时,只要测出各自的体重、爬楼的时间,就可以进行比较。
三种方法可行的是()
A.甲、乙和丙
B.甲和乙
C.甲和丙
D.乙和丙
【题型】单选题
【知识点】功率
【参考答案】D
【解析】根据
可知,在爬楼的时间t相同时,只要测出各自的体重G、爬楼的高度h,就可以比较功率P的大小;或在爬楼的高度h相同时,只要测出各自的体重G、爬楼的时间t,就可以比较功率P的大小,故乙和丙符合题意,故D正确。
【思维对话】常见思维障碍:
不能将公式中的物理量联系到实际生活例子。
思维障碍点突破方法:
老师讲解时,建议让学生把功率的公式写出来,逐个物理量分析。
提问:
你发现这道题是联系了生活例子进行分析的,那我们先思考一下爬楼时候做功主要是克服什么做功呢?
能否将表达式列出来?
然后利用功率的公式进行推导,思考一下哪些物理量是不用测量的,哪些是必须测量的呢?
4.用拖拉机耕地时,一般都行进得较慢,这是为了( )
A.减少机器损耗
B.获得较